PRIPREMA ZA 100-GBE U CENTRU PODATAKA
Uz stalne potrebe za proširivanjem i rastom podatkovnog centra, kablovske infrastrukture moraju pružiti pouzdanost, upravljivost i fleksibilnost. Uvođenje rješenja za optičku povezanost omogućava infrastrukturu koja zadovoljava ove zahtjeve za trenutne aplikacije i brzine prijenosa podataka.
Skalabilnost je dodatni ključni čimbenik pri odabiru vrste optičke povezanosti. Skalabilnost se odnosi ne samo na fizičko širenje podatkovnog centra u odnosu na dodatne poslužitelje, sklopke ili uređaje za pohranu, nego i na infrastrukturu koja podržava put migracije za povećanje brzine podataka. Kako se tehnologija razvija i standardi su dovršeni za definiranje brzina prijenosa podataka, kao što su 40- i 100-Gbitni Ethernet, brzine prijenosa podataka Fiber Channel od 32 Gbits / sec i više, te Infiniband, današnja kablovska infrastruktura mora osigurati skalabilnost kako bi se udovoljila potrebi za većom propusnošću. kao podrška budućim aplikacijama.
Uz sve veću potražnju za podrškom aplikacijama s velikim propusnim opsegom, trenutne brzine prijenosa podataka neće biti u mogućnosti ispuniti potrebe budućnosti. S obzirom na Ethernet aplikacije koje trenutno rade na 1 i 10 Gbits / sec, jasno je da se za podršku budućim mrežnim zahtjevima moraju razvijati 40 i 100 Gbit Ethernet (GbE) tehnologije i standardi.
Vozači s više strana
Mnogi faktori pokreću zahtjev za većom brzinom podataka. Prebacivanje i usmjeravanje, kao i virtualizacija, konvergencija i računalno okruženje visokih performansi, primjeri su gdje će ove veće mrežne brzine biti potrebne u okruženju podatkovnog centra. Uz to, internetske razmjene i nadgledne točke i velike propusne mreže, kao što je video na zahtjev, potaknut će potrebu za migracijom s 10-GbE na 40- i 100-GbE sučelja.
MTP-utikač, multi-vlakna tehnologija završavanja, igrat će ključnu ulogu u paralelnom optičkom prijenosu od 40 i 100 Gbit Ethernet.
Kao odgovor na gore spomenute pokretače, Institut inženjera elektrotehnike i elektronike (IEEE; www. Ieee.org) osnovao je u siječnju radnu skupinu IEEE 802.3ba kako bi se pozabavio i razvio smjernice za brzine podataka od 40 i 100 GbE. Ciljevi zahtjeva za autorizaciju projekta (PAR) uključivali su minimalnu udaljenost od 100 metara za laser s optimiziranim laserima 50/125 µm multimoda (OM3). OM3 vlakno je jedino multimodno vlakno uključeno u PAR.
Corning je proveo analizu raspodjele duljina podatkovnog centra koja pokazuje da 100 metara predstavlja kumulativni 65% raspoređenih OM3; očekuje se da se udaljenosti od 40 i 100 GbE preko vlakana OM3 mogu proširiti i preko 100 metara kako bi se riješili dodatni zahtjevi za duljinom kabela koji su strukturirani u podatkovnom centru. Završetak norme očekuje se sredinom 2010. godine.
Na sastanku IEEE u svibnju, usvojeno je nekoliko prijedloga polaznih osnova da se uspostavi temelj za stvaranje početnog nacrta standarda od 40 do 100 GbE. Paralelni prijenos optike prihvaćen je kao osnovni prijedlog za 40- i 100-GbE preko OM3 vlakana. U usporedbi s tradicionalnim serijskim prijenosom, paralelni optički prijenos koristi paralelno optičko sučelje u kojem se podaci istovremeno prenose i primaju preko više vlakana.
Ovaj osnovni prijedlog definira sučelja od 40 do 100 GbE kao: 4 x 10 gigabitnih Ethernet kanala na četiri vlakna po smjeru, i 10 x 10 gigabitnih Ethernet kanala na 10 vlakana po smjeru, respektivno.
Operativni razmak definiran u ovom prijedlogu iznosi 100 metara - isto što i najmanji cilj naveden u PAR-u. Uz to, raspodjela gubitka konektora u ovom prijedlogu iznosi 1,5 dB za ukupni gubitak priključka unutar kanala.
Na temelju ispitivanja kupaca, vjeruje se da će 100 metara. Standardno definirani paralelni optički prijenos 40-gigabitnog Etherneta (GbE) uključivat će 4, 10-GbE kanala na četiri vlakna u smjeru.
100 GbE će prenositi preko 20 vlakana - 10 vlakana x 10-Gbit / sec prometa x 2 smjera.
Neki dizajni podatkovnih centara koriste modificiranu verziju ove arhitekture koja je objavljena u TIA-942 standardu. Modificirana arhitektura uključuje urušavanje vodoravnih područja distribucije u glavni distribucijski prostor (MDA), što rezultira postavljanjem kablova s područja MDA izravno na zonu ili područje distribucije opreme.
Udaljenost definirana u IEEE 802.3ba PAR ne može uzeti u obzir velik broj strukturiranih udaljenostima kabliranja koji se nalaze u podatkovnom centru. Da bi se riješio ovaj problem, ad-hoc grupa ispituje metode proširenja dosega sučelja od 40 i 100 GbE preko OM3 vlakana. Dok grupa istražuje proširene udaljenosti do 250 metara, udaljenosti preko OM3 vlakana vjerojatno neće prelaziti više od 150 do 200 metara.
Zahtjevi za izvedbu kabela
Kada se ocjenjuju performanse potrebne za kabliranu infrastrukturu kako bi se zadovoljili budući zahtjevi za 40 i 100 GbE, trebaju se uzeti u obzir tri kriterija: propusnost, ukupni gubitak umetanja konektora i nagib. Svaki od ovih faktora može utjecati na sposobnost kablovske infrastrukture da ispuni predloženu udaljenost udaljenosti od najmanje 100 metara preko vlakana OM3; osim toga, s trenutnim studijama za proširenje ove udaljenosti, performanse mogu postati još kritičnije:
• Širina pojasa. OM3 vlakno je izabrano kao jedino multimodno vlakno za razmatranje od 40/100 Gbit. Vlakno je optimizirano za 850 nm prijenos i ima efektivnu modalnu širinu od minimalno 2.000 MHz ∙ km. Dostupne su tehnike mjerenja propusnosti vlakana koje osiguravaju točno mjerenje propusnosti za vlakna OM3. Izračunana minimalna efektivna propusna širina (EMBc) je mjerenje propusnosti sustava za vlakna OM3 koja nudi najpoželjnije i preciznije mjerenje, u usporedbi s tehnikom diferencijalnog odlaganja (DMD). S minEMBc izračunava se istinita skalabilna vrijednost propusnosti koja pouzdano može predvidjeti performanse za različite brzine podataka i duljine veze. S rješenjem za povezivanje pomoću OM3 vlakana koje je izmjereno tehnikom minEMBc, optička infrastruktura raspoređena u podatkovnom centru ispunit će kriterije performansi za propusnost postavljena u IEEE.
• Gubitak umetanja. Ovo je kritični parametar performansi u trenutnim implementacijama kablova u podatkovnom centru. Ukupni gubitak priključka unutar sistemskog kanala utječe na sposobnost sustava da radi preko najveće podržane udaljenosti za određenu brzinu podataka. Kako se ukupni gubitak priključka povećava, podržani razmak pri toj brzini podataka smanjuje se. Trenutačno usvojeni osnovni prijedlog za multimode 40- i 100-GbE prijenose navodi ukupni gubitak priključka od 1,5 dB za radnu udaljenost do 100 metara. Stoga biste trebali procijeniti specifikacije gubitka umetanja komponenata za povezivanje prilikom dizajniranja kablirane infrastrukture podatkovnog centra. S komponentama povezivanja s malim gubicima, može se postići maksimalna fleksibilnost uz mogućnost uvođenja više matrica priključaka u vezu povezivanja.
Za optimizirane performanse u ispunjavanju zahtjeva za podatkovni centar, topologija kablirane infrastrukture ne bi trebala biti odabrana sama.
• Skew. Optički skok - razlika u vremenu leta između svjetlosnih signala koji putuju na različitim vlaknima - je ključni element za paralelni optički prijenos. S prekomjernim nagnućem ili kašnjenjem, na raznim kanalima, mogu se pojaviti pogreške u prijenosu. Dok se zahtjevi za nagib kablova još uvijek razmatraju u okviru radne skupine, implementacija rješenja za povezivanje s strogim karakteristikama nagiba osigurava kompatibilnost kablirane infrastrukture u različitim aplikacijama. Na primjer, Infiniband, protokol koji koristi paralelni optički prijenos, ima kriterije nagiba kabliranja 0,75 ns. Prilikom ocjene infrastrukturnih rješenja za optičko kabliranje za aplikacije od 40 i 100 GbE, odabirom rješenja koje zadovoljava zahtjev za nagib osiguravaju se performanse ne samo za 40 i 100 GbE, već i za Infiniband i buduće brzine prijenosa vlakana od 32 Gbits / sec i više , Osim toga, rješenja za povezivanje s malim skokom provjeravaju kvalitetu i konzistentnost dizajna i završetaka kabela kako bi se osigurao dugoročno pouzdan rad.
Uvođenje u podatkovni centar
Preporučene implementacije kablirane infrastrukture u podatkovnom centru temelje se na uputama koje su pronađene u standardnim kasetama za telekomunikacijsku infrastrukturu TIA-942, poput ove, koja ima ulaze s jedne strane za potkožni kabl koji je zaključan na MTP-konektore. Na drugoj su strani, ovdje vidljivi, standardni LC dupleks portovi u koje su povezani patch kabeli iz opreme podatkovnog centra.
Odabirom visokokvalitetnog rješenja za povezivanje koje pruža male gubitke umetanja i uklanja probleme modalne buke osigurava pouzdanost i performanse u kablovskoj infrastrukturi podatkovnog centra.
Za optimizirane performanse u ispunjavanju zahtjeva za podatkovni centar, topologija kablirane infrastrukture ne bi trebala biti odabrana sama; infrastrukturna topologija i rješenja proizvoda moraju se razmatrati u skladu.
Kablovi ugrađeni u podatkovni centar moraju biti odabrani za pružanje podrške za buduće aplikacije s velikom brzinom prijenosa, poput 100 GbE, Fiber Channel i Infiniband. OM3 osim što je jedini razred multimodnih vlakana koja su uključena u standard od 40 i 100 GbE, OM3 pruža najviše performanse za današnje potrebe. S 850-nm propusnim opsegom od 2000 MHz ∙ km ili većim, OM3 vlakno pruža prošireni doseg koji je često potreban za strukturirane kablovske instalacije u podatkovnom centru. OM3 vlakno povezivanje i dalje nudi najnižu cijenu infrastrukture i rješenje elektronike za kratkoročne aplikacije u podatkovnom centru.
Pored zahtjeva za performansama, važan je i izbor fizičke povezanosti. Budući da tehnologija paraleloptike zahtijeva prijenos podataka kroz više vlakana istovremeno, potreban je konektor s više vlakana ili niza. Upotreba MTP-temeljenog povezivanja u današnjim instalacijama omogućuje prelazak na to višefibero paralelno-optičko sučelje po potrebi.
Tvornički okončana MTP rješenja omogućuju povezivanje putem plug-and-play sustava. Kako bi se zadovoljile potrebe današnjih serijskih Ethernet i Fiber Channel aplikacija, kablovi koji se prekidaju MTP ugrađuju se u unaprijed određene module ili kasete. Ovi moduli omogućavaju prijelaz MTP priključka na kralježnicu. Kada korisnici prelaze na 40- ili 100-GbE, moduli i LC patch kabeli uklanjaju se i zamjenjuju MTP adapter ploče (poput ove) i MTP patch kabele za instalaciju u paralelna optička sučelja.
Povezivanje u elektroniku podatkovnog centra ostvaruje se pomoću standardnog LC dvostranog patch kabela iz modula. Kad dođe vrijeme za migraciju na 40- ili 100-GbE, modul i LC duplex patch kabeli uklanjaju se i zamjenjuju MTP adapter ploče i patch kabele za ugradnju u paralelno-optička sučelja. Za MTP rješenja za povezivanje dostupno je više slojeva koji se odnose na gubitak. Kao što se uz trenutne aplikacije poput Fiber Channel i 10-GbE treba uzeti u obzir gubitak konektora, gubitak umetanja bit će također kritični faktor za aplikacije od 40 i 100 GbE. Na primjer, IEEE 802.3 definira maksimalnu udaljenost od 300 metara na OM3 multimode vlaknima za 10-GbE (10GBase-SR). Za postizanje ove udaljenosti potreban je ukupni gubitak priključka od 1,5 dB. Kako se ukupni gubitak priključka u kanalu povećava iznad 1,5 dB, podržani razmak opada. Kada su potrebni dulji udaljenosti ili više povezivanja konektora, mogu biti potrebni moduli s niskim gubicima i povezivost.
Pored toga, da bi se uklonile zabrinutosti zbog potencijalnih efekata modalnog buke s ukupnim povećanjem gubitka priključaka, proizvođači bi morali proći testiranje modalnog buke od 10 GbE u sustavu. Odabirom visokokvalitetnog rješenja za povezivanje koje pruža male gubitke umetanja i uklanja probleme modalne buke osigurava pouzdanost i performanse u kablovskoj infrastrukturi podatkovnog centra.
Rješenja koja se temelje na MTP-u
Sa svojstvenom modularnošću i optimizacijom za fleksibilnu strukturiranu instalaciju kablova, OM3-temeljeni OM3 sustavi s optičkim vlaknima mogu se instalirati za upotrebu u današnjim aplikacijama podatkovnog centra, istovremeno pružajući lak put migracije do budućih tehnologija brže brzine, kao što su 40 i 100 GbE ,
