数据中心网络建设光纤的节能优势

 
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导读:本文分析数据中心网络建设光纤对于节省数据中心能耗的优势。

关键词:数据中心网络光纤 数据中心布线 数据中心网络建设

 
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  绿色和数据中心

  在过去两年中,数据中心能耗问题被高度关注。美国环保署(EPA)公布了一项数据:2000-2006年,美国数据中心能耗增加了一倍,其中2006年电能消耗占全国的1.5%。换言之,这相当于500万个美国家庭消耗的电量。更令人担忧的是,EPA报告指出,到2011年,数据中心能耗很可能再翻一番。

  数据中心的能耗增长来源于几方面:存储扩容、数据处理加速以及应用刀片服务器以支持虚拟化。刀片服务器的应用在减少数据中心服务器数量的同时,也会明显消耗更多的电能。

  目前,数据中心采用10G的50μm激光优化多模光纤(OM3),可以减少能源消耗和二氧化碳的排放。10GBase-SR的光纤连接,可以使得数据中心采用端口高密度的网络设备,降低电力和制冷要求。此外,与10GBase-T的铜缆连接相比,光纤布线可以减少占用的通道空间,从而提高制冷效果。

  OM3光纤

  OM3光纤对于10G光网络非常关键。这种优化的光纤具有850nm激光波长,最小有效模式带宽为2000 MHz•km。OM3光纤的最小有效模式带宽,支持10G数据传输到300m,而Cat. 6A仅限于100m。专家指出,激光优化光纤提供迁移路径以支持更高传输速率,例如16G和32G的光纤信道和100G以太网,而Cat.6/ Cat.6A在10G外没有迁移。

  10G网络设备和冷却——光的优势

  和10G UTP铜缆设备相比,10G光纤交换网络设备和服务器适配卡,消耗电能更少。铜缆的高插入损耗和电子数字信号的去噪电路,意味着其能耗必然比低损耗的光纤交叉连接要高。

  10GBase-SR SFP的光收发设备,每个端口最大消耗功率为1W,而10GBase-T的铜口交换机,每个端口最大消耗功率为8W-10W。SFP+底架线卡可支持48端口,而10GBase-T卡一般具有6-8个端口。10GBase-SR服务器适配卡支持300m传输时消耗的功率低于9W,而10GBase-T卡传输30m,就消耗24W功率。专家指出,Cat.6A或7类双绞线的10GBase-T传输可以拓展到100m,但是电力成本也随之提高。

  在提供相同带宽情况下,10G光系统比铜系统需要的交换机和线卡少很多(如图1所示),这就使得网络设备和制冷能耗减少。一个48端口的光线卡等于6个8端口线卡。10GBase-SR服务器适配卡支持300m传输时消耗的功率低于9W。光适配器所需电力来源于服务器的PCI-Express插槽,而不需要外部电源。2007年1月,以太网适配器可以支持10GBase-T。在最大30m传输距离情况下,适配器卡功率仅低于25W。因为PCI-Express插槽最多支持25W,铜适配器卡在用于更远距离传输时,就需要额外的电源支持。10G铜适配器卡的高电力和冷却要求导致了很高的运营成本。

数据中心网络建设光纤的绿色优势

  硅芯的发展要求降低10G铜产品的电力消耗。主要的一流交换机厂商在2009年以前,不会提供10GBase-T的商业产品;而芯片厂商继续寻找电力消耗和散热问题的解决办法。行业内对10GBase-T的期望是最低电能消耗达到每端口4W或5W,而在三到五年之内,这是难以实现的。

  高密度光纤和小半径线缆,提高了底板通道空间的利用率,有利于布线和冷却。如果是架空路由,使用光缆也能优化通道使用。一个直径为0.7英寸的光缆含有216芯光纤,支持108个10G的光回路。而108根铜缆的直径总共为5英寸。10G铜绞线的物理设计,导致了跳线面板和网络设备缆线的管理问题。较大的Cat.6A外径,影响了管道尺寸和填充率,同时由于弯曲半径增加,也存在着缆线的管理问题。由于空气冷却的堰塞效应和对通风系统的影响,通道中密布的铜缆增加了网络设备发生故障的可能性。而光缆可以提供更好的系统密度和线缆管理,使空气流通阻塞降至最小,提高制冷效率,如图2所示。

数据中心网络建设光纤的绿色优势

图2:10G铜设备的低端口密度和大量铜缆导致了通道拥挤和线缆难以管理

  绿色指标

  图3通过对比10G的光纤交换机和铜交换机,展示了制冷和节能的效果。据行业消息,为了运行10G网络设备,每消耗1千瓦时的电力,就需要消耗2-2.4kWh的电能用于制冷。

数据中心网络建设光纤的绿色优势

图3:节能效果对比

  10G的光网络连接比铜缆连接更加节能,因此也更环保。低能耗也降低了二氧化碳的排放量。EPA指出,每千瓦时的能耗相当于1.6磅的二氧化碳排放量。因此,48端口的10G铜交换机的能耗,相当于排放201,900磅的二氧化碳,而48端口的10G光纤交换机,只相当于48,600磅的二氧化碳排放量。换句话说,使用48端口的10G光纤交换机系统,相当于美国高速公路上少了13辆汽车所减少的二氧化碳排放量。使用10G的光纤连接,如果是288端口,效果将更加明显,相当于每年减少了85辆汽车的二氧化碳排放量。

  另一种常用的比较方式,是将二氧化碳的排放量换算成美国家用电能消耗。根据EPA换算结果,每年每家的用电量相当于7.55吨的二氧化碳的排放量。因此,通过二氧化碳的排放量换算,48端口的光纤交换机与铜交换机相比,就相当于3个与12个家庭消耗电能相比。换言之,288端口的10G光纤系统和铜连接相比,就等价于10个与72个家庭消耗电能比较。

  让我们看看另一种绿色衡量方法,10G光纤系统和铜连接相比较下能耗的经济效应(如图4所示)。这里,每千瓦时相当于0.147美元。一个288端口的光纤交换机和铜交换机相比,可以节省93, 000美元,据端口数计算,每年经济节省达到76%~86%。

数据中心网络建设光纤的绿色优势

图4:能耗的经济影响

  结束语

  未来五年里,数据中心的电能消耗将明显增加。为了节能、减少二氧化碳排放、支持环保目标,各种方案将被广泛采用。绿色数据中心方案成为人们关注的焦点,而10光纤连接将为此提供大力支持。OM3激光优化多模光纤光缆,提供的带宽能力可以支持未来超过10G的数据传输。光纤连接可以降低电力和制冷方面的能耗,优化通道空间占用,从而支持更加绿色的数据中心建设。


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原文出处:http://www.cabling-system.com/html/2010-01/16136.html
 
来源:千家综合布线网    
 
 
 
 
 

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