数据中心互连应用已成为网络中重要且快速增长的部分。本文将探讨这种增长的几个原因，包括市场变化、网络架构变化和技术变化。
数据的巨大增长促进了数据中心园区的建设，特别是非常大的数据中心的建设。现在，校园中的几栋建筑物必须连接足够的带宽。需要多少带宽来维持单个校园内数据中心之间的信息流？每个数据中心今天都可以传输到其他容量高达200 Tbps的数据中心，未来将需要更高的带宽
是什么驱动了校园建筑之间如此巨大的带宽需求？
首先，设备到设备通信支持东西方流量的指数增长。第二种趋势与使用更平坦的网络体系结构有关，例如spine或CLOS网络。目标是在校园中拥有大型网络结构，因此需要在设备之间建立大量连接。
传统上，数据中心建立在由核心交换机、聚合交换机和接入交换机组成的三层拓扑结构上。尽管成熟且部署广泛，但传统的三层体系结构已无法满足超大规模数据中心园区环境日益增长的工作负载和延迟要求。作为回应，当今的非常大的数据中心正在迁移到spine和leaf架构 (请参见图2)。在脊柱和叶子架构中，网络分为两个阶段。脊阶段用于聚合数据包并将其路由到其最终目的地，叶阶段用于连接主机侧和负载平衡连接。
理想情况下，每个叶子交换机都会扇出到每个spine交换机，以最大程度地提高服务器之间的连接，因此网络需要高级spine核心交换机。在许多环境中，大型脊柱开关连接到更高级别的脊柱开关，通常称为校园或融合离子脊柱开关，以将校园中的所有建筑物连接在一起。由于这种更平坦的网络结构和高端交换机的使用，我们期望看到网络变得更大，更模块化，更具可扩展性。
如何以最具成本效益的方式提供最佳连接？
业界已经评估了多种方法，但是常见的模式是在大量纤维上以较低的速率传输。为了使用该方法达到200 Tbps，每个数据中心互连需要超过3,000根光纤。当您考虑将每个数据中心连接到单个园区中的每个数据中心所需的光纤时，密度很容易超过10,000芯光纤!
一个常见的问题是，何时使用DWDM (密集波分复用收发器) 或其他技术来增加每根光纤的吞吐量，而不是增加光纤的数量？目前，长达10公里的数据中心互连应用通常使用CWDM (粗波分复用) 1310nm收发器，与DWDM系统的1550nm传输波长不匹配。因此，数据中心之间使用高芯数光纤电缆来支持大规模互连。
下一个问题是，通过添加多路复用器单元，何时将1310nm收发器替换为访问交换机中的可插拔DWDM收发器？答案是DWDM何时或是否成为互连校园数据中心的一种经济高效的方法。
为了估计这种转换的可行性，我们需要查看DWDM收发器的价格，并将其与现有收发器进行比较。基于整个环节的价格模型，目前的预测是在可预见的未来，基于富含光纤的1310nm架构的连接将继续占据低成本优势 (参见图3)。PSM4 (8芯光纤) 替代品已被证明对于小于2公里的应用具有成本效益，这是增加光纤数量的另一个因素。
极端密度网络的未来将如何发展？
目前最重要的因素是光纤的数量是否会停止在3456芯，或者如果我们看到这些数字会更高。当前的市场趋势表明，所需的内核数量甚至超过5000个内核。为了保持基础设施的规模，减少光纤电缆尺寸的压力将会增加。随着光纤封装密度已接近其物理极限，以有意义的方式进一步减小光纤电缆直径的选择变得更具挑战性。
一种越来越流行的方法是使用涂层尺寸从通常的250um减小到200um的纤维。纤芯和包层尺寸保持不变，因此光学性能没有变化。但是，当电缆延伸到数百到数千芯的光纤中时，这种尺寸的减小可以大大减小电缆的总横截面积。该技术已在某些电缆设计中得到应用，并被制造商用于微型松管式电缆。
另一个重要问题是如何最好地提供数据中心互连，以连接距离较远且未在同一物理园区中配置的位置。在典型的数据中心园区环境中，典型的数据中心互连长度不超过2公里。这些相对较短的距离使光纤电缆能够在没有任何融合点的情况下提供连接。但是，随着数据中心也在大城市周围部署以减少延迟，距离正在增加，并且可能接近75公里。在这些应用中使用极端密度的电缆设计降低了预算，因为长距离连接大量光纤的成本更高。在这些情况下，更传统的DWDM系统将继续是优选的，使用更少的光纤以40g和更高的速度运行。
我们可以预计，随着网络所有者为即将推出的光纤密集型5g产品做准备，对极端密度光纤电缆的需求将从数据中心环境迁移到接入市场。在不压倒现有管道和建筑物内部环境的情况下，开发能够有效扩展到所需光纤数量的产品将继续是行业挑战。
