到2021年，亞太地區的互聯帶寬將以51%的復合年增長率增長，將達到2,200Tbps以上，而新加坡的互連帶寬預計將在此期間增長四倍以上。隨著企業日益實現數字化，容量需求將進一步增加。為了促進數據的實時通信和傳輸，無論是在數據中心之間還是在數據中心內部，高速可靠的網絡互連都是必不可少的。

 

在這個提供超快速交易能力對于業務至關重要的時代，需要探索數據中心互連的最佳實踐和當今可用的技術，以擴展網絡功能。

 

 

巨大的數據增長推動了數據中心園區的增長，特別是超大規模的數據中心。現在，數據中心園區內的所有這些建筑物必須以足夠的帶寬連接。為了保持園區中數據中心之間的數據流動，每個數據中心現在能夠以高達200Tbps的速度傳輸到其他數據中心，在未來需要更高的帶寬(參見圖1)。

 

圖1：概念性園區布局

 

 

為了應對不斷增加的工作負載和延遲需求，如今的超大規模數據中心正在遷移到葉脊架構(參見圖2)。通過葉脊架構，網絡分為兩個階段。主干階段用于聚合和路由數據包到最終目標，葉子階段用于連接主機上的終端主機和負載平衡連接。

 

理想情況下，每個葉子交換機都會扇出到每個主干交換機，以實現服務器之間的連接最大化，因此，網絡需要高基數的主干/核心交換機。在許多環境中，大型主干交換機連接到更高級別的主干交換機，以將校園中的所有建筑物連接在一起。由于這種更扁平的網絡架構和高基數交換機的采用，可以期望網絡變得更大、更加模塊化、更具可擴展性。

 

圖2：主干和葉子架構和高基數交換機需要數據中心結構中的大規模互連

 

 

在數據中心園區的建筑物之間提供這種帶寬量的最佳和最具成本效益的技術是什么?企業已經采用多種方法以在該水平上提供傳輸速率，但是普遍的模型是在許多光纖上以較低的速率傳輸。要使用此方法達到200Tbps，每個數據中心互連需要3,000多條光纖。當用戶考慮將每個數據中心連接到園區中的每個數據中心所需的光纖時，其密度很容易超過10,000根光纖。

 

現在人們已經確定了對極密網絡的需求，因此了解構建它們的最佳方法非常重要。如今，在相同的電纜直徑或橫截面內，新的電纜和帶狀設計已使光纖容量從1728根增加到3456根。這些通常分為兩種設計方法：一種采用標準矩陣色帶，具有更緊密的可封裝子單元，另一種采用標準電纜設計，采用中心或開槽芯設計，松散粘合的網狀設計色帶可相互折疊(見圖3)。

 

圖3用于極端密度應用的不同帶狀電纜設計

 

利用這些極端密度的電纜設計可在相同的管道空間內實現更高的光纖密度。圖4說明了如何使用新的極端密度型電纜的不同組合，使網絡所有者能夠實現超大規模數據中心互連所需的光纖密度。

 

圖4使用極高密度電纜設計在同一管道空間內將光纖容量加倍

 

 

目前的市場趨勢表明，對光纖數量的要求將超過5,000根。為了維持仍可擴展的網絡基礎設施，減小光纖電纜尺寸的壓力將會增加。隨著光纖填充密度已接近其物理極限，進一步有效地減小電纜直徑的選擇將變得更具挑戰性。

 

開發商還側重于如何最好地將數據中心互連鏈路提供到間隔更遠的位置，而不是共同位于同一物理園區內。在典型的數據中心園區環境中，傳統數據中心互連長度不超過2公里。而相對較短的距離使得光纖電纜無需任何拼接點即可提供連接。然而，由于邊緣數據中心部署在大都市區域以減少延遲時間，因此距離可以增加并且可以長達75公里。

 

在不影響現有管道和工廠內部環境的情況下，開發能夠有效擴展以達到所需光纖數量的產品仍是光纖行業面臨的挑戰。隨著光纖密集型5G時代的臨近，網絡運營商現在需要尋求優化數據中心互連性，以解決當前和未來的數據傳輸率問題。