侯敬麗

(江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院南京工程分院，江蘇 南京 211135)

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和快速發(fā)展，我國已經(jīng)全面進(jìn)入信息化時代，各種先進(jìn)技術(shù)手段在各領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍越來越廣泛，對我國各行業(yè)以及各領(lǐng)域的建設(shè)和發(fā)展具有實質(zhì)性意義?；诖?，我國各領(lǐng)域發(fā)展中，逐漸將重點放在網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型上，演進(jìn)路徑要堅持“網(wǎng)絡(luò)云化”以及“新老系統(tǒng)/能力開放”同步進(jìn)行的方式。目前，近期目標(biāo)在編制和落實過程中，主要是以推動CO逐漸朝著DC的趨勢實現(xiàn)架構(gòu)化的改造和升級。

1 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)綜合布線技術(shù)的應(yīng)用必要性

數(shù)據(jù)中心與傳統(tǒng)的通信機房展開對比分析時，數(shù)據(jù)中心在單個機架方面，其內(nèi)部安裝的COTS服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量等都有明顯的上升趨勢，其中刨除電力、空調(diào)以及基本承重之外，網(wǎng)絡(luò)綜合布線需要引起足夠的關(guān)注和重視。更重要的是SDN/NFV等網(wǎng)絡(luò)云化技術(shù)在應(yīng)用時，整體應(yīng)用范圍不斷擴大，應(yīng)用進(jìn)程也在不斷推進(jìn)。在這種形勢下，專用的設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備會逐漸演變成為“通用的X86服務(wù)器與二層交換機”相互組合而成的組網(wǎng)模式。該類型的組網(wǎng)模式適合應(yīng)用在統(tǒng)一或者頂部署方式，不僅有利于從根本上促使線纜整體利用效率得到有效提升，而且還可以盡可能地避免出現(xiàn)重復(fù)施工等問題。

綜合布線系統(tǒng)是數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆浅Ｖ匾奈锢硗ǖ溃哂袑嵸|(zhì)性意義和作用。因此，在整個規(guī)劃以及設(shè)計過程中，研究人員要針對目前數(shù)據(jù)中心提出的一系列需求展開深入分析，結(jié)合自身的未來發(fā)展趨勢，為現(xiàn)有系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性等提供保證，更重要的是為后續(xù)的擴展以及升級等打下良好基礎(chǔ)。工作人員要將結(jié)構(gòu)化以及拓展性等作為基礎(chǔ)，從管理角度以及模塊化設(shè)計角度著手綜合考慮。在國內(nèi)外現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范化統(tǒng)一要求的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)化以及模塊化建設(shè)，以此保證整個布線行業(yè)的穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。

2 數(shù)據(jù)中心綜合布線的標(biāo)準(zhǔn)

國內(nèi)三大運營商在針對數(shù)據(jù)中心綜合布線進(jìn)行設(shè)計和規(guī)劃時，普遍都會將《數(shù)據(jù)中心電信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》等作為重要參考依據(jù)。《數(shù)據(jù)中心電信基礎(chǔ)設(shè)施》中明確提出數(shù)據(jù)中心的MDA，HAD，EDA等基本定義。數(shù)據(jù)中心在規(guī)劃和建設(shè)時，一般要結(jié)合實際要求，展開有針對性的縮減或者擴展[1]。倉儲式的數(shù)據(jù)中心通常會衍生出對應(yīng)的IDA。IDA主要是處于MDA以及HAD相互之間的配線區(qū)，是其中每一個的子機房。IDA涉及所有列機架綜合布線HAD的匯總，與各子機房之間可以形成有效的匯聚，進(jìn)而形成交換機合用的機架。

在目前數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)等級的設(shè)計以及編制過程中，運營商通常都會將重點放在數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求上，結(jié)合該標(biāo)準(zhǔn)中提出的一系列要求和其使用性質(zhì)以及數(shù)據(jù)丟失等情況，在整個經(jīng)濟以及社會中造成損失影響相對比較明顯，所以必須結(jié)合實際要求，對其進(jìn)行不同等級的劃分，一般為A，B，C 3級[2]。綜合布線方面，對于主干以及水平配線子系統(tǒng)而言，與其相對應(yīng)的A/B級要求上普遍都是以多模光纜為基礎(chǔ)，其通常應(yīng)當(dāng)達(dá)到OM3/OM4的級別，只有這樣才能夠真正地實現(xiàn)100G/40G的高帶寬基本要求。通過以太網(wǎng)線在其中的應(yīng)用，通常是以6A類成品線標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，這樣才能夠從根本上實現(xiàn)萬兆的電口帶寬。在整個進(jìn)線過程中，需要注意的是A級不能夠低于2個，而B級則不能夠低于1個。在防火要求方面，A級通常情況下是以CMP或者是低煙無鹵阻燃電纜、OFNP等級光纜相互組合成。數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范中對綜合布線等級提出的基本要求，如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范中對綜合布線等級的基本要求

3 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)綜合布線技術(shù)的應(yīng)用要點

3.1 數(shù)據(jù)中心綜合布線結(jié)構(gòu)

3.1.1 MDA主配線區(qū)

MDA主配線區(qū)也是核心配線區(qū)，通常情況下是指同一平層中涉及的各子機房內(nèi)部的IDA配線模塊，這些模塊全部匯總在一起，逐漸形成MDA的總配線模塊。MDA可以看作是該平層中的核心區(qū)域之一，是該平層機房中非常重要的布線集合點[3]。在設(shè)計和應(yīng)用MDA的主配線區(qū)機架時，多數(shù)情況下都會合理地安裝和利用核心級的業(yè)務(wù)交換機，根據(jù)實際情況的不同，還可以安裝和利用SAN交換機設(shè)備等。需要注意是，設(shè)備到MDA過程中，只需要架內(nèi)跳纖即可實現(xiàn)業(yè)務(wù)相互之間的有效連接。

3.1.2 IDA中間配線區(qū)

IDA中間配線區(qū)也可以稱之為匯聚配線區(qū)域。IDA是各子機房網(wǎng)絡(luò)列頭柜HAD的一種匯總，其在實踐中可以直接對子機房的布線展開針對性的匯聚以及收攏處理。在應(yīng)用過程中，IDA可以直接控制在HAD以及MDA配線區(qū)域范圍之內(nèi)。整個過程中，如果子機房的數(shù)量少，那么可以直接省略掉IDA，將HAD與MDA之間形成有效的匯聚集合[4]。對于IDA中間配線區(qū)而言，其對應(yīng)的機架會同時安裝匯聚到對應(yīng)的業(yè)務(wù)交換機中，從設(shè)備到IDA只需要架設(shè)內(nèi)部的跳纖即可實現(xiàn)業(yè)務(wù)之間的有效連接。

3.1.3 HAD水平配線區(qū)

HAD水平配線區(qū)通常情況下都是處于列尾或者是列中，是整列機架EDA配線的一種匯總，將該列設(shè)備柜的現(xiàn)有布線進(jìn)行針對性的收攏處理，促使其控制在EDA與IDA的范圍之內(nèi)。HDA的列尾部署方式通常以EOR為主，即在具體操作過程中，直接將該列設(shè)備架綜合布線全部收攏到列尾的配線模塊中。在該列尾架位置處，對符合現(xiàn)實要求的接入級業(yè)務(wù)交換機等進(jìn)行合理的安裝和利用。在選擇和利用列中部署方式的時候，其與EOR方式之間的區(qū)別就體現(xiàn)在列中部署方式是直接將綜合布線全部都收攏到中間的機架配線模塊上。MOR方式在提出和具體應(yīng)用過程中，可以直接將整列走線架上的布線進(jìn)行相對比較均勻的分布。但是運營商在選擇和具體應(yīng)用過程中，普遍都會傾向于EOR方式，原因是EOR方式應(yīng)用時的界面較為清晰，有利于為后續(xù)的維護(hù)管理提供保證，同時還可以適當(dāng)?shù)赝卣古渚€模塊機架。

在整個操作過程中，除了EOR以及MOR之外，還可以選擇利用TOR的布線方式。TOR布線方式能夠直接將網(wǎng)絡(luò)交換機、現(xiàn)有諸多配線模塊等全部都直接打散處理到各設(shè)備機架中，以此來實現(xiàn)有針對性的布線處理。該方式在使用時，不需要在列尾或者列中機架的內(nèi)部集結(jié)，就能夠得到較為良好的使用效果。在布線過程中，一般可以直接將線纜布設(shè)到IDA或者M(jìn)DA的配線區(qū)域范圍內(nèi)，這樣有利于網(wǎng)絡(luò)布線呈現(xiàn)出一種扁平化的狀態(tài)。TOR方式在運營商綜合布線系統(tǒng)中的應(yīng)用具有實質(zhì)性意義，但是在配線的模塊端口上消耗較大，很容易增加網(wǎng)絡(luò)接入交換機時的消耗量。

3.1.4 EDA設(shè)備配線模塊

EDA是指設(shè)備架內(nèi)的配線模塊，也是現(xiàn)階段整個綜合布線中至關(guān)重要的末端模塊之一，是IT等不同設(shè)備在應(yīng)用時非常重要的跳接點，通常都會選擇利用電口的配線架或者M(jìn)PO光纖配線架。但是由于每一個設(shè)備架都需要保證綜合布線在上一級模塊中，此時列走線架的走線量普遍比較大，同時又不是主干布線。所以，運營商并不會對該級布線或者少量布線等進(jìn)行綜合考慮，一般都是根據(jù)后續(xù)的需求進(jìn)行及時補充。

3.1.5 四級綜合布線應(yīng)用案例以及應(yīng)用成果

結(jié)合某倉儲式數(shù)據(jù)中心的二層綜合布線情況展開深入分析時，經(jīng)過實地考察以及數(shù)據(jù)調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)該數(shù)據(jù)中心機房在構(gòu)建和具體應(yīng)用過程中，主要是以電源、列間空調(diào)以及機架等各種不同類型部件一體化的微模塊設(shè)計方案為基礎(chǔ)。與此同時，根據(jù)目前綜合布線中提出的基本要求，合理利用以MPO預(yù)制光纜為主的布線方式，有利于提高線纜應(yīng)用效率和質(zhì)量，保證布線的規(guī)范化，同時還具有一定的美觀性。該倉儲式數(shù)據(jù)中心是根據(jù)目前現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行布線，后被評為A級數(shù)據(jù)中心機房。

3.2 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)接口

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及研究結(jié)果，IEEE802.3ae 10G以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)自從發(fā)布以來，10 G的光模塊封裝在發(fā)展過程中，其先后經(jīng)歷了HEN，PAK等發(fā)展演進(jìn)，其自身的尺寸也有明顯的變化。最初的尺寸為126×36×17(mm)，現(xiàn)如今已經(jīng)轉(zhuǎn)變成為6.5×13.7×8.6(mm)，最終可以使用和SFP相同的尺寸，來實現(xiàn)對10G信號的傳輸和處理。SFP+在應(yīng)用過程中，具有小型化、低成本等優(yōu)勢，能夠盡量滿足設(shè)備在光模塊高密度等方面的基本要求，從SFP+提出一直到大范圍的應(yīng)用，已經(jīng)可以逐漸替代HFP，成為目前10G市場中的主流趨勢。10G一般都是以2芯LC布線等為主，比如可以利用12芯MPO布線等進(jìn)行有效的跳接處理。

IEEE802.3ba 40G/100G標(biāo)準(zhǔn)自從提出以及實施以來，40G的光模塊先后經(jīng)歷了QSFP，QSFP+等發(fā)展演進(jìn)以及變化，其自身的尺寸分別是76.4×18.35×8.5(mm)，74 ×18.3 ×8.5 (mm)，在體積以及尺寸方面基本相同。QSFP/QSFP+都可以被看作是具有緊湊型特征的熱插拔光模塊，其自身具有4路獨立特征的10Gbit/s收發(fā)通道4路同時運作時，不僅可以實現(xiàn)對各類信息的有效傳輸，而且可以提高傳輸速率。對40G的單模模塊而言，其是LC雙芯接口設(shè)計中非常重要的組成部分，多數(shù)情況下結(jié)合以太網(wǎng)中提出的一系列規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)和要求，對MPO12芯接口設(shè)計來進(jìn)行操作。在整個布線過程中，主要是以12芯MPO光纜方案進(jìn)行操作，每一個信道中都會有4條專門用來發(fā)射的光纖以及專門用來接收的光纖，中間需要保證4條光纖處于閑置狀態(tài)。

100G光模塊封裝相繼經(jīng)歷了CFP，CFP2等發(fā)展演進(jìn)，其自身的尺寸也發(fā)生了非常明顯的變化，從最初的144.75×82×13.6(mm)到現(xiàn)在的 74×18.3×8.5(mm)。QSFP28光模塊在應(yīng)用過程中，也可以實現(xiàn)4路的獨立收發(fā)通道，每通道最高為28Gbit/s，其中4路可以同時對各種不同類型的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的傳輸，以此來實現(xiàn)100 Gbit/s的高速速率。QSFP28以及QSFP+之間具有相同的尺寸，更重要的是QSFP28自身的端口可以直接插入QSFP+，此時有利于實現(xiàn)降速使用的目的 100G的單模塊仍然可以選擇利用LC雙芯接口設(shè)計方式進(jìn)行操作，多模則是結(jié)合目前以太網(wǎng)中提出的一系列規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行24芯MPO的使用。

4 結(jié)語

SDN以及NFV網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)、傳統(tǒng)機房在實現(xiàn)DC化改造以及各種不同類型新建大型數(shù)據(jù)中心等各方面，都會涉及綜合布線。因此，相關(guān)單位必須保證綜合布線的科學(xué)性、合理性，必須要對數(shù)據(jù)中心綜合布線國內(nèi)外現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行跟蹤處理，對布線結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行科學(xué)合理的編制和落實，同時還要對線纜的性能指以及網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)等進(jìn)行確定，這樣才能夠合理地應(yīng)用于工程設(shè)計，以此保證整個設(shè)計工作的有序開展。只有保證從多個角度出發(fā)，才能夠保證綠色數(shù)據(jù)中心在設(shè)計以及建設(shè)過程中的高品質(zhì)、高標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)得以實現(xiàn)，滿足運營商以及各企業(yè)在實現(xiàn)全面信息化時提出的一系列要求。