为何要采用结构化布线系统？

全球数据中心市场正迎来大幅增长，预计在整个十年间年增长率将超过6%。这一强劲增长由人工智能（AI）、网络流媒体和游戏等关键技术驱动，正深刻地塑造着数字格局。在这种加速增长的背景下，数据中心正演变为复杂的枢纽，日益自动化，并配备各种应用以及无数的计算和存储设备，以有效管理数字时代不断攀升的工作负载。

在动态发展的数据中心领域，设计良好的结构化布线系统的重要性再怎么强调也不为过。无论设备需要铜缆还是光纤连接，采用配线架设计都能使当今快节奏数据中心环境中可能出现的无数变更和升级变得更加轻松高效。通信工业协会（TIA）通过其TIA-942标准强调了这一承诺，而国际标准化组织（ISO）则通过 ISO/IEC 11801-5 标准加强了全球兼容性。

什么是结构化布线系统？ 它是一种连接设计方案，在数据中心空间内合理布置配线架或机柜，使设备接入网络仅需通过短跳线即可完成。配线架与机柜之间的连接被称为 “结构化” 连接，可长期固定不动，而跳线与设备的终端连接则能灵活插拔。如需直观了解，可参考图 1，该图展示了支持双工 LC 光纤连接的常见光纤结构化布线信道。需注意的是，计算和存储设备所需的光模块决定了要使用的光纤类型和连接器类型。这些设备通常可适配不同的光纤类型和连接器类型，具体选择需根据应用场景的连接速率和距离来确定。通过合理规划，结构化布线基础设施可支持多代数据中心应用，无需在每次升级时重新布线。

图1

与结构化布线系统相对的是点对点布线。这种连接方式初期成本较低、无需过多规划且易于实施，但缺点在需要新增、移动或移除网络设备时凸显。升级通常需要新的线缆，而现有的线缆往往留在原处，造成不必要的线槽拥堵。在安装新的点对点线缆时，技术人员通常会使用比实际需要更长的线缆，以确保有足够的长度连接两端的设备。随着时间的推移，这些”超长”线缆变得难以管理，并且会阻塞机柜和机架中用于冷却数据中心设备的通风通道。这反过来又增加了冷却计算和存储设备所需的能耗。如下方照片所示，原本整齐安装的光纤线缆开始变得像缠结的蜘蛛网，难以梳理和管理。点对点布线效率低下的问题，曾因其初始执行的简便性而被掩盖，如今却成为焦点，凸显了精心设计的结构化布线系统的重要性。

图2

在数据中心场景中，结构化布线系统相比点对点布线具有诸多优势，主要包括以下七点：

1. 易于管理： 结构化布线为数据中心线缆管理提供了系统化、有序化的方案，便于线缆的识别、追踪和管理，简化了维护和故障排查工作。线缆主干或线束减少了通道占用和导管空间，为后续布线扩展预留了空间。
2. 可扩展性强： 结构化布线系统专为适应未来技术发展和变化而设计，能够轻松适配数据中心内新增设备、升级改造和规模扩张需求，无需进行大规模重新配置，也不会造成长时间停机。即便不同设备采用不同连接器类型，结构化布线也能让多代计算和存储设备无缝协同工作。
3. 可靠性高、性能稳定：设计优良的结构化布线系统可最大限度减少信号干扰、串扰及其他影响网络性能的问题，确保数据中心内数据传输速率稳定可靠，这对于维持设备最佳运行效率至关重要。
4. 灵活性佳：结构化布线系统支持各类网络设备和技术，可兼容不同的网络标准、协议、应用及光模块，让数据中心运营者能根据需求轻松集成新设备和新技术。设备迁移时，只需更换跳线，无需重新铺设线缆。
5. 减少停机时间：结构化布线减少了线缆杂乱问题，简化了管理流程，且操作规范统一，降低了因意外断开线缆或其他人为失误导致网络停机的风险，提升了数据中心服务的整体可靠性和可用性。
6. 成本效益高：尽管结构化布线的初期投入高于传统布线方式，但从长期来看，它能降低维护成本、减少停机损失，且具备可扩展的基础设施，可适应企业不断变化的需求，因此能带来显著的成本节约。
7. 符合行业标准：如前所述，TIA-942 和 ISO/IEC 11801-5 行业标准明确了最佳实践，确保布线系统与各类网络设备和技术兼容，简化了数据中心内设备的互操作性和集成流程。

随着AI计算和存储设备部署到数据中心，需要更多的光纤布线来支持图形处理器（GPU）正常运行所需的更高速度。一个基本的AI计算架构包含128个节点或服务器，以及8个主干交换机和16个叶交换机。这些设备之间的计算光纤数量达到8192芯！这个数字还不包括该架构所需的存储、带内和带外管理连接。拥有一个结构化布线系统来支持网络机柜与服务器和交换机之间的连接，有助于管理所有这些线缆。图3展示了一个使用多模光纤和斜角（APC）MTP/MPO连接器（每个容纳8芯光纤）的常见AI信道构成。MTP/MPO-to-MTP/MPO主干的光纤芯数可以向上扩展，以最好地匹配应用需求。

图3

结构化铜缆布线系统也用于数据中心。铜缆主干通过省去连接器端接所需的时间，加速了布线部署。图4展示了一个典型的结构化铜缆主干应用。显而易见，这些主干线的战略性实施能够显著提高数据中心布线系统的整体效率和可靠性。

图4

总之，在数据中心、机器学习和AI的世界里，不仅仅是计算能力和复杂算法的问题；同样重要的是幕后默默无闻的骨干——结构良好的光纤或铜缆布线系统，它们使得这些技术奇迹能够无缝运行。所以，下次您惊叹于数据中心和AI的强大能力时，不妨花点时间欣赏一下使其成为可能的、错综复杂的连接之舞。

想了解西蒙的AI解决方案？请访问我们的生成式AI网页：www.siemon.com/ai.