2017 年 12 月下旬，電氣和電子工程師協(xié)會(huì) (IEEE) 針對(duì) 200 Gbps 和 400 Gbps 采用了 802.3bs 標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，該標(biāo)準(zhǔn)還為 400G BASE-SR16 鋪平了道路。400G BASE-SR16 要求每個(gè) MPO 有 32 條多模光纖，可提供 16 條 25G NRZ 通道。400G BASE-SR16 曾引起人們的廣泛討論，然而幾年后，400G BASE-SR16 就夭折了。

事實(shí)證明，在當(dāng)時(shí)，將 32 根光纖接入一個(gè)連接器可能有點(diǎn)太激進(jìn)了。這帶給我們什么教訓(xùn)呢？也許是，在追求更快吞吐量的過程中，實(shí)用性與速度同樣重要。

高速網(wǎng)絡(luò)升級(jí)是一個(gè)基于數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商業(yè)務(wù)模式和意圖的相對(duì)術(shù)語。企業(yè)組織正在從雙工傳輸轉(zhuǎn)向并行傳輸（速度從 10G 提高到 40G，從 25G 提高到 100G 及以上），以增加容量。目前，行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者已準(zhǔn)備好遷移到 800G，然后再遷移到 1.6T。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)師正在對(duì)他們的方案進(jìn)行研究，力求確保其擁有正確的基礎(chǔ)設(shè)施，從而高效地提供速度更高、延遲更低且更具成本效益的性能。

在布線方面，有大量 12 芯鏈路（還有一些 24 芯鏈路）已經(jīng)安裝就位。部分設(shè)施很早就從 12 芯光纖轉(zhuǎn)換為 8 芯光纖，以支持相關(guān)應(yīng)用。最近，另外一些設(shè)施已決定跳過 8 芯方案，直接轉(zhuǎn)到基于 16 芯的基礎(chǔ)設(shè)施。

在這篇博客中，我們將介紹數(shù)據(jù)中心可以采取哪些方法來處理從傳統(tǒng)光纖配置到新設(shè)計(jì)的過渡，從而走上 1.6T 及更高速度的康莊大道，或者升級(jí)至下一代應(yīng)用以滿足其容量需求。在深入探討解決方案之前，讓我們先來了解一些背景。

我們的發(fā)展歷程

為了加快數(shù)據(jù)速率的發(fā)展，10G、25G 和 50G 等雙工應(yīng)用被分組至四通道設(shè)計(jì)，以提供向 40G、100G 和 200G 的可靠、穩(wěn)步遷移。所選擇的配置是 12 芯 MPO，這是第一個(gè)被數(shù)據(jù)中心接受的 MPO 接頭。確實(shí)有較少使用的 24 芯型號(hào)，但 12 芯光纖更常見，而且使用方便，也是交換機(jī)光學(xué)模塊中更為常用的多光纖接口。

隨著數(shù)據(jù)中心遷移到 8 或 16 芯應(yīng)用以提高性能，12 和 24 芯配置的能效就顯得較低了。利用 12 和 24 芯主干線纜擴(kuò)展交換機(jī)容量變得更具挑戰(zhàn)性。不是將數(shù)字相加那么簡單，它會(huì)導(dǎo)致交換機(jī)端口容量空閑或強(qiáng)制將多條主干線纜組合成多頭線纜或陣列線纜，以充分利用設(shè)備上的光纖。具有諷刺意味的是，經(jīng)計(jì)算，12 芯完美適合 400G 以下的雙工應(yīng)用，但突然之間，它對(duì)于 400G 及以上的并行應(yīng)用來說已變得沒那么有吸引力。于是，8 通道設(shè)計(jì)（即 8 個(gè)接收通道和 8 個(gè)發(fā)送通道）應(yīng)運(yùn)而生。

16 芯光纖連接到底有哪些優(yōu)勢(shì)呢？

從 400G 開始，在多對(duì)主干光纜的構(gòu)建模塊中，八通道技術(shù)和 16 芯 MPO 扇出方案成為更高效的方案。從四通道部署轉(zhuǎn)向八通道部署，會(huì)使扇出數(shù)量增加一倍，從而幫助網(wǎng)絡(luò)管理員去除交換層或優(yōu)化交換機(jī)前端的光纖布局和密度，同時(shí)支持線路速率應(yīng)用。當(dāng)今的應(yīng)用已針對(duì) 16 芯布線進(jìn)行了優(yōu)化。通過 16 芯技術(shù)支持 400G 及更高速率的應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心可以盡可能地提高交換機(jī)或服務(wù)器的交換容量。順便說一句，16 芯分組也完全支持 8 芯、4 芯或 2 芯光纖應(yīng)用，不會(huì)造成任何損害或浪費(fèi)。

這種 16 芯設(shè)計(jì)（包括匹配的收發(fā)器、主干/陣列線纜和預(yù)端接模塊）成為通用構(gòu)建模塊，使數(shù)據(jù)中心能夠升級(jí)到 400G 甚至更高。想利用 100G 通道升級(jí)到 800G 嗎？單個(gè)收發(fā)器中來自共用主干線纜的一個(gè) MPO16 或兩個(gè) MPO8 連接很快會(huì)成為一種還提供完全向后兼容性的方案。一旦 200G 線路速率上線，可以運(yùn)用同樣的思路讓速度提高到 1.6T。

等等，我的 8 芯鏈路怎么辦？

雖然 16 芯光纖對(duì)于 400G 以上的速度來說可能是最高效的配置，但傳統(tǒng)的 8 芯光纖部署仍然具有一定價(jià)值，主要用于那些最高速度為 400G 的應(yīng)用所在的數(shù)據(jù)中心。對(duì)于目前在運(yùn)行 8 芯主干線纜且需要升級(jí)到 16 芯的用戶來說，問題表現(xiàn)為：最佳處理方法是什么？什么時(shí)候處理？

本質(zhì)上，您需要將配線架前面的光纖數(shù)量加倍，以支持配線架內(nèi)相同的端口數(shù)。一種方法是將前面現(xiàn)有的 LC 接頭切換為較小的 SN 接頭，前提它是光纖配線架的一個(gè)選項(xiàng)。SN 封裝提供了必要的空間，在使用同一尺寸和經(jīng)驗(yàn)證的插芯的情況下，可在與雙工 LC 適配器相同的空間內(nèi)讓光纖數(shù)量至少翻倍。一個(gè)模塊中配置兩個(gè) MPO8（后部）至 8 個(gè) SN（前部）接頭與一個(gè)模塊中配置單個(gè) MPO8 至 4 個(gè)雙工 LC 接頭所占的空間相同。這一變化釋放了一半的配線架空間，讓數(shù)據(jù)中心能夠?qū)⒖捎玫墓饫w數(shù)量增加一倍，并支持兩倍數(shù)量的端口，而無需增加機(jī)架空間（日常維護(hù)中通常做不到）。利用靈活的線纜管理器可以簡單、輕松地添加額外的主干線纜。在應(yīng)對(duì)日常維護(hù)所涉及的挑戰(zhàn)時(shí)，這會(huì)帶來巨大的回報(bào)。

我應(yīng)該直接跳到 16 芯主干線纜嗎？

如果您目前在使用 12 或 24 芯主干線纜，并且準(zhǔn)備轉(zhuǎn)向更高效的 8 或 16 芯配置來滿足應(yīng)用需求，該怎么辦呢？首先要考慮的是您的業(yè)務(wù)模式。如果您的網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)在評(píng)估可能需要 16 芯鏈路的應(yīng)用，是否該考慮 8 芯方案？好問題。

盡管對(duì)于更高速度的應(yīng)用，8 芯扇出與 12 芯或 24 芯解決方案不相上下，但與 16 芯設(shè)計(jì)相比，人們有充分的商業(yè)理由放棄 8 芯主干線纜部署。兩者之間的主要區(qū)別是什么？端口數(shù)。典型的 MPO 端口密度為每機(jī)架單元 72 個(gè)端口。如果主干線纜和應(yīng)用基于 8 芯光纖，就會(huì)有 72 個(gè)端口。如果變成 16 芯應(yīng)用，則同樣的 8 芯光纖主干僅提供 36 個(gè)端口。16 芯主干線纜與每機(jī)架單元 72 個(gè)端口的 16 芯應(yīng)用相匹配，但在同一空間內(nèi)也可以支持 144 個(gè) 8 芯端口。

許多企業(yè)組織的實(shí)際情況是：具有 4 路扇出功能的 8 芯應(yīng)用會(huì)有更長的遷移壽命（基于容量需求）。但是，使用配備 16 芯端口的 8 路扇出模塊可以提高能效并降低每千兆位成本，從而比原計(jì)劃更快地對(duì)模型做出調(diào)整。從 8 芯連接轉(zhuǎn)到 16 芯連接有助于您更好地分配全部交換機(jī)容量，并且在某些情況下可以免去一些交換機(jī)及其相關(guān)成本。對(duì)于全新部署來說，較明智的做法是選擇 16 芯主干線纜，這樣可以高效支持可擴(kuò)展性及傳統(tǒng)應(yīng)用，而不會(huì)浪費(fèi)光纖。

理想情況下，關(guān)于選擇 8 芯還是 16 芯最好由基礎(chǔ)設(shè)施布線團(tuán)隊(duì)和網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)協(xié)商決定。然而，通常情況下是網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)做出決定，而基礎(chǔ)設(shè)施團(tuán)隊(duì)必須找到實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)變的最佳方式。

我原來的 12 或 24 芯部署怎么辦？

雖然 8 芯和 16 芯配置最適合 1.6T 及以上的速度，但現(xiàn)在許多數(shù)據(jù)中心（包括大型超大規(guī)模設(shè)施）的實(shí)際情況是有很多傳統(tǒng)的 12 芯主干線纜仍在使用中。

不妨假設(shè)我們決定從 12 和 24 根雙工光纖部署轉(zhuǎn)變?yōu)?8 和 16 芯并行應(yīng)用。如何在不進(jìn)行全面升級(jí)換代的情況下實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變？

方法之一是使用適配器和陣列線纜，例如在光纖配線架的前面使用 LC，并使用一個(gè)在末端通過四個(gè)雙工 LC 連接至一個(gè) 8 芯 MPO 的陣列。您也可以將 24 芯主干線纜分解成三個(gè) 8 芯陣列，或者將兩根 24 芯線纜分解成三個(gè) 16 芯 MPO。MPO 適配器/陣列解決方案的一個(gè)缺點(diǎn)是線纜管理。扇出長度需要考慮到實(shí)用性。此外，基于 MPO 的收發(fā)器配有內(nèi)置的定位針，因此需要無插針的設(shè)備線纜。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員來說，兩端無插針的設(shè)備線纜是最簡單的。但是，整個(gè)通道中必須采用正確的帶插針/無插針組合。

最終結(jié)果：這些數(shù)字的搭配方法有很多；但目標(biāo)始終一致：以最高效的方式支持應(yīng)用需求，而不會(huì)導(dǎo)致端口處有大量雜亂的光纖。網(wǎng)絡(luò)管理員應(yīng)優(yōu)先考慮能提供舊式 12 和 24 芯設(shè)計(jì)以及 8 和 16 芯配置的基礎(chǔ)設(shè)施解決方案，而無需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行耗時(shí)的配線架改裝。

配線架內(nèi)的切片和切塊功能

另一個(gè)關(guān)鍵要求是提高配線架的設(shè)計(jì)靈活性。在傳統(tǒng)的光纖平臺(tái)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)專門的模塊、熔纖盒和適配器組等配件用于配線架。因此，更換具有不同配置的組件就意味著也要更換配線架。此限制最明顯的影響是部署新組件和新配線架所需的額外時(shí)間和成本。同時(shí)，數(shù)據(jù)中心客戶還必須應(yīng)對(duì)額外的產(chǎn)品訂購和庫存成本。

相比之下，如果所有配線架組件基本上可以互換，并且設(shè)計(jì)為適配單個(gè)通用配線架，設(shè)計(jì)師和安裝商便能夠在更短的時(shí)間內(nèi)以更低的成本重新配置和部署光纖容量。同樣，數(shù)據(jù)中心客戶也能夠簡化其基礎(chǔ)設(shè)施庫存及相關(guān)成本。

用于實(shí)現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的基礎(chǔ)設(shè)施支持

我們來總結(jié)一下：數(shù)據(jù)中心環(huán)境越復(fù)雜、越擁擠，向高速網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)就越具挑戰(zhàn)性。當(dāng)升級(jí)涉及到（最終）遷移至不同的光纖配置時(shí)，難度會(huì)相應(yīng)增加。這正是數(shù)據(jù)中心管理者所面臨的局面。如何從傳統(tǒng)的 12 和 24 芯部署過渡到更適合應(yīng)用的 8 芯、尤其是 16 芯扇出，將決定他們能否利用 800G 及以上的容量為組織謀福利，同樣也將決定他們?cè)谂渚€架上擁有的設(shè)計(jì)靈活性。

這些都是云端和超大規(guī)模設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)管理者現(xiàn)在正面臨的挑戰(zhàn)。從積極的一面看，康普已經(jīng)為實(shí)現(xiàn)更加無縫和高效的遷移掃清了障礙。