数据中心互连

它是指用于将两个或多个单独的数据中心链接在一起以共享资源、平衡工作负载、复制数据或实施灾难恢复计划，并提供更靠近边缘的数据的技术。 光纤 DCI 部署在短距离、中距离或长距离，通常从 5 千米到 150 千米不等。随着云计算和 IoT 继续推动规模和复杂性达到新水平，各种光传输技术被用来最大限度地提高带宽和减少延迟。

对存储和速度的需求导致世界各地新位置的增加，包括许多超大规模类别，它们之间有数千个互连。通过 256 QAM 调制，现在可以在单个波长上实现 400G。这项创新提供了急需的容量提升，而故障检测、吞吐量、延迟和压力测试在安装过程中仍然至关重要。 

VIAVI 通过为 DCI 的建设、调试、扩展和监控提供强大、创新的数据中心解决方案，从端到端支持数据中心互连市场。这一整体方法包括对 DCI 进行可靠的性能验证，以及对超大规模生态系统中的基本设备进行全面测试。  

• 数据中心互连与超大规模有何不同？ 

  “超大规模”一词已经成为在似乎无穷无尽的设施中容纳无数服务器的大型场所的同义词。云计算、互联网内容提供商 (ICP) 和大数据存储行业确实已经将它们的实体规模扩大到了前所未有的水平。

  超大规模不仅越来越多地用于定义这些新数据中心的规模和大小，而且还用来定义它们的架构。它们的大小和规模是一个有用的起点。超大规模数据中心至少有 5000 台服务器和至少 10000 平方英尺的大小。但是，一般来说，超大规模位置要大得多，通常有数万台服务器。除了占地面积和服务器数字之外，同样重要的是内部情况，它们是针对同构横向扩展绿地应用产品组合而设计的，使用的是日益分散、高密度和电源优化的基础设施。

  目前全世界有超过 500 个超大规模数据中心。据估计，到 2021 年，它们的数量将达到 628 个。到那时，它们将占所有已安装服务器的 53%、所有流量的 55%、所有处理能力的 69% 和存储在中心的数据的 65%。它们是先进架构、网络和自动化的丰碑。

  超大规模定制可以而且必须为数百万客户提供近乎完美的服务。尽管定制计算、高速网络和高级虚拟化软件具有比许多城市占用更多空间的优势，但没有一个中心能够独立满足这些需求。在新的超大规模模式中，数据中心连接解决方案提供所有位置之间的绑定元素，并使大型集团能够像一个实体一样运作。

  快速部署 DCI 是在不增加服务器容量或占地面积的情况下保持可扩展性和多功能性的有效方法。依靠这种至关重要的 DCI 技术进行地铁和长途连接，增加了对外部入侵、意外中断或断开连接的脆弱性，这可能导致代价高昂的运行中断。因此，光纤监控解决方案是主动保护 DCI 和最大限度缩短平均维修时间 (MTTR) 的重要工具。

• 数据中心架构 

  随着规模和复杂性的不断发展，架构也在不断演变。由核心路由器、聚合路由器和交换机组成的传统三层架构模型已被枝叶/主干架构取代，以满足超大规模解决方案的需求。架顶式 (TOR) 架构将交换机和服务器之间的连接放在机架内，从而减少布线。行尾/行间 (EOR/MOR) 架构将交换机端口整合到指定位置，在某些情况下还使用配线面板作为连接的中心位置。 

  由于数据中心之间的吞吐量要求在每秒太比特 (Tbps) 范围内，架构解决方案还必须考虑数据中心互连配置。光纤基础设施的选择基于相对位置、东西向交通流量和每个中心的硬件配置。在这种架构组合中，极高密度、高光纤数的布线、256 QAM 和密集波分复用 (DWDM) 是必不可少的选项。80 千米或更长距离的长途 DCI 传输也会增加延迟，可能需要 EDFA 或拉曼放大，或其他对于城域或园区部署不必要的有源放大元件。

• 数据中心互连是否延伸到数据中心？

  虽然 DCI 是数据中心架构不可或缺的组成部分，但它也是一个独立的实体，有其独特的测试和可靠性考虑因素。DCI 在中心的影响是短暂而多事的。 

  入口房间中的高级机架安装式接口解决方案为终端提供连接和接入点。 这些设备中的接口卡引入了基本的转发、交换和复用功能，可完成 DCI 到数据中心的切换。

  在大多数中心发现的压缩、人口密集的硬件足迹与可延伸数百英里的精密解决方案形成鲜明对比。物理属性和约束的这种组合带来了独特的测试和认证挑战，这些挑战只能通过全面的测试解决方案组合来缓解。 

  VIAVI SmartClass Fiber OLTS-85 等高级光纤网络认证解决方案只需一台紧凑的设备即可实现完整的层一光纤网络认证，并提供本地和远程终端的测试可见性。MPOLx 是一款全功能光损耗测试仪，专为损耗、极性、端面检测和本地 MPO 连接接口认证而设计。

• 测试 网络的挑战

  不断扩大的客户需求导致新的超大规模数据中心和 DCI 安装呈指数级增长，承载着更复杂的工作负载。这一建设热潮反映了从传统的独立中心到“网状”网络结构的转变，这种网络结构是通过增加对 DCI 的利用而定义的。测试策略也同样演变为更加强调自动化、依赖性、光纤网络安全性和连接聚合。 

  为了实现全天候正常运行，现在必须在中心内外对吞吐量、延迟和比特误码率 (BER) 等性能指标进行严格测试和监控。各中心之间数英里的光纤连接也为故障或中断带来了无数新的机会，这些故障或中断可能会影响数百万用户。 

  在复杂的网络中很难发现问题，因此 DCI 测试数据中心的监控策略和解决方案必须强调可见性和可扩展性。专有超大规模位置和 DCI 的快速部署导致了更多基于外来或专有规范的互操作性协议和基础设施，这进一步使测试解决方案开发复杂化。 

• 如何在数据中心互连环境中进行测试

  大量的连接和路径，加上对正常运行时间可靠性的高要求，使得网络和服务的测试在环境中至关重要。超大规模 DCI 通常需要满负荷连续运行。几乎不需要人工干预的监控解决方案在逻辑上非常适合这些环境，尤其是那些可以从虚拟接入点启动和控制的环境。MAP-2100 机架式测试单元可以对进出无人值守位置的 DCI 进行高精度带宽吞吐量测试（RFC 2544、Y.1564）。

  成功的 DCI 测试策略应从规划和部署阶段的端到端 (e2e) 可见性策略开始，该策略将贯穿整个持续的管理和维护阶段。互操作性是 DCI 环境中测试解决方案的关键属性，因为支持开放式 API 的测试工具提供了更大的灵活性，并使超大规模组织能够建立自己的自动化代码。 
  随着这些新环境推进其共生转型，VIAVI Solutions 继续与标准机构在开源计划和最佳实践方面密切合作，以保持独立性和创新途径。 

• 数据中心与互连解决方案

  与 DCI 安装、激活和监控相关的挑战需要最好的可用光纤测试解决方案协同工作，以确保持续的服务质量。超大规模技术的快速发展，加上驱动 DCI 路径的高利用率，几乎没有错误冗余。

  光纤端面检测

  光纤是连接解决方案的命脉。多功能光纤端面检测解决方案是验证的重要元素，可以防止安装过程中引入的缺陷或污染降低性能。VIAVI 检测解决方案具有自动化例行程序、紧凑的外形规格和可用的多光纤连接，为 DCI 光纤连接保障奠定了坚实的基础。  

  400G 和 800G 的高速传输

  极端网络上的带宽需求波及到互连，因为它们在很远的距离上传输大量信息。目前，数据中心互连采用的传输技术包括 400G 和 800G 类别的太比特以太网，这些技术需要更复杂级别的 BER 测试和 PAM-4 调制支持。包含这些尖端数据中心技术的测试解决方案在生命周期的开发、部署和维护阶段非常宝贵。

  城域网 100G 和 200G

  城域网类别中的 DCI 通常位于 5 千米和 80 千米之间，连接附近城市或中型地理区域的位置。城域网互联通常采用 100G 或 200G 网络拓扑，需要光纤链路验收、特征分析和性能测试来确保最佳性能。采用自动化测试脚本的一体化网络和光纤测试解决方案提高了开启、吞吐量和高精度延迟测试要求所需的效率。

  光纤监控和远程光纤按需测试

  DCI 需要针对入侵、意外运行中断、切口和断裂提供一致的保护，以确保最长的正常运行时间和最小的延迟。即使光纤质量稍有下降，也会显著降低吞吐量并增加比特误码率。

  随着容量达到极限，不允许出现性能下降的情况。OTU-5000 或 OTU-8000 机架式 OTDR 测试单元与 ONMSi 远程光纤测试系统配合使用，形成主动、自动化的持续监控解决方案。光纤缺陷定位准确，可触发即时评估和警报。使用 1625-1650 纳米之间的波长范围，该中心可以在维修后按需测试，或者以非常低的每根光纤扫描时间进行常规监控。远程自动光纤监控可发现并定位光纤故障，从而能够随着时间的推移跟踪导致延迟和比特误码率的性能下降。  

  预防性维护可以防止 20% 由光纤设备造成的运行中断。在租赁光纤的情况下，双方都可以获得客观数据，从而可以划分光纤故障，由合适的团队进行修复，并管理 MTTR（平均恢复/解决时间）关键性能指标。 此技术对于管理正常运行时间的 SLA 合同条款至关重要，因为三分之一的数据中心运行中断是由光纤设备问题引起的。

  典型的 DCI 将具有两到三条地理位置独特的冗余光纤路径，以提供弹性和高可用性。SmartOTU 和 ONMSi 产品都可以确保了解数据中心互连的运行状况，在出现断裂、弯曲、连接器损坏以及跳接线脱落/断开导致传输中断的威胁时提供快速通知。

  最后，使用高性能、模块化的 OTU-8000，在高灵敏度模式下，人们可以自动识别来自试图复制流量的光学黑客的安全威胁。这是通过在线路上增加一个光耦合器并弯曲光纤来捕获少量光来实现的。这是一种低成本的方式，可以在不被检测到的情况下访问数百万美元的数据中心流量。专为此用例设计的光纤监控解决方案具有超高性能 OTDR，需要专利计算来防止这种入侵。大多数 DCI 都携带受监管的敏感个人信息，必须防止此类信息被盗，自动化监控是第一道防线。 即使信息是加密的，随着时间的推移，代码也可能被破解或窃取，因此消除盗窃至关重要。

  

  虚拟测试和激活

  通过虚拟化测试代理大大简化了城域网和核心网网格测试。基于软件的 Fusion 平台可用于通过网络中嵌入的虚拟测试代理和硬件的组合来促进虚拟服务激活和性能监控。随着全球数据中心互连的扩展，这些工具可最大限度地减少技术人员派遣，并进一步实现快速部署、验证和支持 SLA 保护。

  光纤测试及认证

  随着带宽的持续扩展，满足客户需求意味着需要成倍增加光纤容量。这意味着服务市场的数量和多样性更高，终端/用户更多，盈利机会也更多。 光纤网络是解决带宽限制的显而易见的解决方案。 

  OTDR/光纤特征分析和 OSA 测试支持当今大容量光纤互连的调试、施工和在线测试。VIAVI 为基本的光纤测试提供最全面的光纤测试仪系列，用于安装、维护和故障排查的这一阶段，内置自动化功能，可满足从基本测试到详细测试的全部需求。

  MPO

  多光纤推接 (MPO) 连接器固有的紧凑占用空间和光纤密度是过度拥挤的超大规模中心和互连的另一个选择。检测和测试工具融合了本地 MPO 连接、自动化工作流程和快速可靠的报告，可充分利用多光纤连接器的可扩展性和效率。