數據中心里的設備互連接口類型不斷變化,速率也越來越高,所以線纜類型也不斷增多。不同的線纜適應不同的設備互聯,要做好適配,才能實現對接,并穩定運行不出問題。按照傳輸介質,線纜分了很多類型:電線、光纖、電纜,就讓我們再認識一下它們。
電線歷史悠久。早在1800年前,發現“電”可沿金屬線傳輸。1835年,美國莫爾斯發明了有線電報機,促進了電纜的發展,接著電纜在電磁線、通信電纜、電力三個領域都獲得了極大發展。在1898年英國在倫敦與伯明翰之間敷設了一條長達46公里的19個四線組成的長途通信電線。到了19世紀,計算機和以太網出現,電線在數據通信領域大放異彩,實現數據的傳遞。在早期的數據中心里,電線遍布整個機房,這時局域網內部的傳輸速度并不高,用的最普遍的就是雙絞線,這是一種柔性的通信電纜,包含著成對的絕緣銅線,雙絞線有三類、五類和超五類等類型的電纜,這類電纜價格便宜,一般也就一米一元,比較低廉。就算是貴的,也就十幾塊錢就能買上一米。電纜會和RJ45水晶頭配套使用,RJ45就像線的道路上控制交通,連接器,電纜,線路的電線在自己的內部的物理位置。在網絡安裝,RJ45連接器是專門用于連接以太網設備。電線雖然便宜,傳輸速率是硬傷。三類電纜速率為10MB/S,五類可達100MB/S,而超五類則高達155MB/S以上。不過這個速率根本無法滿足數據中心的發展要求,所以后來就出現了光纖。
在1970年,康寧公司率先研制出了世界上第一根衰減低于20DB/KM的石英玻璃光纖,確認光纖可用于通信,從此拉開了光纖傳輸數據的時代。1976年,美國貝爾研究所在亞特蘭大建成第一條光纖通信實驗系統,直到今天光纖已經成為數據中心里最重要的傳輸數據的線纜。光纖雖然只經過了50年的發展,卻已經基本將電纜在數據中心里的地位替代。光纖最大的特點就是傳導的是光信號,因此不受外界電磁信號的干擾,信號的衰減速度很慢,所以信號的傳輸距離比電纜要遠得多,并且特別適用于電磁環境惡劣的地方。由于光纖的光學反射特性,一根光纖內部可以同時傳送多路信號,所以光纖的傳輸速度可以非常的高。如今10G、40G、100G的速率傳輸光纖都可以實現,不過光纖不僅價格要貴些,與光纖配合的模塊也要貴些,有些光模塊一個便宜的數千,貴的上萬,這在一定程度上影響到了光纖的普及。所以在很多數據中心里,在接入層還是電纜方式。光纖本身生命周期大概50年,傳輸質量要比電纜高得多,這樣雖然貴了些,依然阻擋不住光進銅退的節奏。眾所周知,光纖內部有收發兩根光纖組成,完成雙側數據的交互,這樣兩個方向速度相互不受影響,我們說速率10G指的雙向都可以達到10G。為了降低成本,現在設計了雙向合一的光纖,這種將原來內部兩根光纖合成一根光纖,成本大為降低,而且這樣的光纖占用空間小,節約布線空間,目前獲得了廣泛認可。
電纜是這幾年在數據中心里得到廣泛應用,也屬于線纜的一種。電纜實際上是將光模塊和纜線的無縫連接形式,確保了光口不外露,減少了灰塵和其他污染物對纜線的影響,同時也降低了成本,簡化了安裝。高速線纜傳輸距離較短,適用于數據中心的短距離布線。其中,無源電纜的最大傳輸距離在5M左右,而有源電纜傳輸距離可達15M。高速線纜內部由銅芯制成,具有天然散熱器的作用,散熱效果好、節能環保。高速線纜功耗低,由于無源電纜不需要電源,耗電量幾乎為0,節約用電成本。另外,由于銅纜價格遠低于光纖,因此,使用高速線纜也會降低整個數據中心的布線成本,是一種極具成本效益的高速互連解決方案。電纜一般傳遞的速率很高,單從速率上可以替代光纖,不過傳輸距離過短,這決定了電纜使用的范圍受到了限制。
這些年,數據中心里早已發生了翻天覆地的變化,各種新技術層出不窮,反而在線纜領域,技術幾十年如一日并沒有太多變化。從電到光,只有速率在不斷地攀升,從技術本質上來講,原理上沒有太大突破。隨著速率不斷提高,遲早有一天會達到光率極限。到目前為止,還沒有可以替代光的傳輸介質出現,也許將來會有新的傳輸介質出現,讓我們期待吧。