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。

　　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。

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。

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%。

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。