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如何使用光纤技术降低数据中心能耗?

2021-06-26

在未来,随着光子集成技术的发展,特别是硅光子学的发展,100Gb/s解决方案的能耗将会比10Gb/s的功耗还要少。光波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)技术是在一根光纤中同时同时多个波长的光载波信号,而每个光载波可以通过FDM或TDM方式,各自承载多路模拟或多路数字信号。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用),并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输,在接收端又将这些组合在一起的不同波长的信号分开(解复用),并作进一步处理,恢复出原信号后送入不同的终端。从几米到10公里的距离,这一技术都会是数据中心应用的佳选择。


光纤厂家


(1)使用光纤联接以太网

在90年代初,千兆以太网技术应用的时候,光纤收发器就已经在数据中心开始使用,但一般都应用在长距离传输上,特别是300米以上的长距离,光纤相对于普通的导线优势更为明显。而随着10Gb/s以外网的普及,光纤收发器也被应用在了更短的距离上,甚至在10米的距离上。在2011年,10Gb/s以太网收发器的出货量将超过5万个。和传统的收发器相比,光纤收发器的功率每个只有1瓦,而传统收发器的功率会达到10瓦,仅此一项,就会为数据中心每年省去1700万美金的电力成本。如果光纤能够在数据中心大规模的使用,包括服务器,交换机以及其他网络设施,他们将能够节约更多的能源。

(2)使用光子集成以及波分复用技术(WDM)来扩展100Gb/s或更快速度的以太网   

经过三年的努力,在去年7月已经有多家企业宣布支撑基于数据中心架构的100米到40千米的IEEE802.3ba标准化100Gb以太网。不过不幸的是,一些早期的收发器设备的功率会达到20瓦,这超过了传统的10Gb以太网解决方案的10瓦功率。这是因为部署的100Gb以太网需要4个波长的光纤连接路径(4×25GB/S),如果是10个10Gb/s的光纤路径,功率和复杂性会更大。现在,有一种低功耗的解决方案已经得到了GOOGLE,博科等20多家企业的支撑,可以实现10×10的版本(10个10Gb/s的波长),这一标准的功耗可以和传统的10Gb/s的以太网功耗相当。


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