800G is Coming: Here’s What Data Center Operators Need to Know | Corning

（一）数据中心可持续发展现状

当前，数据中心运营商的压力越来越大。他们不仅要遵守法律法规、实现自己的可持续发展目标，还要为其客户的可持续发展目标保驾护航。对于一个占全球能源消耗约1-2%、服务器和制冷系统是首要耗电“元凶”的行业来说，这个挑战的确十分严峻。根据德国信息商业通讯新媒体公会（Bitkom），2020年在德国，仅数据中心的耗电量就达到了160亿千瓦时，比其首都柏林一年的耗电量还要多。

更棘手的是，一些国家和城市还对未来的数据中心建设项目进行了限制。例如，新加坡虽然最近刚刚取消了自2019年以来暂停新建数据中心的规定，但却对数据中心的能源效率提出了更严苛的要求。无独有偶，在因DE-CIX互联网交换中心而广为人知的德国法兰克福莱茵美因地区，当地政府除了禁止建设部分商业区外，还希望规范能源效率和建筑设计标准，从而使数据中心能够尽量融入城市规划中。

德国政府也在联盟执政协议中表示，新建的数据中心需在2027年之前实现气候中和。欧盟委员会则有过之而无不及，希望欧洲的所有数据中心能在2030年前也实现气候中和。

近年来，数据中心的基础设施效率大幅提高，十年间提高了21%。

由此看来，数据中心所在的地理位置和对可再生能源的使用情况往往是其能否减少环境影响、实现可持续发展目标的重要因素。但是，即使数据中心的总体耗电量有所上升，但这并不代表网络运营商和基础设施解决方案制造商就无所事事。因为近年来，数据中心的基础设施效率大幅提高：平均PUE（电力使用效率）值在2010年仍为1.98，但到了2020年，该值就下降到了1.63，相当于基础设施效率提高了21%。而且与收发器、交换机等有源元件一样，线缆、连接器和模块也可以量化其对数据中心的可持续影响。

本质来说，数据中心实现可持续发展就是在提高传输速度的同时，在固有空间内容纳和压缩更多的计算、存储和数据处理能力。至于为什么要添加“固有空间”这个属性，这是因为：无论是对按机架空间支付租金的主机托管数据中心租客而言，还是对那些已经达到数据中心容量极限的用户而言，空间费用无疑都是高昂的。为此，数据中心可以通过集约化发展，减少所需空间，降低成本，并通过采用现代收发器，实现高速传输。但是，我们怎样才能将二者可持续地结合起来，并尽可能节省（费用昂贵的）占地空间？

"数据中心可以通过集约化发展，减少所需空间，降低成本，并通过采用现代收发器，实现高速传输。"

目前的答案就是：使用并行端口分支和超小型连接器（VSFFC）。所谓端口分支是指在基于8芯光纤的Base-8系统中使用高速收发器端口，以800G的速度（仅供举例），实现并行光纤传输。但这并非通过单端口传输实现的，相反，这需要在脊-叶架构中使用4个200G端口，或在叶-服务器架构中使用400G端口，然后将这些端口进行拆分并作为8个50G端口运行。这样一来，一个高速端口就可以被分解成多个端口，而每个端口的传输速率也不会过高。

这个方案既满足了带宽要求，又减少了能源消耗，制冷时间也比800G所需的制冷时间要少。但对大多数数据中心运营商来说，要实现800G的传输速度仍然有很长的一段路要走。此外，该方案也适用于目前主流的超大规模/云数据中心40G、100G或400G传输速度。以100G双工收发器为例，其用于QSFP-DD模块的功耗约为4.5瓦。相比之下，一个400G的并行光纤收发器在4个100G端口的分离模式下运行时，每个端口的功耗却只有3瓦。不考虑空调以及交换机机箱的功耗和空间，这就可以节省高达30%的电力。

实现数据中心的可持续管理和减少网络升级或扩展的宕机时间是相辅相成的。

端口分支还有另一个优势：如果未来需要升级，数据中心运营商只需在无源网络基础设施上做些许改变，就可以升级到更高的传输速度，而不需要改变技术或完全更换布线组件。可以说，实现数据中心的可持续管理和减少网络升级或扩展的宕机时间是相辅相成的。

随着400G以及未来800G收发器的推出，我们还要在传统的LC双工和MPO-12布线接口的基础上增加额外的连接器接口，如全新的MPO-16和MPO-12 DD（双排）接口，以及超小型连接器SN、CS和MDC接口。

一个LC双工连接器可以容纳多达三个MDC或SN连接器接口，即密度提高到三倍，且总拥有成本降低。此外，如需实现点对点布线，MDC和SN连接器还具有在收发器层面直接实现端口分支的可能性。

主干网要拥有足够的光纤储备，才能在尽量减少变化的前提下实施扩展。

高性能收发器和并行光纤Base-8布线基础设施能够帮助网络运营商在未来简化升级，且不必改变或更换整个基础设施。然而，主干网要拥有足够的光纤储备，才能在尽量减少变化的前提下实施扩展。例如，如果已经提前储备了足够的光纤，网络运营商可以用MPO/MTP适配器面板和跳线替换MPO/MTP-LC模块和LC双工跳线，然后实现从10G到40/100G或400/800G的升级。也就是说，只需更换几个组件，而不必对实际的主干网进行任何改动，网络就能实现升级。

模块化光纤配线架还能将不同技术的混合和新技术（如超小型连接器）的集成变为现实。目前，可以容纳8个、12个、24个和36个光纤模块的配线架已经推出上市。另外，抗弯曲光纤也提高了布线基础设施的耐用性、可靠性和适用性。这些灵活的硬件都有助于实现网络设计的可扩展性和简易性。如果未来的需求有所增长，那么光纤网络技术也可以在不需要过多额外投资的基础上，就随之发展。

毕竟光纤技术的应用形式是多种多样的，数据随时随地都在产生。比方说，一家保险公司推出了一个全新的汽车政策，以监测投保人的驾驶习惯并据此提供奖励。这个过程就产生了大量的数据，而这些数据又要由保险公司的数据中心进行收集、存储和处理。那么，保险公司就必须提高其存储和数据传输的能力，并尽可能减少对空间的占用。这时，端口分支或超小型连接器等布线组件新技术就可以提高网络的连接密度，并在固有空间内容纳这些连接器，而无需在网络柜的机架空间上产生更多的成本。

为未来做好充分的准备

最终，客户能够拥有更多、更先进的收发器技术、光纤接口和传输速度方案。然而，可以肯定的是，Base-8结构化布线系统是一个十分可靠的投资项目，因为-R4或-R8收发器模型都可以在其中进行映射，且Base-8系统既能支持当前的技术，又能确保客户的未来发展，不仅适用于以太网协议，也适用于存储区域网络（SAN）的光纤通道。

1.6和3.2T收发器模型的未来形态还有待观察。但适用当前传输速度的模型（可插拔式光学器件）如果适用更高的速度，则其功耗太大，也不具有经济性。因此，收发器技术正在另辟蹊径，向板载光学器件或联合封装光学器件发展。但在这一过程中，光纤连接器和新的光纤技术也将发挥十分重要的作用。近几十年来，各种类型的连接器接连上市，未来，我们也将继续开发出新的模型，并反过来实现新的传输速度和架构。