如何能夠實現(xiàn)550 m距離的40 Gbs鏈路

本白皮書討論了Avago Technologies與最新一代的增強帶寬多模光纖配合使用時，如何能夠實現(xiàn)550 m距離的40 Gb / s鏈路。它還討論了支持基于云的計算服務繼續(xù)發(fā)展的數(shù)據(jù)中心的需求。此外，它概述了下一代增強帶寬光纖，例如Panduit的Signature核心布線系統(tǒng)，Corning電纜系統(tǒng)的Pretium EDGE或CommScope®SYSTIMAX®LazrSPEED®550光纖解決方案。

介紹

基于云的存儲和計算服務的爆炸式增長正在推動現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的物理大小和整體計算能力的擴展。鏈接數(shù)據(jù)中心內各個計算元件的高速數(shù)據(jù)互連通常由銅纜和多模光學解決方案的混合組成。銅制互連僅限于幾米的鏈路距離，最常用于在同一機架或機箱內提供服務器到服務器或服務器到網(wǎng)絡的交換機連接。機架間和機箱之間的連接通常需要更大的覆蓋范圍和更高的帶寬，因此需要一種光學解決方案，并且可以通過基于VCSEL的并行光纖收發(fā)器模塊來實現(xiàn)。例如，Avago Technologies的eSR4 QSFP +收發(fā)器在300米的標準OM3多模并行光纖上以40 Gb / s的速度運行。雖然300 m的最大鏈接距離足以滿足大多數(shù)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的需求，但當今的大型數(shù)據(jù)中心通常要求更多。本白皮書詳細介紹了Avago Technologies eSR4 QSFP +收發(fā)器與最新一代增強帶寬多模光纖（如Panduit®的Signature CoreTM布線系統(tǒng)，康寧電纜系統(tǒng)的Pretium）配合使用時，如何能夠支持550 m距離的40 Gb / s鏈路EDGE®和CommScope®SYSTIMAX®LazrSPEED®550光纖解決方案。

數(shù)據(jù)中心互連：多模與單模

數(shù)據(jù)中心核心的服務器通過一系列基于銅纜和光學互連的網(wǎng)絡連接到網(wǎng)絡。在典型的兩層數(shù)據(jù)中心設計中，基于機架的刀片服務器連接到機架頂部訪問交換機，而后者又連接到較大的聚合交換機。然后，匯聚交換機將提供與核心網(wǎng)絡的連接。

兩層數(shù)據(jù)中心體系結構（Enterasys數(shù)據(jù)中心設計指南）

通常，服務器到機架頂部的交換機互連是通過以1 Gb / s至10 Gb / s的數(shù)據(jù)速率運行的無源或有源銅纜布線提供的。但是，為了滿足具有10 Gb / s服務器互連的機架式交換機的上行鏈路帶寬和傳輸距離要求，需要基于光纖的并行光纖鏈路。IEEE 802.3ba物理層標準的40GBASESR4依賴于物理介質的變體定義了4通道并行光學互連（每通道10個。3125Gb / s），可在OM3多模光纖上運行長達100米的長度。在此標準下，可以使用QSFP +光收發(fā)器和基于MTP連接器的并行多模光纖電纜來實現(xiàn)40 Gb / s的交換機到交換機的上行鏈路。

具有增強帶寬光纖的多模鏈路擴展

在考慮光纖互連的最大鏈路距離時，需要考慮由于電纜和連接器引起的光功率損耗，以及與光纖帶寬相關的信號損傷。當以高于1 Gb / s的數(shù)據(jù)速率運行時，光纖帶寬的損失變得尤為重要。衰減和帶寬損失可以歸為一個總體的“功率損失”，而這種功率損失最終限制了鏈路距離。圖2顯示了擴展300 m的10 Gb / s以太網(wǎng)光鏈路的最大功率損失。

10 Gb / s以太網(wǎng)功耗懲罰（Panduit簽名核心白皮書WP-17）

該圖表清楚地說明了因符號間干擾（ISI）造成的損失大于連接器損耗和光纖衰減損耗的總和。事實證明，符號間干擾的大小與光纖帶寬密切相關。

Avago Technologies已與多家業(yè)內頂尖的光纖電纜制造商合作，提供40 Gb / s多模光纖鏈路解決方案，保證在550 m的鏈路距離下以BER小于1e-12進行工作。當與Avago Technologies AFBR-79EEPZ QSFP + eSR4收發(fā)器配合使用時，Panduit，Corning和Commscope均使用增強型電纜系統(tǒng)在超過500米的距離上均展示了無錯40 Gb / s鏈路。