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近些年，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅猛，幾乎成幾何倍的增長帶給人們***的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用體驗。社交媒體、電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)銀行、網(wǎng)絡(luò)游戲等等的應(yīng)用，促使各行業(yè)都因為互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)生了翻天覆地的變化。作為網(wǎng)絡(luò)***層支撐這些應(yīng)用發(fā)生的基礎(chǔ)設(shè)施，也因為所有的應(yīng)用，加快了發(fā)展的步伐。尤其是對于社交網(wǎng)絡(luò)、銀行網(wǎng)絡(luò)這種用戶數(shù)量巨大、網(wǎng)絡(luò)交互頻繁、網(wǎng)絡(luò)安全性要求高的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，傳統(tǒng)的千兆、萬兆已經(jīng)不能滿足日益增長的需求。因此，40G、100G網(wǎng)絡(luò)的需求也成為未來幾年的趨勢。但是如何才能構(gòu)建一個真正高速、安全、又具有高性價比的40/100G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，成為先要吃螃蟹的工程師們的要考慮的問題。本文就是根據(jù)這一需求，為讀者介紹目前對于40/100G網(wǎng)絡(luò)***的國際標(biāo)準(zhǔn)，以及業(yè)界***進的解決方案，希望能夠為從業(yè)的技術(shù)攻城獅們帶來一些啟示。

IEEE 802.3ba標(biāo)準(zhǔn)

作為***的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，2010年IEEE組織又發(fā)布了IEEE 802.3ba標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)同時定義了兩種傳輸速率 (40 GBE 和 100 GBE) 的基于光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。共有4種不同的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

- 40GBASE-CR4

- 40GBASE-SR4

- 100GBASE-CR10

- 100GBASE-SR10

這里的 -CR 變量的標(biāo)準(zhǔn)40GBASE-CR4和100GBASE-CR10可以使用銅軸電纜跳線傳輸，但最遠距離只有7米。-SR 變量的標(biāo)準(zhǔn)40GBASE-SR4和100GBASE-SR10是使用多模光纖介質(zhì)來傳輸?shù)摹?/p>

40GBASE- SR4 和 100GBASE-SR10 標(biāo)準(zhǔn)是***次的使用多于2芯光纖傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)應(yīng)用，基于原有已成熟的雙工多模光纖10Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸流技術(shù)，40GBASE-SR4使用8芯多模光纖進行傳輸，100GBASE-SR10使用20芯多模光纖進行傳輸。因此這些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需要使用多于2芯光纖的連接器MPO。

40GBASE- SR4 和 100GBASE-SR10 標(biāo)準(zhǔn)是***次的使用多于2芯光纖傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)應(yīng)用，基于原有已成熟的雙工多模光纖10Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸流技術(shù)，40GBASE-SR4使用8芯多模光纖進行傳輸，100GBASE-SR10使用20芯多模光纖進行傳輸。因此這些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需要使用多于2芯光纖的連接器MPO。

MPO 12芯光纖連接器 MPO 24芯光纖連接器

注：采用單模光纖傳輸40G/100G，仍然可以使用2芯光纖和傳統(tǒng)的雙工連接器，但收發(fā)設(shè)備較為昂貴。

40GBASE-SR4 (40GBE)

100GBASE-SR10 (100GBE)

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采用MPO 24芯光纖連接器，20芯光纖全雙工傳輸100G

100G光纖多模以太網(wǎng)盡管有兩種解決方案的標(biāo)準(zhǔn)推薦，如上所示的方案A和方案B, 可以采用一個24芯的MPO光纖連接器和采用2個12芯MPO光纖連接器，但目前主要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商所推出的100G光纖模塊全部都采用方案A 一個24芯MPO的解決方案，因此如果您的數(shù)據(jù)中心光纖主干有100G的升級考慮，設(shè)計和實施24芯MPO光纖布線系統(tǒng)不啻為***選擇。

部署24芯MPO比較12芯MPO光纖系統(tǒng)的優(yōu)勢所在

多模MPO作為數(shù)據(jù)中心光纖布線系統(tǒng)的主流產(chǎn)品，目前市場上可以見到有兩種產(chǎn)品，一種是12芯的MPO, 一種是24芯的MPO。首先明確一點，這里的12芯的MPO和24芯的MPO都指的是在一個相同大小的MPO連接器內(nèi)，而非一條24芯多模光纜，兩邊各分出2個12芯MPO(這樣的仍然被稱之為12芯MPO,因為MPO是對光纖連接器的定義而非光纜)

MPO 12芯光纖連接器 MPO 24芯光纖連接器

部署24芯MPO比較12芯MPO光纖系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下這幾個方面：

1. 24芯MPO光纖系統(tǒng)可以實現(xiàn)10G、40G和100G的無縫升級。40G光纖以太網(wǎng)需要用到8芯光纖傳輸，一條12芯的MPO光纜升級40G，將會有4芯被浪費，而24芯MPO光纜升級40G可以正好1：3的配置，沒有光纖被浪費。

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2. 24芯MPO光纖系統(tǒng)可以支持連接100G的光纖模塊，目前設(shè)備廠商沒有提供12芯MPO 的100G的光纖模塊。

3. 24芯MPO光纜可以比12芯MPO光纜有更小的空間占用。

40G及100G的光纖信道損耗要求及設(shè)計建議

以下圖片摘自40G、100G光纖以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3ba，該標(biāo)準(zhǔn)于2010年正式發(fā)布，定義了多模光纖及單模光纖系統(tǒng)傳輸40G和100G以太網(wǎng)的規(guī)范，OM3和OM4多模光纖系統(tǒng)傳輸40G/100G的信道損耗***值分別是1.9dB和1.5dB, 另外的區(qū)別就是OM3可以支持40G/100G最遠距離100米，OM4可以支持40G/100G最遠距離150米。

除了信道損耗之外，IEEE 802.3ba標(biāo)準(zhǔn)還定義了40G/100G光纖鏈路損耗中關(guān)鍵的總的連接器損耗極限值。對OM3光纖信道，總的連接器損耗***1.5dB;

對OM4光纖信道，總的連接器損耗***1dB。

數(shù)據(jù)中心內(nèi)絕大多數(shù)的機柜至機柜間的40G/100G信道長度都在100米范圍之內(nèi)，而在100米之內(nèi)OM3和OM4光纖系統(tǒng)性能可以視為一致，因此1.9dB的信道損耗極限和1.5dB的連接器損耗極限就是我們設(shè)計40G/100G光纖主干損耗的重要依據(jù)。從標(biāo)準(zhǔn)給出的損耗數(shù)據(jù)我們也可以看出，在高速的數(shù)據(jù)中心光纖信道里端到端的布線連接損耗，關(guān)鍵部件已不再是光纖本身而是連接器的部分。

常見的40G/100G數(shù)據(jù)中心主干連接是MPO-MPO干線光纜兩端各連接一個MPO轉(zhuǎn)換盒或者耦合器，也就是2連接的MPO信道; 但隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷擴大，一些大型的數(shù)據(jù)中心中出現(xiàn)了40G/100G光纖主干的4連接配置，如下圖所示，而這時鏈路中的每個12芯/24芯MPO連接器的損耗就尤為關(guān)鍵，經(jīng)優(yōu)化和較低連接損耗的MPO光纖連接器就成為了大型和高端數(shù)據(jù)中心的***。