PREPARAZIONE PER 100 GB NEL DATA CENTER
Con il costante requisito di espansione e crescita nel data center, le infrastrutture di cablaggio devono fornire affidabilità, gestibilità e flessibilità. La distribuzione di una soluzione di connettività ottica consente un'infrastruttura che soddisfa questi requisiti per le applicazioni e le velocità dati attuali.
La scalabilità è un fattore chiave aggiuntivo nella scelta del tipo di connettività ottica. La scalabilità si riferisce non solo all'espansione fisica del data center rispetto a server, switch o dispositivi di archiviazione aggiuntivi, ma anche all'infrastruttura per supportare un percorso di migrazione per aumentare la velocità dei dati. Con l'evolversi della tecnologia e il completamento degli standard per la definizione di velocità dati, come Ethernet da 40 e 100 Gbit, velocità dati Fibre Channel di 32 Gbit / sec e oltre, e Infiniband, le infrastrutture di cablaggio di oggi devono fornire la scalabilità per soddisfare l'esigenza di una maggiore larghezza di banda a supporto di applicazioni future.
Con la crescente domanda di supporto di applicazioni ad elevata larghezza di banda, le attuali velocità dei dati non saranno in grado di soddisfare le esigenze del futuro. E con le applicazioni Ethernet che funzionano attualmente a 1 e 10 Gbit / sec, è chiaro che per supportare i futuri requisiti di rete, è necessario sviluppare tecnologie e standard 40 e 100 Gbit Ethernet (GbE).
Driver sfaccettati
Numerosi fattori determinano la necessità di velocità di trasmissione dati più elevate. La commutazione e il routing, nonché la virtualizzazione, la convergenza e ambienti di elaborazione ad alte prestazioni, sono esempi di dove saranno richieste queste velocità di rete più elevate all'interno dell'ambiente del data center. Inoltre, gli scambi di Internet e i punti di peering dei fornitori di servizi e le applicazioni ad elevata larghezza di banda, come i video su richiesta, guideranno la necessità di una migrazione da interfacce da 10 GbE a 40 e 100 GbE.
Il connettore in stile MTP, una tecnologia di terminazione multi-fibra, svolgerà un ruolo chiave nella trasmissione in ottica parallela Ethernet da 40 e 100 Gbit.
In risposta ai suddetti driver, l'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE; www. Ieee.org) ha formato il gruppo di attività IEEE 802.3ba a gennaio per indirizzare e sviluppare linee guida per velocità di dati di 40 e 100 GbE. Gli obiettivi della richiesta di autorizzazione del progetto (PAR) includevano una distanza minima di 100 metri per fibra multimodale (OM3) da 50/125 μm ottimizzata per laser. La fibra OM3 è l'unica fibra multimodale inclusa nel PAR.
Corning ha condotto un'analisi della distribuzione della lunghezza del data center che mostra che 100 metri rappresentano un 65% cumulativo di OM3 distribuito; l'aspettativa è che le distanze di 40 e 100 GbE sulla fibra OM3 possano essere estese oltre i 100 metri per soddisfare ulteriori requisiti di lunghezza dei cavi strutturati del data center. Il completamento dello standard è previsto entro la metà del 2010.
Alla riunione dell'IEEE di maggio, sono state adottate diverse proposte di base per stabilire una base per generare la bozza iniziale dello standard 40 e 100 GbE. La trasmissione dell'ottica parallela è stata adottata come proposta di base per 40 e 100 GbE su fibra OM3. Rispetto alla trasmissione seriale tradizionale, la trasmissione ottica parallela utilizza un'interfaccia ottica parallela in cui i dati vengono trasmessi e ricevuti contemporaneamente su più fibre.
Questa proposta di base definisce le interfacce da 40 e 100 GbE come: 4 canali 10 Gigabit Ethernet su quattro fibre per direzione e 10 canali 10 Gigabit Ethernet su 10 fibre per direzione, rispettivamente.
La distanza operativa definita all'interno di questa proposta è di 100 metri, lo stesso dell'obiettivo minimo indicato nel PAR. Inoltre, l'allocazione di perdita del connettore in questa proposta è di 1,5 dB per la perdita totale del connettore all'interno del canale.
Sulla base di sondaggi condotti presso i clienti, si ritiene che i 100 metri. La trasmissione in ottica parallela definita standard di 40-Gigabit Ethernet (GbE) includerà 4 canali da 10 GbE su quattro fibre per direzione.
100 GbE trasmettono su un totale di 20 fibre: 10 fibre x 10 Gbit / sec traffico x 2 direzioni.
Alcuni progetti di data center utilizzano una versione modificata di questa architettura, pubblicata nello standard TIA-942. L'architettura modificata prevede il collasso delle aree di distribuzione orizzontale nell'area di distribuzione principale (MDA), con conseguente installazione dei cavi dall'area MDA direttamente alla zona o alla zona di distribuzione delle apparecchiature.
La distanza definita nel PAR IEEE 802.3ba potrebbe non tenere conto di un gran numero di distanze di cablaggio strutturate rilevate nel data center. Per risolvere questo problema, un gruppo ad hoc sta studiando i metodi per estendere la portata delle interfacce 40 e 100 GbE su fibra OM3. Mentre il gruppo sta esplorando distanze estese fino a 250 metri, le distanze sulla fibra OM3 probabilmente non si estenderanno oltre 150-200 metri.
Requisiti di prestazione del cablaggio
Quando si valutano le prestazioni necessarie affinché l'infrastruttura di cablaggio soddisfi i requisiti futuri per 40 e 100 GbE, è necessario considerare tre criteri: larghezza di banda, perdita totale di inserimento del connettore e inclinazione. Ognuno di questi fattori può influire sulla capacità dell'infrastruttura di cablaggio di soddisfare la distanza di trasmissione proposta dallo standard di almeno 100 metri sulla fibra OM3; Inoltre, con studi in corso per estendere questa distanza, le prestazioni possono diventare ancora più critiche:
• Larghezza di banda. La fibra OM3 è stata selezionata come unica fibra multimodale per una valutazione di 40/100 Gbit. La fibra è ottimizzata per la trasmissione a 850 nm e ha una larghezza di banda modale effettiva minima di 2.000 MHz ∙ km. Sono disponibili tecniche di misurazione della larghezza di banda della fibra che garantiscono una misurazione accurata della larghezza di banda della fibra OM3. La larghezza di banda modale effettiva minima calcolata (EMBc) è una misurazione della larghezza di banda del sistema per la fibra OM3 che offre la misurazione più desiderabile e precisa, rispetto alla tecnica del ritardo in modalità differenziale (DMD). Con minEMBc, viene calcolato un valore di larghezza di banda reale e scalabile in grado di prevedere in modo affidabile le prestazioni per velocità dati e lunghezze di collegamento diverse. Con una soluzione di connettività che utilizza la fibra OM3 che è stata misurata utilizzando la tecnica minEMBc, l'infrastruttura ottica implementata nel data center soddisferà i criteri di prestazione per la larghezza di banda stabiliti dall'IEEE.
• Perdita di inserzione. Questo è un parametro di prestazione fondamentale nelle attuali installazioni di cablaggio del data center. La perdita totale del connettore all'interno di un canale di sistema influisce sulla capacità di un sistema di operare sulla distanza massima supportabile per una data velocità di dati. All'aumentare della perdita totale del connettore, diminuisce la distanza supportabile a quella velocità di dati. La proposta di base attualmente adottata per trasmissioni multimodali da 40 e 100 GbE prevede una perdita totale del connettore di 1,5 dB per una distanza operativa fino a 100 metri. Pertanto, è necessario valutare le specifiche di perdita di inserzione dei componenti di connettività durante la progettazione di infrastrutture di cablaggio del data center. Con i componenti di connettività a bassa perdita, è possibile ottenere la massima flessibilità con la possibilità di introdurre più accoppiamenti di connettore nel collegamento di connettività.
Per prestazioni ottimizzate nel soddisfare i requisiti del data center, la topologia dell'infrastruttura di cablaggio non deve essere selezionata da sola.
• Storto. L'inclinazione ottica, la differenza nel tempo di volo tra i segnali luminosi che viaggiano su fibre diverse, è una considerazione essenziale per la trasmissione in ottica parallela. Con un'eccessiva inclinazione o ritardo tra i vari canali, possono verificarsi errori di trasmissione. Mentre i requisiti di inclinazione del cablaggio sono ancora considerati nell'ambito della task force, l'implementazione di una soluzione di connettività con prestazioni di inclinazione rigorose garantisce la compatibilità dell'infrastruttura di cablaggio in una varietà di applicazioni. Ad esempio, Infiniband, un protocollo che utilizza la trasmissione in ottica parallela, ha un criterio di inclinazione del cablaggio di 0,75 ns. Quando si valutano le soluzioni di infrastruttura di cablaggio ottico per applicazioni da 40 e 100 GbE, la selezione di una che soddisfa i requisiti di inclinazione garantisce prestazioni non solo per 40 e 100 GbE, ma per Infiniband e velocità di trasmissione dati Fibre Channel future di 32 Gbit / sec e oltre . Inoltre, le soluzioni di connettività a bassa inclinazione convalidano la qualità e la coerenza dei design e delle terminazioni dei cavi per garantire un funzionamento affidabile a lungo termine.
Distribuzione nel data center
Le distribuzioni di infrastrutture di cablaggio consigliate nel data center si basano sulla guida presente nelle cassette standard per infrastrutture di telecomunicazione TIA-942 come questa con ingressi su un lato per cavo backbone terminato con connettori stile MTP. Dall'altro lato, qui visibili, sono presenti porte duplex LC standard a cui sono collegati i cavi patch delle apparecchiature del data center.
La selezione di una soluzione di connettività di alta qualità che fornisce una bassa perdita di inserzione ed elimina i problemi di rumore modale garantisce affidabilità e prestazioni nell'infrastruttura di cablaggio del data center.
Per prestazioni ottimizzate nel soddisfare i requisiti del data center, la topologia dell'infrastruttura di cablaggio non deve essere selezionata da sola; la topologia dell'infrastruttura e le soluzioni di prodotto devono essere considerate all'unisono.
Il cablaggio distribuito nel data center deve essere selezionato per fornire supporto per le applicazioni ad alta velocità di trasmissione del futuro, come 100 GbE, Fibre Channel e Infiniband. Oltre ad essere l'unico grado di fibra multimodale incluso negli standard 40 e 100 GbE, OM3 offre le massime prestazioni per le esigenze odierne. Con una larghezza di banda di 850 nm di 2.000 MHz ∙ km o superiore, la fibra OM3 offre la portata estesa spesso richiesta per le installazioni di cablaggio strutturato nel data center. La connettività in fibra OM3 continua a offrire l'infrastruttura di prezzo più basso e la soluzione elettronica per applicazioni a breve distanza nel data center.
Oltre ai requisiti di prestazione, è importante anche la scelta della connettività fisica. Poiché la tecnologia parallelottica richiede la trasmissione di dati su più fibre contemporaneamente, è necessario un connettore multifibre o array. L'uso della connettività basata su MTP nelle installazioni odierne offre un mezzo per migrare a questa interfaccia a ottica parallela multipla quando necessario.
Le soluzioni MTP terminate in fabbrica consentono la connettività attraverso un sistema plug-and-play. Per soddisfare le esigenze delle attuali applicazioni Ethernet seriale e Fibre Channel, i cavi con terminazione MTP sono installati in moduli o cassette preterminati. Questi moduli forniscono un mezzo per la transizione del connettore MTP sul backbone. Quando gli utenti migrano a 40 o 100 GbE, i moduli e i cavi patch LC vengono rimossi e sostituiti con pannelli adattatori MTP (come questo) e cavi patch MTP per l'installazione in interfacce con ottica parallela.
La connettività all'elettronica del data center viene completata tramite un cavo patch duplex LC standard dal modulo. Quando arriva il momento di migrare a 40 o 100 GbE, il modulo e i cavi patch duplex LC vengono rimossi e sostituiti con pannelli adattatori MTP e cavi patch per l'installazione in interfacce ottiche parallele. Sono disponibili più livelli di prestazioni in perdita per le soluzioni di connettività MTP. Proprio come la perdita del connettore deve essere considerata con applicazioni attuali come Fibre Channel e 10 GbE, anche la perdita di inserzione sarà un fattore critico per le applicazioni 40 e 100 GbE. Ad esempio, IEEE 802.3 definisce una distanza massima di 300 metri su fibra multimodale OM3 per 10-GbE (10GBase-SR). Per raggiungere questa distanza, è richiesta una perdita totale del connettore di 1,5 dB. Quando la perdita totale del connettore nel canale aumenta oltre 1,5 dB, la distanza supportata diminuisce. Quando sono richieste distanze estese o più accoppiamenti di connettori, potrebbero essere necessari moduli con prestazioni a perdita ridotta e connettività.
Inoltre, per eliminare le preoccupazioni relative ai potenziali effetti del rumore modale con aumenti della perdita totale del connettore, le soluzioni dovrebbero essere state sottoposte a test del rumore modale del sistema 10-GbE da parte del produttore della connettività. La selezione di una soluzione di connettività di alta qualità che fornisce una bassa perdita di inserzione ed elimina i problemi di rumore modale garantisce affidabilità e prestazioni nell'infrastruttura di cablaggio del data center.
Soluzioni basate su MTP
Con la modularità intrinseca e l'ottimizzazione per un'installazione flessibile di cablaggio strutturato, i sistemi in fibra ottica OM3 basati su MTP possono essere installati per l'uso nelle odierne applicazioni del data center fornendo un facile percorso di migrazione verso future tecnologie a velocità più elevata, come 40 e 100 GbE .
