數據中心線纜系統的曆史
人類生活越來越便捷,離不開(kāi)各種(zhǒng)各樣(yàng)的網絡。有了電網,即使離發(fā)電廠再遠也能(néng)通過(guò)電網用上電;有了電話網,即使處于大洋彼岸也能(néng)實時(shí)語音交流;有了電視網,處在世界各地的人們可以同時(shí)觀看一個節目,人們正生活在一個由各種(zhǒng)各樣(yàng)的線纜編織起(qǐ)來的網中。通過(guò)這(zhè)些線纜,可以與世界各地的人和物保持著(zhe)聯系,有人說(shuō)現在的地球是個“地球村”,這(zhè)一點不假,通過(guò)各種(zhǒng)各樣(yàng)的網將(jiāng)世界各地的人們聯系起(qǐ)來,這(zhè)些網通過(guò)各種(zhǒng)各樣(yàng)的線纜完成(chéng)互聯。對(duì)于數據中心也不例外,在數據中心内部有著(zhe)各種(zhǒng)各樣(yàng)的線纜,完成(chéng)了設備之間的互聯,使這(zhè)些設備形成(chéng)一個整體,對(duì)外提供服務。走進(jìn)數據中心,除了一排排放滿了設備的機櫃,到處可見的就(jiù)是互聯線纜。打開(kāi)機櫃門、翻開(kāi)地闆、擡頭看看都(dōu)能(néng)發(fā)現五顔六色的線纜,正是有這(zhè)麼(me)多的線纜,才會(huì)有專業布線系統技術,對(duì)數據中心内部的線纜進(jìn)行整理。線纜對(duì)于數據中心的重要性不言而喻,沒(méi)有線纜,也就(jiù)沒(méi)有網絡,沒(méi)有了網絡,數據中心業務就(jiù)無從談起(qǐ)。下面(miàn),我們就(jiù)來詳細說(shuō)說(shuō)數據中心裡(lǐ)的那些線。
數據中心裡(lǐ)的設備互連接口類型不斷變化,速率也越來越高,所以線纜類型也不斷增多。不同的線纜适應不同的設備互聯,要做好(hǎo)适配,才能(néng)實現對(duì)接,并穩定運行不出問題。按照傳輸介質,線纜分了很多類型:電線、光纖、電纜,就(jiù)讓我們再認識一下它們。
電線曆史悠久。早在1800年前,發(fā)現“電”可沿金屬線傳輸。1835年,美國(guó)莫爾斯發(fā)明了有線電報機,促進(jìn)了電纜的發(fā)展,接著(zhe)電纜在電磁線、通信電纜、電力三個領域都(dōu)獲得了極大發(fā)展。在1898年英國(guó)在倫敦與伯明翰之間敷設了一條長(cháng)達46公裡(lǐ)的19個四線組成(chéng)的長(cháng)途通信電線。到了19世紀,計算機和以太網出現,電線在數據通信領域大放異彩,實現數據的傳遞。在早期的數據中心裡(lǐ),電線遍布整個機房,這(zhè)時(shí)局域網内部的傳輸速度并不高,用的最普遍的就(jiù)是雙絞線,這(zhè)是一種(zhǒng)柔性的通信電纜,包含著(zhe)成(chéng)對(duì)的絕緣銅線,雙絞線有三類、五類和超五類等類型的電纜,這(zhè)類電纜價格便宜,一般也就(jiù)一米一元,比較低廉。就(jiù)算是貴的,也就(jiù)十幾塊錢就(jiù)能(néng)買上一米。電纜會(huì)和RJ45水晶頭配套使用,RJ45就(jiù)像線的道(dào)路上控制交通,連接器,電纜,線路的電線在自己的内部的物理位置。在網絡安裝,RJ45連接器是專門用于連接以太網設備。電線雖然便宜,傳輸速率是硬傷。三類電纜速率爲10MB/S,五類可達100MB/S,而超五類則高達155MB/S以上。不過(guò)這(zhè)個速率根本無法滿足數據中心的發(fā)展要求,所以後(hòu)來就(jiù)出現了光纖。
在1970年,康甯公司率先研制出了世界上第一根衰減低于20DB/KM的石英玻璃光纖,确認光纖可用于通信,從此拉開(kāi)了光纖傳輸數據的時(shí)代。1976年,美國(guó)貝爾研究所在亞特蘭大建成(chéng)第一條光纖通信實驗系統,直到今天光纖已經(jīng)成(chéng)爲數據中心裡(lǐ)最重要的傳輸數據的線纜。光纖雖然隻經(jīng)過(guò)了50年的發(fā)展,卻已經(jīng)基本將(jiāng)電纜在數據中心裡(lǐ)的地位替代。光纖最大的特點就(jiù)是傳導的是光信号,因此不受外界電磁信号的幹擾,信号的衰減速度很慢,所以信号的傳輸距離比電纜要遠得多,并且特别适用于電磁環境惡劣的地方。由于光纖的光學(xué)反射特性,一根光纖内部可以同時(shí)傳送多路信号,所以光纖的傳輸速度可以非常的高。如今10G、40G、100G的速率傳輸光纖都(dōu)可以實現,不過(guò)光纖不僅價格要貴些,與光纖配合的模塊也要貴些,有些光模塊一個便宜的數千,貴的上萬,這(zhè)在一定程度上影響到了光纖的普及。所以在很多數據中心裡(lǐ),在接入層還(hái)是電纜方式。光纖本身生命周期大概50年,傳輸質量要比電纜高得多,這(zhè)樣(yàng)雖然貴了些,依然阻擋不住光進(jìn)銅退的節奏。衆所周知,光纖内部有收發(fā)兩(liǎng)根光纖組成(chéng),完成(chéng)雙側數據的交互,這(zhè)樣(yàng)兩(liǎng)個方向(xiàng)速度相互不受影響,我們說(shuō)速率10G指的雙向(xiàng)都(dōu)可以達到10G.爲了降低成(chéng)本,現在設計了雙向(xiàng)合一的光纖,這(zhè)種(zhǒng)將(jiāng)原來内部兩(liǎng)根光纖合成(chéng)一根光纖,成(chéng)本大爲降低,而且這(zhè)樣(yàng)的光纖占用空間小,節約布線空間,目前獲得了廣泛認可。
電纜是這(zhè)幾年在數據中心裡(lǐ)得到廣泛應用,也屬于線纜的一種(zhǒng)。電纜實際上是將(jiāng)光模塊和纜線的無縫連接形式,确保了光口不外露,減少了灰塵和其他污染物對(duì)纜線的影響,同時(shí)也降低了成(chéng)本,簡化了安裝。高速線纜傳輸距離較短,适用于數據中心的短距離布線。其中,無源電纜的最大傳輸距離在5M左右,而有源電纜傳輸距離可達15M.高速線纜内部由銅芯制成(chéng),具有天然散熱器的作用,散熱效果好(hǎo)、節能(néng)環保。高速線纜功耗低,由于無源電纜不需要電源,耗電量幾乎爲0,節約用電成(chéng)本。另外,由于銅纜價格遠低于光纖,因此,使用高速線纜也會(huì)降低整個數據中心的布線成(chéng)本,是一種(zhǒng)極具成(chéng)本效益的高速互連解決方案。電纜一般傳遞的速率很高,單從速率上可以替代光纖,不過(guò)傳輸距離過(guò)短,這(zhè)決定了電纜使用的範圍受到了限制。
這(zhè)些年,數據中心裡(lǐ)早已發(fā)生了翻天覆地的變化,各種(zhǒng)新技術層出不窮,反而在線纜領域,技術幾十年如一日并沒(méi)有太多變化。從電到光,隻有速率在不斷地攀升,從技術本質上來講,原理上沒(méi)有太大突破。随著(zhe)速率不斷提高,遲早有一天會(huì)達到光率極限。到目前爲止,還(hái)沒(méi)有可以替代光的傳輸介質出現,也許將(jiāng)來會(huì)有新的傳輸介質出現,讓我們期待吧。