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時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。在這個萬物互聯(lián)的時代，數(shù)據(jù)通訊技術的突飛猛進，特別是用于存儲、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。我們不妨作一個有趣的類比，打造一個數(shù)據(jù)中心就像是設計一座智慧城市。其成功的關鍵在于將新一代信息技術和物理元件有機相聯(lián)，構筑簡單、高效、可靠的數(shù)據(jù)城市基礎。

萬物互聯(lián)的當下，固網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)通信數(shù)據(jù)流量以及數(shù)據(jù)存儲需求正在以難以置信的速度增長。根據(jù)Gartner的統(tǒng)計，截至2020年，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）連接設備數(shù)量有望超過200億。2016思科Cisco‘s Visual Networking Index預測，全球月均移動數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)流量將在2015年到2020年之間增長8倍，達到30.6 EB。固網(wǎng)和移動數(shù)據(jù)流量不斷增長的需求推動了數(shù)據(jù)中心的數(shù)量和規(guī)模增加。如今另一個顯著的趨勢是公有云服務的興起，這意味著需要布署多達萬臺量級的主機來搭建一個超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，相比幾百臺服務器組成的普通數(shù)據(jù)中心，這就要求相關硬件層面的提升與需求相匹配，來應對以下的挑戰(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，當下的前沿技術很快就會普及為市場標準，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） 確認為數(shù)據(jù)中心新標準，以應對數(shù)據(jù)傳輸速率不斷提高所帶來的挑戰(zhàn)。與此同時，設計人員也勢必面對更加復雜的信號傳輸路徑設計。在全新的數(shù)據(jù)中心世界，分散式架構正推動著數(shù)據(jù)流量處理方式的創(chuàng)新，各機架、服務器之間不斷增加的連接量推進了leaf and spine架構的應用，這種架構需要更大型的高密度交換機以及大量的內(nèi)部和外部端口。系統(tǒng)架構師必須謹慎考慮包括尺寸、重量、功耗、成本和性能在內(nèi)的多個因素，確保做出最佳組合選擇，特別是常常被忽視的線纜，也需要升級以適應硬件性能的提升，從而充分發(fā)揮硬件升級帶來的各項提升。

TE ConnecTIvity數(shù)據(jù)與終端設備事業(yè)部亞太區(qū)技術應用高級經(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年時間、再發(fā)展到25Gbps約2-3年時間、再從25Gbps提升到100Gbps約2年時間。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判。我預計傳輸速率接下來還將往400Gbps大踏步前進。”

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)信號設計居住環(huán)境時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。衡量一個數(shù)據(jù)中心設計優(yōu)劣的一個重要指標便是其是否能夠平衡服務器數(shù)量增長帶來的空間密度問題與數(shù)據(jù)中心高性能擴展之間的矛盾。不妨試想一下，如果在緊湊的機箱中能夠配置多個獨立的服務器節(jié)點，不僅可以降低其空間占用，還將擁有靈活的存儲和共享基礎架構，這便要求每一個硬件單體具備更強的密度。

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)中心應用提供了核心支持，背板的性能限制會降低整體系統(tǒng)速度。正因為如此，TE的STRADA Whisper互連系統(tǒng)堪稱革命性設計，能夠在保證信號完整性并節(jié)省板內(nèi)空間的基礎上簡化并改善背板設計，工程師無需耗費高昂的成本重新設計背板或中間背板，即可以實現(xiàn)高效的下一代系統(tǒng)升級，支持當前和未來的性能需求。

超大批量服務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)能與電力風險管控成為數(shù)據(jù)中心運營的一大重要議題，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問題與速度需求一樣，均決定了系統(tǒng)的設計和實施。在過去十年中，單個機架的功耗（以及因此產(chǎn)生的熱損耗）大幅攀升，導致兩個相互關聯(lián)的問題：提供更高電力，解決擁擠機箱內(nèi)的電源和有源電子部件的散熱。由于大數(shù)據(jù)中心以及機架物理結構內(nèi)（以及每個機架系統(tǒng)內(nèi)的板連接處）均需要電流，因此需要許多電纜和相關連接器來滿足電源通路設計。而對于單個連接器，即使很小的接觸電阻和壓降（IR損失）都會導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”（即在電源接通時拔出或插入）的連接器不斷增加的需求帶來了進一步的挑戰(zhàn)。如果連接器不具備最佳的接觸材料和特性，將導致供電時序和接觸疲勞問題。

TE最新推出的microQSFP之所以被公認為打造了數(shù)據(jù)中心和無線通信應用領域的全新標準，有一大因素便在于該產(chǎn)品相較于傳統(tǒng)標準的QSFP28提升了30%的散熱能力，其革命性設計幾乎將整個面板置于設備的可用氣流中，并顯著提高了連接器和所有其他內(nèi)部元件的冷卻效率，同時還保證在一個傳統(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，高峰時段對服務資源的需求與一般時段之間的差距會非常大。一個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擊“確認”買單。通過云計算的技術，實現(xiàn)資源的集中和共享，滿足特殊時段的超大流量需求，并把空閑時段的資源補充到其他需要的應用上，將會是一個非常有益的變化，更加適合中國的國情。此外，

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

未來的數(shù)據(jù)通信將實現(xiàn)更快的傳輸速率、更強大的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡、更無縫實時的通訊，讓當初看似異想天開的場景變?yōu)橐粋€個真實的應用。

事實上，未來離我們并不遙遠。今年世界移動通訊大會（MWC）上，20多家在行業(yè)內(nèi)頗具影響力的公司同時宣布，5G新無線電技術將在2019年大規(guī)模部署。這意味著兩年之后，普通消費者就能獲得更快的數(shù)據(jù)傳輸體驗，比之前的預期提早一年。“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，諸如手機應用、虛擬現(xiàn)實、自動駕駛、遠程手術等。”TE ConnecTIvity副總裁、數(shù)據(jù)與終端設備事業(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）是全球技術領導者，年銷售額達 120 億美元。我們秉持著創(chuàng)新的承諾，持續(xù)推動著交通、工業(yè)應用、醫(yī)療技術、能源、數(shù)據(jù)通信和家居的發(fā)展。TE業(yè)內(nèi)領先的連接和傳感解決方案經(jīng)受嚴苛環(huán)境的驗證，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個國家。TE相信“無限連動，盡在其中”。更多信息，請訪問www.te.com.cn。