從數(shù)據(jù)通信角度看萬物互聯(lián)

過去十年間，日新月異的數(shù)據(jù)通訊技術(shù)不斷打破地球上速度的極限和空間的約束。如今，我們可以通過微信實(shí)時(shí)為大洋彼岸的朋友送去一段視頻祝福，也可以直播在海南三亞的浪漫婚禮。在這個(gè)萬物互聯(lián)的時(shí)代，數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的突飛猛進(jìn)，特別是用于存儲(chǔ)、處理、傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心，其迅猛發(fā)展、不斷迭代、也在不斷重新定義人們生活方式。我們不妨作一個(gè)有趣的類比，打造一個(gè)數(shù)據(jù)中心就像是設(shè)計(jì)一座智慧城市。其成功的關(guān)鍵在于將新一代信息技術(shù)和物理元件有機(jī)相聯(lián)，構(gòu)筑簡單、高效、可靠的數(shù)據(jù)城市基礎(chǔ)。

萬物互聯(lián)的當(dāng)下，固網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信數(shù)據(jù)流量以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求正在以難以置信的速度增長。根據(jù)Gartner的統(tǒng)計(jì)，截至2020年，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）連接設(shè)備數(shù)量有望超過200億。2016思科Cisco‘s Visual Networking Index預(yù)測，全球月均移動(dòng)數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)流量將在2015年到2020年之間增長8倍，達(dá)到30.6 EB。固網(wǎng)和移動(dòng)數(shù)據(jù)流量不斷增長的需求推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心的數(shù)量和規(guī)模增加。如今另一個(gè)顯著的趨勢是公有云服務(wù)的興起，這意味著需要布署多達(dá)萬臺量級的主機(jī)來搭建一個(gè)超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，相比幾百臺服務(wù)器組成的普通數(shù)據(jù)中心，這就要求相關(guān)硬件層面的提升與需求相匹配，來應(yīng)對以下的挑戰(zhàn)。

傳輸速度之于數(shù)據(jù)中心就像是城市的交通方式變革。不斷涌入的數(shù)據(jù)流量促使各大服務(wù)商不斷地重新審視數(shù)據(jù)中心內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸速度的升級。數(shù)據(jù)中心設(shè)備已將數(shù)據(jù)傳輸速度從10Gbps提升至25、40、50和100Gbps，隨著對于更高速產(chǎn)品的需求，連接器和電纜組件不斷發(fā)展，當(dāng)下的前沿技術(shù)很快就會(huì)普及為市場標(biāo)準(zhǔn)，例如，TE的Sliver內(nèi)部電纜互連系統(tǒng)能夠提供400Gbps到800Gbps 高速寬帶互聯(lián)解決方案，業(yè)已被板載光纖模塊聯(lián)盟 （COBO） 確認(rèn)為數(shù)據(jù)中心新標(biāo)準(zhǔn)，以應(yīng)對數(shù)據(jù)傳輸速率不斷提高所帶來的挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)人員也勢必面對更加復(fù)雜的信號傳輸路徑設(shè)計(jì)。在全新的數(shù)據(jù)中心世界，分散式架構(gòu)正推動(dòng)著數(shù)據(jù)流量處理方式的創(chuàng)新，各機(jī)架、服務(wù)器之間不斷增加的連接量推進(jìn)了leaf and spine架構(gòu)的應(yīng)用，這種架構(gòu)需要更大型的高密度交換機(jī)以及大量的內(nèi)部和外部端口。系統(tǒng)架構(gòu)師必須謹(jǐn)慎考慮包括尺寸、重量、功耗、成本和性能在內(nèi)的多個(gè)因素，確保做出最佳組合選擇，特別是常常被忽視的線纜，也需要升級以適應(yīng)硬件性能的提升，從而充分發(fā)揮硬件升級帶來的各項(xiàng)提升。

TE ConnecTIvity數(shù)據(jù)與終端設(shè)備事業(yè)部亞太區(qū)技術(shù)應(yīng)用高級經(jīng)理徐蘇翔表示：“目前，全球?qū)拵Оl(fā)展速度呈幾何級增長：從1Gbps過渡到10Gbps約5-10年時(shí)間、再發(fā)展到25Gbps約2-3年時(shí)間、再從25Gbps提升到100Gbps約2年時(shí)間。其更新迭代的速度是超乎我們想象的，這就需要像TE這樣的電子元器件企業(yè)不斷提高我們的創(chuàng)新速度，跟上市場的步伐，更要求我們具有前瞻性的科研能力和市場預(yù)判。我預(yù)計(jì)傳輸速率接下來還將往400Gbps大踏步前進(jìn)。”

人類居住空間利用率是隨著人口不斷攀升愈發(fā)值得重視的一大議題；同樣，工程師在為數(shù)據(jù)信號設(shè)計(jì)居住環(huán)境時(shí)自然也需要考慮到流量急劇攀升趨勢下如何高效利用空間。衡量一個(gè)數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)便是其是否能夠平衡服務(wù)器數(shù)量增長帶來的空間密度問題與數(shù)據(jù)中心高性能擴(kuò)展之間的矛盾。不妨試想一下，如果在緊湊的機(jī)箱中能夠配置多個(gè)獨(dú)立的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，不僅可以降低其空間占用，還將擁有靈活的存儲(chǔ)和共享基礎(chǔ)架構(gòu)，這便要求每一個(gè)硬件單體具備更強(qiáng)的密度。

特別是數(shù)據(jù)中心的背板，為目前不斷涌現(xiàn)的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用提供了核心支持，背板的性能限制會(huì)降低整體系統(tǒng)速度。正因?yàn)槿绱?，TE的STRADA Whisper互連系統(tǒng)堪稱革命性設(shè)計(jì)，能夠在保證信號完整性并節(jié)省板內(nèi)空間的基礎(chǔ)上簡化并改善背板設(shè)計(jì)，工程師無需耗費(fèi)高昂的成本重新設(shè)計(jì)背板或中間背板，即可以實(shí)現(xiàn)高效的下一代系統(tǒng)升級，支持當(dāng)前和未來的性能需求。

超大批量服務(wù)器的投入使用以及傳輸速率的提升不可避免地伴隨著電力的加倍消耗以及散熱的要求。因此，電源線纜的配置、綠色節(jié)能與電力風(fēng)險(xiǎn)管控成為數(shù)據(jù)中心運(yùn)營的一大重要議題，以幫助數(shù)據(jù)信號打造一座安全、節(jié)能的宜居“城市”。數(shù)據(jù)中心的電力和散熱相關(guān)問題與速度需求一樣，均決定了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。在過去十年中，單個(gè)機(jī)架的功耗（以及因此產(chǎn)生的熱損耗）大幅攀升，導(dǎo)致兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的問題：提供更高電力，解決擁擠機(jī)箱內(nèi)的電源和有源電子部件的散熱。由于大數(shù)據(jù)中心以及機(jī)架物理結(jié)構(gòu)內(nèi)（以及每個(gè)機(jī)架系統(tǒng)內(nèi)的板連接處）均需要電流，因此需要許多電纜和相關(guān)連接器來滿足電源通路設(shè)計(jì)。而對于單個(gè)連接器，即使很小的接觸電阻和壓降（IR損失）都會(huì)導(dǎo)致電源效率降低并增加散熱（I2R），因此連接器處的溫升必須保持到適度水平（通常30°C以下）以確保安全和性能。此外，對于支持板件“熱插拔”（即在電源接通時(shí)拔出或插入）的連接器不斷增加的需求帶來了進(jìn)一步的挑戰(zhàn)。如果連接器不具備最佳的接觸材料和特性，將導(dǎo)致供電時(shí)序和接觸疲勞問題。

TE最新推出的microQSFP之所以被公認(rèn)為打造了數(shù)據(jù)中心和無線通信應(yīng)用領(lǐng)域的全新標(biāo)準(zhǔn)，有一大因素便在于該產(chǎn)品相較于傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的QSFP28提升了30%的散熱能力，其革命性設(shè)計(jì)幾乎將整個(gè)面板置于設(shè)備的可用氣流中，并顯著提高了連接器和所有其他內(nèi)部元件的冷卻效率，同時(shí)還保證在一個(gè)傳統(tǒng)的10G輸入/輸出接口尺寸范圍內(nèi)，提供100G的傳輸速度。

相比歐美等其他國家，由于中國人口眾多，在人口密集的地方，高峰時(shí)段對服務(wù)資源的需求與一般時(shí)段之間的差距會(huì)非常大。一個(gè)最明顯的例子便是每年“雙十一”購物狂歡節(jié)，上億買手紛紛急不可耐地出手點(diǎn)擊“確認(rèn)”買單。通過云計(jì)算的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源的集中和共享，滿足特殊時(shí)段的超大流量需求，并把空閑時(shí)段的資源補(bǔ)充到其他需要的應(yīng)用上，將會(huì)是一個(gè)非常有益的變化，更加適合中國的國情。此外，

由于數(shù)據(jù)中心占地較大，常常建設(shè)在地形錯(cuò)綜復(fù)雜、周圍環(huán)境嚴(yán)苛的區(qū)域，這就更加需要硬件的設(shè)備能夠經(jīng)得起各種的挑戰(zhàn)，并能保持高效、安全、可靠的運(yùn)作。

未來的數(shù)據(jù)通信將實(shí)現(xiàn)更快的傳輸速率、更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)、更無縫實(shí)時(shí)的通訊，讓當(dāng)初看似異想天開的場景變?yōu)橐粋€(gè)個(gè)真實(shí)的應(yīng)用。

事實(shí)上，未來離我們并不遙遠(yuǎn)。今年世界移動(dòng)通訊大會(huì)（MWC）上，20多家在行業(yè)內(nèi)頗具影響力的公司同時(shí)宣布，5G新無線電技術(shù)將在2019年大規(guī)模部署。這意味著兩年之后，普通消費(fèi)者就能獲得更快的數(shù)據(jù)傳輸體驗(yàn)，比之前的預(yù)期提早一年。“5G將帶來高速率、低延遲、高容量的優(yōu)勢，引爆一系列終端和產(chǎn)業(yè)的變革，顛覆人們的生活場景，諸如手機(jī)應(yīng)用、虛擬現(xiàn)實(shí)、自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程手術(shù)等。”TE ConnecTIvity副總裁、數(shù)據(jù)與終端設(shè)備事業(yè)部亞洲區(qū)及歐洲區(qū)總經(jīng)理、TE中國事業(yè)部聯(lián)席委員會(huì)主席Jason Merszei在2017 MWC現(xiàn)場表示，“簡單來說，未來的數(shù)據(jù)通信，一切皆有可能，而這些創(chuàng)舉的物理基礎(chǔ)正是來自于我們互聯(lián)世界的數(shù)據(jù)骨干支柱。”

TE ConnecTIvity（紐約證交所代碼：TEL）是全球技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，年銷售額達(dá) 120 億美元。我們秉持著創(chuàng)新的承諾，持續(xù)推動(dòng)著交通、工業(yè)應(yīng)用、醫(yī)療技術(shù)、能源、數(shù)據(jù)通信和家居的發(fā)展。TE業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的連接和傳感解決方案經(jīng)受嚴(yán)苛環(huán)境的驗(yàn)證，助力于創(chuàng)造更安全、綠色、智能和互聯(lián)的世界。TE在全球擁有約 75，000 名員工，其中 7，000 多名為工程師，合作的客戶遍及全球近 150個(gè)國家。TE相信“無限連動(dòng)，盡在其中”。更多信息，請?jiān)L問www.te.com.cn。