PREGĂTIRE PENTRU 100 GBE ÎN CENTRUL DE DATE
Cu necesitatea continuă de extindere și creștere în centrul de date, infrastructurile de cabluri trebuie să ofere fiabilitate, manevrabilitate și flexibilitate. Implementarea unei soluții de conectivitate optică permite o infrastructură care îndeplinește aceste cerințe pentru aplicațiile actuale și ratele de date.
Scalabilitatea este un factor cheie suplimentar atunci când alegeți tipul de conectivitate optică. Scalabilitatea se referă nu numai la extinderea fizică a centrului de date cu privire la servere suplimentare, comutatoare sau dispozitive de stocare, ci și la infrastructură pentru a sprijini o cale de migrare pentru creșterea ratelor de date. Pe măsură ce tehnologia evoluează și standardele sunt completate pentru a defini ratele de date, cum ar fi Ethernet de 40 și 100 Gbit, rata de date Fibre Channel de 32 Gbit / sec și mai mult și Infiniband, infrastructurile de cablare de astăzi trebuie să ofere scalabilitate pentru a adapta nevoia de mai multă lățime de bandă în sprijinul aplicațiilor viitoare.
Odată cu cererea în creștere pentru a sprijini aplicații cu lățime mare de bandă, ratele de date actuale nu vor putea satisface nevoile viitorului. Și cu aplicațiile Ethernet care funcționează în prezent la 1 și 10 Gbit / sec, este clar că pentru a susține cerințele de rețea viitoare, trebuie dezvoltate tehnologii și standarde 40- și 100 Gbit Ethernet (GbE).
Drivere cu mai multe fațete
Mulți factori determină cerința pentru rate mai mari de date. Comutarea și rutarea, precum și virtualizarea, convergența și mediile de calcul de înaltă performanță sunt exemple în care aceste viteze mai mari de rețea vor fi necesare în mediul de date centre. În plus, schimburile de internet și punctele de peering ale furnizorilor de servicii și aplicațiile cu lățime mare de bandă, cum ar fi video la cerere, vor conduce la necesitatea unei migrări de la interfețele 10-GbE la 40- și 100-GbE.
Conectorul în stil MTP, o tehnologie de terminare cu mai multe fibre, va juca un rol esențial în transmisia optică paralelă Ethernet de 40 și 100 Gbit Ethernet.
Ca răspuns la șoferii menționați mai sus, Institutul de Ingineri Electrici și Electronici (IEEE; www. Ieee.org) a format grupul de sarcini IEEE 802.3ba în ianuarie pentru a aborda și dezvolta îndrumări pentru ratele de date de 40 și 100 GbE. Obiectivele cererii de autorizare a proiectului (PAR) includeau o distanță minimă de 100 de metri pentru fibra multimodă (OM3) de 50/125-μm optimizată cu laser. Fibra OM3 este singura fibră multimodă inclusă în PAR.
Corning a efectuat o analiză de distribuție a lungimii centrelor de date care arată că 100 de metri reprezintă un cumulativ 65% din OM3 dislocat; se așteaptă ca distanțele de 40 și 100 GbE peste fibra OM3 să poată fi extinse peste 100 de metri pentru a aborda cerințele de lungime de cablare structurată ale centrului de date. Finalizarea standardului este de așteptat până la jumătatea anului 2010.
În cadrul reuniunii IEEE din mai, au fost adoptate mai multe propuneri de referință pentru a stabili o bază pentru generarea proiectului inițial al standardului 40 și 100 GbE. Transmisia optică paralelă a fost adoptată ca o propunere de referință pentru 40 și 100 GbE peste fibra OM3. Comparativ cu transmisia tradițională în serie, transmisia optică paralelă utilizează o interfață optică paralelă în care datele sunt simultan transmise și primite pe mai multe fibre.
Această propunere de bază definește interfețele 40 și 100 GbE ca: 4 x 10 canale Gigabit Ethernet pe patru fibre pe direcție și, respectiv, 10 x 10 canale Gigabit Ethernet pe 10 fibre pe direcție.
Distanța de operare definită în cadrul acestei propuneri este de 100 de metri - același obiectiv minim stabilit în PAR. În plus, alocarea pierderilor de conector în această propunere este de 1,5 dB pentru pierderea totală a conectorilor din canal.
Pe baza sondajelor efectuate de clienți, se consideră că transmisia de 100 de metri. Transmiterea standard-optică paralelă definită standard de 40 Gigabit Ethernet (GbE) va include 4, 10 GbE canale pe patru fibre pe direcție.
100-GbE va transmite peste 20 de fibre-10 fibre x 10-Gbit / sec trafic x 2 direcții.
Unele modele de centre de date utilizează o versiune modificată a acestei arhitecturi, care este publicată în standardul TIA-942. Arhitectura modificată implică prăbușirea zonelor de distribuție orizontală în zona de distribuție principală (MDA), ceea ce duce la instalarea cablurilor din zona MDA direct în zona sau zona de distribuție a echipamentelor.
Distanța definită în IEEE 802.3ba PAR poate să nu reprezinte un număr mare de distanțe de cablare structurate găsite în centrul de date. Pentru a rezolva această problemă, un grup ad-hoc investighează metodele de extindere a acoperirii interfețelor 40 și 100 GbE pe fibra OM3. În timp ce grupul explorează distanțe extinse până la 250 de metri, probabil că distanțele peste fibra OM3 nu se vor extinde peste 150 până la 200 de metri.
Cerințe de performanță de cablare
Atunci când evaluați performanța necesară pentru ca infrastructura de cablare să îndeplinească cerințele viitoare pentru 40 și 100 GbE, ar trebui să fie luate în considerare trei criterii: lățimea de bandă, pierderea totală a inserției conectorului și variația. Fiecare dintre acești factori poate afecta capacitatea infrastructurii de cablare de a atinge distanța de transmisie propusă de standard de cel puțin 100 de metri peste fibra OM3; în plus, cu studii în curs de extindere a acestei distanțe, performanța poate deveni și mai critică:
• Lățimea de bandă. Fibra OM3 a fost selectată ca singura fibră multimodă pentru luarea în considerare a 40/100-Gbit. Fibra este optimizată pentru transmisie de 850 nm și are o lățime de bandă modală de minimum 2.000 MHz ∙ km. Sunt disponibile tehnici de măsurare a lățimii de bandă care asigură o măsurare exactă a lățimii de bandă pentru fibra OM3. Lățimea minimă efectivă de bandă calculată (EMBc) este o măsurare a lățimii de bandă a sistemului pentru fibra OM3 care oferă cea mai dorită și precisă măsurare, în comparație cu tehnica de întârziere a modului diferențial (DMD). Cu minEMBc, se calculează o adevărată, lățimea de bandă scalabilă, care poate prezice fiabil performanța pentru diferite rate de date și lungimi de legătură. Cu o soluție de conectivitate folosind fibra OM3 care a fost măsurată folosind tehnica minEMBc, infrastructura optică desfășurată în centrul de date va îndeplini criteriile de performanță pentru lățimea de bandă stabilite de IEEE.
• Pierdere de inserție. Acesta este un parametru critic de performanță în implementarea curentă a cablurilor din centrul de date. Pierderea totală a conectorilor din cadrul unui canal de sistem afectează capacitatea unui sistem de a opera pe distanța maximă acceptabilă pentru o rată de date dată. Pe măsură ce pierderea totală a conectorului crește, distanța acceptabilă la acea rată de date scade. Propunerea de bază adoptată în prezent pentru transmisiile multimod 40 și 100 GbE prevede o pierdere totală de conector de 1,5 dB pentru o distanță de operare de până la 100 de metri. Astfel, ar trebui să evaluați specificațiile de inserare-pierdere a componentelor de conectivitate atunci când proiectați infrastructuri de cablare pentru centrul de date. Cu componente de conectivitate cu pierderi reduse, flexibilitatea maximă poate fi obținută cu posibilitatea de a introduce mai multe împerecheri de conector în legătura de conectivitate.
Pentru performanțe optimizate în îndeplinirea cerințelor centrului de date, topologia infrastructurii de cablare nu trebuie selectată singură.
• Înclinare. Dispozitivul optic - diferența de timp de zbor între semnalele luminoase care călătoresc pe diferite fibre - este o considerație esențială pentru transmisia optică paralelă. Cu variație excesivă sau întârziere pe diferitele canale, pot apărea erori de transmisie. În timp ce cerințele de variație de cabluri sunt încă luate în considerare în cadrul grupului de lucru, implementarea unei soluții de conectivitate cu performanțe stricte de variație asigură compatibilitatea infrastructurii de cablare într-o varietate de aplicații. De exemplu, Infiniband, un protocol care utilizează transmisia cu optică paralelă, are criterii de variație de cabluri de 0,75 ns. Atunci când evaluați soluțiile de infrastructură de cabluri optice pentru aplicații de 40 și 100 GbE, selectarea uneia care îndeplinește cerințele obținute asigură performanțe nu numai pentru 40- și 100 GbE, ci pentru Infiniband și viitoarele rate de date pentru fibrele de 32 Gbit / sec și mai mult . În plus, soluțiile de conectivitate slabă validează calitatea și consistența proiectărilor și terminațiilor cablurilor pentru a asigura o funcționare fiabilă pe termen lung.
Implementarea în centrul de date
Desfășurarea infrastructurii de cablare recomandată în centrul de date se bazează pe îndrumările găsite în casetele standard de infrastructură de telecomunicații TIA-942, cum ar fi acesta, care au intrări pe o parte pentru cablul coloanei vertebrale terminate la conectori în stil MTP. Pe cealaltă parte, vizibile aici, sunt porturi duplex LC standard în care sunt conectate cablurile de patch-uri de la echipamentele din centrul de date.
Selectarea unei soluții de conectivitate de înaltă calitate, care asigură pierderi reduse de inserție și elimină problemele de zgomot modal, asigură fiabilitatea și performanța în infrastructura de cablare a centrului de date.
Pentru performanțe optimizate în îndeplinirea cerințelor centrului de date, topologia infrastructurii de cablare nu trebuie selectată singură; topologia infrastructurii și soluțiile de produse trebuie luate în considerare la unison.
Cablurile dislocate în centrul de date trebuie selectate pentru a oferi asistență pentru aplicațiile de mare viteză ale viitorului, cum ar fi 100 GbE, Fibre Channel și Infiniband. Pe lângă faptul că este singurul grad de fibră multimodă inclusă în standardele 40 și 100 GbE, OM3 oferă cea mai mare performanță pentru nevoile de astăzi. Cu o lățime de bandă de 850 de nm de 2.000 MHz ∙ km sau mai mare, fibra OM3 oferă atingerea extinsă necesară deseori pentru instalațiile de cablare structurate din centrul de date. Conectivitatea cu fibre OM3 continuă să ofere cea mai mică preț de infrastructură și soluție electronică pentru aplicații de scurtă durată din centrul de date.
Pe lângă cerințele de performanță, este importantă și alegerea conectivității fizice. Deoarece tehnologia paraleloptică necesită transmiterea de date pe mai multe fibre simultan, este necesar un conector multifibre sau matrice. Utilizarea conectivității bazate pe MTP în instalațiile de astăzi oferă un mijloc de a migra către această interfață multifibră paralel-optică atunci când este nevoie.
Soluțiile MTP terminate din fabrică permit conectarea printr-un sistem plug-and-play. Pentru a răspunde nevoilor aplicațiilor seriale Ethernet și Fiber Channel de astăzi, cablarea terminată MTP este instalată în module pre-terminate sau casete. Aceste module oferă un mijloc pentru tranziția conectorului MTP pe coloana vertebrală. Când utilizatorii migrează la 40- sau 100 GbE, modulele și cablurile de corecție LC sunt îndepărtate și înlocuite cu panouri de adaptare MTP (ca aceasta) și cabluri de corecție MTP pentru instalare în interfețe cu optică paralelă.
Conectivitatea la electronica centrului de date se finalizează printr-un cablu de patch LC standard din modul. Când vine timpul să migreze la 40- sau 100 GbE, modulul și cablurile duplex LC sunt îndepărtate și înlocuite cu panouri adaptoare MTP și cabluri patch pentru instalare în interfețe optice paralele. Pentru soluțiile de conectivitate MTP sunt disponibile mai multe niveluri de performanță la pierderi. La fel cum pierderea conectorului trebuie luată în considerare cu aplicații actuale precum Fibre Channel și 10 GbE, pierderea de inserție va fi, de asemenea, un factor critic pentru aplicațiile de 40 și 100 GbE. De exemplu, IEEE 802.3 definește o distanță maximă de 300 de metri pe fibra multimod OM3 pentru 10-GbE (10 GBase-SR). Pentru a atinge această distanță, este necesară o pierdere totală a conectorului de 1,5 dB. Pe măsură ce pierderea totală a conectorului din canal crește peste 1,5 dB, distanța acceptabilă scade. Când sunt necesare distanțe extinse sau mai multe adaptări ale conectorilor, este posibil să fie necesare module de performanță cu pierderi reduse și conectivitate.
În plus, pentru a elimina îngrijorările cu privire la efectele potențiale ale zgomotului, odată cu creșterea totală a pierderii conectorilor, soluțiile ar trebui să fi fost supuse testării zgomotului modal de 10 GbE de către producătorul conectivității. Selectarea unei soluții de conectivitate de înaltă calitate, care asigură pierderi reduse de inserție și elimină problemele de zgomot modal, asigură fiabilitatea și performanța în infrastructura de cablare a centrului de date.
Soluții bazate pe MTP
Cu o modularitate și o optimizare inerentă pentru o instalație de cabluri structurată flexibilă, sistemele de fibre optice OM3 bazate pe MTP pot fi instalate pentru a fi utilizate în aplicațiile din centrul de date de astăzi, oferind în același timp o cale de migrare ușoară către viitoarele tehnologii cu viteză mai mare, precum 40 și 100 GbE .
