一、简介

在合适的场景下使用最优的线缆，是构建一张高速数据中心网络的必要条件。这其中不仅需要考虑信号的衰减、传输距离，设计线缆的走线方式、位置，还要考虑到成本、线缆的安装和拆除，以及未来网络的升级等。

大多数线缆供应商一般会提供三种类型的线缆：网线（本文中特指双绞线）、光纤和直连铜缆（Direct Attach Cable，DAC）。

下面我们来介绍进行数据中心网络设计时，如何选择最合适的线缆。

二、网线

根据频率和信噪比的不同，常见的网线包括五类线（CAT5）、超五类线（CAT5e）、六类线（CAT6），它们都是两端为RJ45连接器的双绞线，最大传输距离为100米。此外，网线还包括一类线（CAT1）、二类线（CAT2）、三类线（CAT3）、四类线（CAT4）、超六类线（CAT6A）、七类线（CAT7）等。一般来说，类型数字越大、版本越新，技术越先进、带宽也越宽，当然价格也越贵。

根据有无屏蔽层，网线又可分为屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair，STP）和非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair，UTP）。屏蔽双绞线可减少辐射，防止信息被窃听，也可阻止外部电磁干扰的进入。与同类的非屏蔽双绞线相比具有更高的传输速率，但是价格也相对更高，且安装时也更困难。非屏蔽双绞线的优点在于：成本低、重量轻、易弯曲等，且其性能对于一般网络来说影响不大，所以应用相对更为广泛。不过七类双绞线除外，因为要实现全双工10Gbps的速率传输，所以只能采用屏蔽双绞线，而没有非屏蔽的七类双绞线。

各类型网线的详细介绍如下：

• 一类线（CAT1）：主要用于传输语音（一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆），不用于数据传输。

• 二类线（CAT2）：传输频率为1MHZ，用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输，常见于使用4Mbps规范令牌传递协议的旧的令牌网。

• 三类线（CAT3）：传输频率16MHz，用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输，主要用于10Base-T网络，被ANSI/TIA-568.C.2作为最低使用等级。

• 四类线（CAT4）：传输频率为20MHz，用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10Base-T/100Base-T网络。

• 五类线（CAT5）：传输频率为100MHz，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100Base-T和10Base-T网络。这是最常用的以太网电缆，该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料。

• 超五类线（CAT5e）：传输频率最大为100MHz，主要用于千兆位以太网（1000Mbps）。具有衰减小，串扰少，并且具有更高的衰减与串扰的比值（ACR)和信噪比（SNR）、更小的时延误差，性能得到很大提高。

• 六类线（CAT6）：传输频率为250MHz，适用于传输速率高于1Gbps的网络。六类双绞线在外形上和结构上与五类或超五类双绞线都有一定的差别，不仅增加了绝缘的十字骨架，将双绞线的四对线分别置于十字骨架的四个凹槽内，而且电缆的直径也更粗。

• 超六类线（CAT6A）：传输频率是500MHz，是六类线的两倍，最大传输速度可达到10Gbps，主要应用于万兆位网络中。超六类线是六类线的改进版，同样是ANSI/EIA/TIA-568B.2和ISO 6类/E级标准中规定的一种非屏蔽双绞线电缆，在串扰、衰减和信噪比等方面有较大改善。

• 七类线（CAT7）：传输频率至少可达600 MHz，传输速率可达10 Gbps，它主要为了适应万兆位以太网技术的应用和发展。该线是ISO 7类/F级标准中最新的一种屏蔽双绞线。另外，七类线的连接器类型也与其他类型网线不同，是GigaGate45（CG45）。

表2-1 介绍了几种常见网线的基本参数。

表2-1 常见网线的基本参数

在TOR物理架构下，基本上每个机柜内都会用到网线，在EOR物理架构下，网线通常用来连接服务器和交换机。考虑到未来网络的升级需要，在使用时要注意服务器和交换机之间的距离和布线规模。

基于上述考虑，在TOR场景下，如果您需要使用网线来进行网络部署，可以选用带有电接口的华为CE系列交换机，例如CE5855-48T4S2Q-EI交换机，或者CE6810-32T16S4Q-LI、CE6850-48T4Q-EI交换机等。在EOR场景下，我们推荐您使用性能较高的产品，例如CE6870-48T6CQ-EI、CE6880-48T4Q2CQ-EI交换机，或者使用CE12800系列交换机、并配置CE-L48GT系列、CE-L48XT系列单板。

三、光纤

按光传输模式的不同，光纤可以分为多模光纤（MMF，Multi Mode Fiber）和单模光纤（SMF，Single Mode Fiber）。

下面我们详细介绍一下多模光纤和单模光纤的差异。

多模光纤

多模光纤的纤芯较粗，能传输多种模式的光，但其模式色散较大，并且随着传输距离的增大模式色散会逐渐加重，因此常和多模光模块配合用于短距离低成本的通信传输。

根据光纤直径和模式带宽的不同，多模光纤可分为OM1、OM2、OM3、OM4几个等级，不同等级光纤的光纤直径和模式带宽如表3-1所示。常用的多模光纤为G.651标准的光纤，可传输800～900nm、1200～1350nm波长的光。

外观上，多模光纤的外表上印有“MM”的字样，OM1、OM2等级光纤一般为橘红色，OM3、OM4等级的光纤一般为淡绿色。

图3-1 OM1/OM2多模光纤

图3-2 OM3/OM4多模光纤

表3-1 多模光纤的等级分类

多模光纤的传输距离与接口类型、中心波长、使用的光纤等级相关，常用的多模光纤规格如表3-2所示。

表3-2 常用的多模光纤规格

单模光纤

单模光纤的纤芯较细，只能传输一种模式的光，因此模式色散很小，适用于远距离通信。

常用的单模光纤为G.652标准的光纤，可传输1260～1360nm、1530～1565nm波长的光。

外观上，单模光纤的外表上印有“SM”的字样，单模光纤大多为黄色，如图3-3所示。

图3-3 单模光纤

连接器类型

CE系列交换机支持的华为光模块所采用的光纤连接器类型包括LC和MPO两种。

• LC（Lucent Connector or Local Connector），外观如图3-4所示。

图3-4 LC连接器

• MPO（Multi-fiber Push On）连接器，外观如图3-5所示。

图3-5 MPO连接器

其中，华为光模块所采用的MPO连接器均为带有导向销的母头连接器。

在TOR场景下，多模光纤可用于机柜内部的设备连接。在传输距离不大于400米的场景下，多模光纤也可用于网络的汇聚层。在EOR场景下，多模光纤可以用来连接交换机和服务器。如果距离允许，多模光纤也可以用在网络的核心或汇聚层。

单模光纤一般用于远距离通信传输。

基于上述考虑，在TOR场景下，如果您选择使用光纤来进行网络部署，可以选用带有光接口的华为CE系列交换机，例如CE6851-48S6Q-HI、CE6855-48S6Q-HI交换机等。在EOR场景下，我们推荐您使用性能较高的产品，例如CE6870-48S6CQ-EI、CE7855-32Q-EI交换机，或者使用CE12800系列交换机、并配置带有光接口的单板。

另外，您也可以选择使用AOC光线缆（Active Optical Cables）。AOC光线缆是光模块和光纤一体化的有源光线缆，您可以简单理解为，AOC光线缆是将两只光模块和光纤封装在一起，但由于中间的传输介质是光纤，所以AOC光线缆两端的光模块中带有激光器件。

由于AOC光线缆是固定封装的，对用户而言，省去了制作过程中用到的一些光器件，因此成本较低。另外，AOC光线缆对环境要求相对较低，没有光纤连接器的清洁问题，可靠性高。

但AOC光线缆的长度固定，配置灵活性上较差，一般适用于短距离传输的场景。

图3-6 AOC光线缆

四、直连铜缆

直连铜缆（Direct Attach Cable，DAC），或称Twinax铜缆、高速线缆，是一种固定长度、两端有固定连接器的线缆组件，如图4-1所示。

图4-1 直连铜缆

DAC铜缆包含有源（active）和无源（passive）两种，有源DAC铜缆内置了放大器和均衡器，可以提升信号质量，但相对成本较高。大多数情况下，当传输距离小于5米时，您可以选择使用无源DAC铜缆，而当传输距离大于5米时，选择有源DAC铜缆。

DAC铜缆上的连接器与光模块相比，接口类型相同，但缺少了昂贵的光学激光器和其他电子元件，因此可以大大节省成本和功耗，广泛应用于数据中心网络中的短距离连接。

在TOR场景下，DAC铜缆是进行机柜内短距离布线的最佳选择。在EOR场景下，如果传输距离小于10米，也可以选择使用DAC铜缆。

表4-1介绍了数据中心可能用到的不同类型DAC铜缆的基本信息，其中包括的DAC铜缆的弯曲半径。和其他很多线缆一样，DAC铜缆对不良弯曲敏感，不良弯曲会影响线缆的传输速率。

表4-1 DAC铜缆的基本信息

注意：

SFP-25G-CU3M-N铜缆与SFP-25G-CU3M铜缆的区别在于：

SFP-25G-CU3M-N铜缆（26AWG）比SFP-25G-CU3M（30AWG）更粗，所以传输损耗会更小，在使用时，端口可不用打开FEC功能。

QSFP-4SFP25G-CU3M-N铜缆和QSFP-4SFP25G-CU3M也是同样的差异。

经过上面的介绍，我们对网线、光纤、直连铜缆三种线缆的优劣势做如下总结，如表4-2所示。

表4-2 网线、光纤、直连铜缆的对比