數據中心所有設備互連都要依靠光纖,而傳統的電口型網線由于僅能支持100M/1000M的傳輸速率,速率普遍不高,已經基本被數據中心淘汰。支持10G傳輸速率的電纜傳輸距離又短,無法大面積使用。其實電纜也算是一種光纖,電纜內部也是由多芯光纖組成的。走進數據中心機房,我們就能看到密密麻麻的光纖線連接著各種網絡、服務器、存儲等設備,在數據中心里形成一道獨特的風景。所以,在數據中心內部部署光纖大有學問,光纖布線已經形成了一門專業性很強的技術,采用良好的光纖布線不僅可以使得機房內部整潔、美觀,還能提升鏈路傳輸數據質量,避免產生過多錯包,延長光纖的使用壽命。本文不再講述光纖如何進行布線,而是著重告訴大家,在使用光纖互連部署時,應該注意哪些地方,為在數據中心里部署光纖提供指導。
眾所周知,光纖若按照傳輸模式分類,可分為單模和多模。兩類光纖的主要區別在于標稱直徑的差異,多模光纖標稱直徑在50~62.5微米,而單模光纖標稱直徑在9~10微米,多模光纖傳輸帶寬窄,而單模光纖很寬,所以多模傳輸距離一般只有幾公里,而單模可以達到70公里。這樣就需要根據數據中心的實際情況,來選擇哪種光纖。一般數據中心內部設備都比較集中,頂多處于同一個園區內幾棟建筑里,采用多模光纖,數據中心連接距離較遠的城域網、運營商網絡時,或者跨地區的數據中心之間一般都需要采用單模光纖。只有明確采用何種光纖后,才能去適配相應的光模塊。
光纖傳輸的光信號有波長長短之分,常見的有850nm、1310nm、1550nm,這個波長指的是光模塊發出的光的波長,不同波長的光都可以在光纖里傳輸,不同類型的光纖對不同波長的光處理效果是有差異的。比如:G.652光纖(色散未移位光纖,屬于光纖的一種),在1310nm窗口性能最佳,色散系數最小,衰耗系數也較小。G.655光纖(非零色散位移光纖),在1550nm窗口性能最佳,色散低、衰耗小。根據兩端設備上的光模塊波長,來選擇最適合的光纖,而不是盲目地選擇光纖。經常在數據中心里遇到各種端口頻繁DOWN/UP的、端口錯包不斷增長的問題,有時更換光模塊、光纖都無濟于事,這時就要考慮是不是兩者之間適配有問題。根據不同光纖的工作機制,看是否與當前的光模塊是最佳匹配,更換另一種類型的光纖往往可以徹底解決問題。
在光纖部署時,還會經常遇到端口不能UP或者狀態不穩定的問題。除了檢查光纖與光模塊是否匹配,最為重要的是要檢查光功率是否正常。如果兩端接收的光功率過低或過高,超過了光模塊的工作范圍,就會產生這類問題。如果光功率過高,可以在光纖鏈路上增加光衰減器,如果光功率過低,可以增加“頻率梳”。不過還是有的時候即使收發光功率都正常,還是存在問題,這是因為光功率只是光纖的一個參數而已。實際上,光纖還有彎曲損耗、衰減、色散、截止波長等參數,這些參數如果有問題也會影響到光路質量,尤其是現在都是40G/100G高速互連,對光路質量要求更高,光纖傳輸上稍微有些風吹草動,能立馬反映出來。所以在檢查光功率的同時也要檢查其它一些光纖指標,尤其是色散。色散是需要通過特殊的檢測儀器才能檢測出來的,普通的光功率計根本無法測出來,這就需要有專業的儀器才行。色散是影響光纖傳輸帶寬、限制光纖傳輸容量的重要參數,在數據中心光纖部署中應注意這點。
隨著40G/100G的普及,需要光纖傳輸的速率越來越高。實際上,為了實現更高速率的傳輸,就是通過增加光纖內部的光纖數量來實現的,因為高速單模光纖的發送接收端處理設備價格都比較昂貴,所以,一般采用多模光纖實現。40G/100G都是采用的多芯合成的方式實現高速傳輸的,40G采用8芯,100G采用20芯或24芯,這使得光纖封裝難度加大,功耗問題也更大突出,所以這種高速連接給光纖提出了更高的要求。在做這些高速端口互連時,盡量兩邊采用相同的光模塊,避免出現適配類問題。現在的40G/100G光模塊標準剛剛發布,很多光模塊未必符合統一標準,就算符合,每一個光模塊之間也存在著小的差異,不同光模塊適配起來就會有這樣或那樣的問題。為滿足40G/100G與10G的對接,還有支持1分4或1分10的光纖,這類光纖就是將光纖拆開,一端是多芯集合,另一端是單芯或雙芯。
光纖是十分脆弱的,無法直接應用于工程建設,所以在數據中心外部,必須將光纖制成光纜進行傳輸,光纜就是多根光纖的集合體,每個光纖之間有屏蔽材料,避免干擾。在數據中心里,由于光纖數量較多,光纖調度頻繁,一般還要部署光纖配線架,也可以是光纜交接箱、綜合箱、光纜終端盒等,如果是無機房條件或者機房條件差、光纖數量少的情況,可以部署綜合箱。通過部署這些設施,可以保護和調度管理設備,尤其設計到戶外的傳輸,必須要部署這些部件,避免光纖受到損壞。
所以,在數據中心里能部署好光纖并非易事,以上是在實際應用中經常碰到的問題,根據以上指南進行分析與解決。如今,光纖在數據中心里應用非常普及,然而,和那些大型設備相比,人們卻往往最容易忽略。其實光纖在數據中心里的作用沒有其它設備可以替代,做好光纖的部署工作,在未來的數據中心網絡運維中能節省不少的人力和物力,掌握光纖互連部署技術是數據中心運維技術人員的一項基本技能,必須要掌握。