数据的巨大增长推动了数据中心园区的建设 ，尤其是超大型数据中心的建设。此刻 ，一个园区里的几栋构筑都必须用足够的带宽衔接起来。为了维持单个园区内数据中心之间的信息流动 ，必要多大带宽？每个数据中心今天能够以高达200 Tbps的容量向其他数据中心传输 ，而将来必要更高的带宽（见图1）。
图1. 概想园区布局。DCI要求和距离是唯一无二的。带宽需要可高达100 Tbps甚至200 Tbps。
是什么推动了园区构筑之间如此巨大的带宽需要？
首先 ，器材向通讯量的指数增长受到设备对设备通讯的支持。第二个趋向与选取更平展的网络架构有关 ，例如脊叶网络或CLOS网络。其指标是在园区内占有一个大型网络结构 ，因而必要在设备之间成立大量的衔接。
传统上 ，数据中心构建在由主题互换机、汇聚互换机和接入互换机组成的三层拓扑结构上。固然成熟且宽泛部署 ，但传统的三层系统结构已不再满足超大规模数据中心园区环境不休增长的工作负载和时延需要。作为响应 ，今天的超大型数据中心在迁徙到脊叶架构（见图2）。在脊叶架构中 ，网络分为两个阶段。脊阶段用于聚合数据包并将其路由到最终主张地 ，叶阶段用于衔接主机端和负载平衡衔接。
梦想情况下 ，每个叶互换机城市扇出到每个脊互换机 ，以最大限度地提高服务器之间的衔接 ，因而 ，网络必要高进造脊主题互换机。在很多环境中 ，大型脊互换机衔接到更高级此外脊互换机 ，通常称为园区或聚合离子脊互换机 ，以将园区中的所有构筑衔接在一路。由于这种更平展的网络结构和选取高进造互换机 ，我们进展看到网络变得更大、更？榛透衫┐。
图2.脊叶结构以及高进造互换机必要数据中心结构中的大量互连。
若何以最具成本效益的方式提供最佳的衔接？
业界已经评估了多种步骤 ，但普遍的模式是在大量的光纤上以较低的速度传输。要使用此步骤达到200 Tbps ，每个数据中心互连必要超过3000芯光纤。当您思考将每个数据中心衔接到单个园区中的每个数据中心所需的光纤时 ，密度很容易超过10000芯光纤！
一个常见的问题是 ，何时使用DWDM（密集波分复用收发器）或其他技术来增长每根光纤的吞吐量 ，而不是不休增长光纤的数量？目前 ，长达10公里的数据中心互连利用通常使用CWDM (粗波分复用) 1310nm收发器 ，与DWDM系统的1550nm传输波长不匹配。因而 ，在数据中心之间使用高芯数光缆来支持大规 ；チ。
下一个问题是 ，何时通过增长一个多路复用器单元将1310nm收发器代替为接入互换机中的可插入式DWDM收发器？答案是 ，对于园区内的数据中心互连链路 ，DWDM何时或是否成为一种经济有效的步骤。
为了推算这种转换的可行性 ，我们必要查看DWDM收发器的价值 ，并与现有收发器进行比力 ；诙哉隽绰返募壑到 ，目前的预测是 ，在可预感的将来 ，基于光纤丰硕的1310nm系统结构的衔接将持续占据低成本优势（见图3）。PSM4（8芯光纤）代替规划已被证明对幼于2公里的应器拥有成本效益 ，这也是提高光纤数量的另一个成分。
图3. 可插拔式DWDM收发器与100G CWDM4。
若何选择相宜的光纤？
既然我们已经确定了对极端密度网络的需要 ，那么相识构建这些网络的最佳步骤是很沉要的。这些网络在布线和硬件方面都提出了新的挑战。例如 ，使用松套管光缆和单芯光纤熔接是不成扩大的或不成行的。若是使用松套管设计装置1728芯光纤 ，如果每个接头4分钟 ，则熔接功夫将超过100幼时。若是使用带状光缆配置 ，则熔接功夫将降至20幼时以下。只管20幼时依然对熔接来说必要大量功夫 ，但与单芯光缆类型相比 ，它节俭了大量功夫。
同时 ，传统的光缆缆设计装置在常用的2或4英寸管路中时也面对着巨大的挑战。新的光缆和带状设计已经进入市场 ，在一样的横截面积上 ，光纤容量根基上翻了一番。这些产品通常分为两种设计步骤：一种步骤使器拥有更缜密可封装子单元的尺度矩阵带 ，另一种步骤使器拥有中心或槽芯设计的尺度电缆设计 ，拥有可相互沉叠的疏松结合的网络设计带（见图4）。
图4. 分歧的带状电缆设计 ，合用于极端密杜爪用。
利用这些新的光缆设计 ，能够在一样的管路空间中实现更高的光纤密度。图5说了然若何使用分歧的极端密度类型的新光缆组合 ，使网络所有者可能实现超大型等级数据中心互连所需的光纤密度。
图5. 选取极端密度光缆设计 ，使统一管路空间的光纤容量翻倍。
当利用这些新的带状光缆设计时 ，网络所有者必要思考硬件和衔接选项 ，这些选项能够充分处置和扩大这些极度高的光纤数量。它能够很容易地压垮现有的硬件 ，在成立齐全的网络时 ，有几个关键领域必要思考。
必要装置几多构筑物内部光缆能力衔接到1728至3456芯光纤构筑物表部光缆？若是您目前在内部构筑环境中使用288根光纤带状光缆 ，您的硬件必须可能充分包容12至14根光缆。您的硬件还必须治理288个单独的带状熔接。在本利用中使用任何单芯光缆和单芯光纤熔接步骤都是不成行或不成取的 ，由于筹备功夫长 ，光纤治理难度大。
另一个可能拥有挑战性的领域是追踪光纤以确保正确熔接。由于必须追踪和布线的光纤数量巨大 ，光缆打开后 ，必要立即对光纤进行充分象征和分类。为了预防败坏任何光纤 ，应优先确保在加载到硬件中时将带状堆叠绑缚在一路并加以 ；。在大无数装置中 ，导致沉新筹备光缆的谬误是能够节造的。在极端密度网络的情况下 ，一个谬误可能会对项主张实现产生严沉的影响 ，并且可能只必要由于一个点而延长一周。
极端密度网络的将来将若何发展？
沉要的成分是光纤数量是否会在3456芯处终场 ，或者若是我们看到这些数量会更高。当前的市场趋向批注 ，芯数要求甚至超过5000芯。为了维持基础设施仍能扩大规模 ，缩幼光缆尺寸的压力将加大。随着光纤封装密度已经靠近其物理极限 ，以有意思的方式进一步减幼光缆直径的选择变得更具挑战性。
一种逐步盛行的步骤是使用涂层尺寸从通常的250um减幼到200um的光纤。纤芯和包层尺寸维持不变 ，因而光学机能没有变动。但是 ，这种尺寸的减幼 ，当延长到光缆中数百到数千芯光纤时 ，能够大大削减光缆的总横截面积。这项技术已经在一些光缆设计中得到利用 ，并被造作商用于微型松套管光缆。
另一个沉要的问题就是若何最好地提供数据中心互连衔接 ，以衔接距离远得多且不在统一物理园区中配置的地位。在典型的数据中心园区环境中 ，典型的数据中心互连长度不超过2公里。这些相对较短的距离使一根光缆可能在没有任何熔接点的情况下提供衔接。然而 ，随着数据中心也被部署在大城市周围以削减延长功夫 ，距离在增长 ，能够靠近75公里。在这些利用中使用极端密度光缆设计会降低预算 ，由于在长距离内衔接大量光纤的成本较高。在这些情况下 ，更传统的DWDM系统将持续是首选 ，以40G及更高的速度运行使用更少的光纤。
我们能够预计 ，随着网络所有者为即将到来的光纤密集型5G产品的推出做筹备 ，对极端密度光缆的需要将从数据中心环境迁徙到接入市场。在不压垮现有管路和构筑内部环境的情况下 ，开发可能有效扩大以达到所需光纤数量的产品将持续是行业的挑战。（文章起源：C114中国通讯网）
