PŘÍPRAVA NA 100 GB V DATOVÉM CENTRU
S pokračujícím požadavkem na rozšiřování a růst v datovém centru musí infrastruktura kabelů poskytovat spolehlivost, spravovatelnost a flexibilitu. Nasazení řešení optického připojení umožňuje infrastrukturu, která splňuje tyto požadavky pro současné aplikace a rychlost přenosu dat.
Škálovatelnost je dalším klíčovým faktorem při výběru typu optické konektivity. Škálovatelnost se nevztahuje pouze na fyzické rozšíření datového centra s ohledem na další servery, přepínače nebo úložná zařízení, ale také na infrastrukturu pro podporu migrační cesty pro zvýšení rychlosti dat. Jak se technologie vyvíjí a standardy jsou dokončeny pro definování datových rychlostí, jako je například 40- a 100-Gbit Ethernet, datové rychlosti Fibre Channel 32 Gbit / s a více, a Infiniband, musí dnešní kabelové infrastruktury poskytovat škálovatelnost, aby vyhovovaly potřebě větší šířky pásma na podporu budoucích aplikací.
S rostoucí poptávkou po podpoře aplikací s velkou šířkou pásma nebudou stávající datové rychlosti schopny uspokojit potřeby budoucnosti. A s ethernetovými aplikacemi, které v současné době pracují s rychlostí 1 a 10 Gbit / s, je jasné, že pro podporu budoucích požadavků na síť musí být vyvinuty technologie 40 a 100 Gbit Ethernet (GbE) a standardy.
Multifunkční ovladače
Požadavek na vyšší rychlost přenosu dat řídí mnoho faktorů. Přepínání a směrování, stejně jako virtualizace, konvergence a vysoce výkonná výpočetní prostředí, jsou příklady, kde budou tyto vyšší rychlosti sítě vyžadovány v prostředí datového centra. Internetové burzy a poskytovatelé služeb, peering body a aplikace s velkou šířkou pásma, jako je video-on-demand, navíc povedou k potřebě migrace z rozhraní 10-GbE na 40- a 100-GbE.
Konektor MTP, technologie multi-fiber ukončení, bude hrát klíčovou roli v 40 a 100 Gbit Ethernet paralelním optickém přenosu.
V reakci na výše uvedené ovladače v lednu zřídil Ústav elektrotechnických a elektronických inženýrů (IEEE; www. Ieee.org) pracovní skupinu IEEE 802.3ba, která měla řešit a rozvíjet pokyny pro datové rychlosti 40 a 100 GbE. Cíle žádosti o povolení projektu (PAR) zahrnovaly minimální vzdálenost 100 metrů pro laserem optimalizované vlákno multimode 50/125 μm (OM3). Vlákno OM3 je jediné multimódové vlákno obsažené v PAR.
Corning provedl analýzu distribuce délky datového centra, která ukazuje, že 100 metrů představuje kumulativní 65% nasazeného OM3; Očekává se, že vzdálenosti 40 a 100 GbE přes vlákno OM3 mohou být prodlouženy nad 100 metrů, aby se splnily další požadavky na strukturovanou délku kabeláže datového centra. Dokončení standardu se očekává do poloviny roku 2010.
Na květnovém zasedání IEEE bylo přijato několik základních návrhů na vytvoření základu pro vytvoření původního návrhu standardu 40 a 100 GbE. Paralelní optický přenos byl přijat jako základní návrh pro 40 a 100 GbE přes vlákno OM3. Ve srovnání s tradičním sériovým přenosem používá paralelní optický přenos paralelní optické rozhraní, ve kterém jsou data současně přenášena a přijímána přes více vláken.
Tento základní návrh definuje rozhraní 40 a 100 GbE jako: 4 x 10 gigabitových ethernetových kanálů na čtyřech vláknech na směr a 10 x 10 gigabitových ethernetových kanálů na 10 vláknech na směr.
Provozní vzdálenost definovaná v tomto návrhu je 100 metrů - stejná jako minimální cíl uvedený v PAR. Přidělení ztráty konektoru v tomto návrhu je navíc 1,5 dB pro celkovou ztrátu konektoru v kanálu.
Na základě průzkumů zákazníků se předpokládá, že 100 metrů. Standardně definovaný přenos paralelní optiky 40 Gigabit Ethernet (GbE) bude zahrnovat 4, 10-GbE kanály na čtyřech vláknech ve směru.
100 GbE bude přenášet celkem 20 vláken - 10 vláken x 10-Gbit / s provoz x 2 směry.
Některé návrhy datových center používají upravenou verzi této architektury, která je publikována ve standardu TIA-942. Upravená architektura zahrnuje zhroucení horizontálních distribučních oblastí do hlavní distribuční oblasti (MDA), což vede k instalaci kabeláže z oblasti MDA přímo do zóny nebo distribuční oblasti zařízení.
Vzdálenost definovaná v IEEE 802.3ba PAR nemusí odpovídat za velký počet strukturovaných vzdáleností kabelů nalezených v datovém centru. K vyřešení tohoto problému skupina ad-hoc zkoumá způsoby rozšíření dosahu rozhraní 40- a 100-GbE přes vlákno OM3. Zatímco skupina zkoumá delší vzdálenosti až 250 metrů, vzdálenosti přes vlákno OM3 pravděpodobně nepřesáhnou 150 až 200 metrů.
Požadavky na kabeláž
Při hodnocení výkonu potřebného k tomu, aby kabelážní infrastruktura splnila budoucí požadavky na 40 a 100 GbE, by měla být zvážena tři kritéria: šířka pásma, celková ztráta vložení konektoru a zkosení. Každý z těchto faktorů může ovlivnit schopnost kabelážní infrastruktury splnit navrženou přenosovou vzdálenost standardu alespoň 100 metrů nad vláknem OM3; navíc s pokračujícími studiemi o prodloužení této vzdálenosti může být výkon ještě kritičtější:
• Šířka pásma. Vlákno OM3 bylo vybráno jako jediné multimódové vlákno pro úvahu 40/100-Gbit. Vlákno je optimalizováno pro přenos 850 nm a má efektivní modální šířku pásma 2 000 MHz ∙ km. K dispozici jsou techniky měření šířky pásma vlákna, které zajišťují přesné měření šířky pásma pro vlákno OM3. Vypočítaná minimální efektivní modální šířka pásma (EMBc) je měření systémové šířky pásma pro vlákno OM3, které nabízí nejžádanější a nejpřesnější měření ve srovnání s technikou diferenciálního zpoždění (DMD). S minEMBc se vypočítává skutečná škálovatelná hodnota šířky pásma, která může spolehlivě předpovídat výkon při různých rychlostech dat a délkách spojení. U řešení konektivity využívajícího OM3 vlákno, které bylo měřeno pomocí techniky minEMBc, bude optická infrastruktura rozmístěná v datovém centru splňovat výkonová kritéria pro šířku pásma stanovená IEEE.
• Ztráta vložení. Toto je kritický parametr výkonu v současných nasazeních kabeláže datových center. Celková ztráta konektoru v systémovém kanálu ovlivňuje schopnost systému pracovat při maximální podpůrné vzdálenosti pro danou rychlost přenosu dat. Když se celková ztráta konektoru zvyšuje, podpůrná vzdálenost při této datové rychlosti se snižuje. V současné době přijatý základní návrh pro multimode 40- a 100-GbE přenosy uvádí celkovou ztrátu konektoru 1,5 dB pro provozní vzdálenost do 100 metrů. Při navrhování infrastruktury kabelů datového centra byste tedy měli vyhodnotit specifikaci ztráty vložení komponent připojení. S komponentami s nízkými ztrátami připojení lze dosáhnout maximální flexibility díky možnosti zavést do spojovacího propojení více rohoží konektorů.
Pro optimalizovaný výkon při plnění požadavků na datová centra by topologie kabelážní infrastruktury neměla být vybrána samostatně.
• Šikmo. Optický šik - rozdíl v době letu mezi světelnými signály cestujícími na různých vláknech - je základním hlediskem pro přenos paralelní optiky. Při nadměrném překročení nebo zpoždění napříč různými kanály může dojít k chybám přenosu. Zatímco požadavky na zkosení kabelů jsou stále zvažovány v rámci pracovní skupiny, nasazení řešení konektivity s přísným výkonem zkosení zajišťuje kompatibilitu kabelážní infrastruktury napříč různými aplikacemi. Například protokol Infiniband, který používá přenos paralelní optiky, má kritéria zkreslení kabeláže 0,75 ns. Při hodnocení řešení infrastruktury pro optickou kabeláž pro 40 a 100 GbE aplikace, výběr těch, které splňují požadavek na zkosení, zajistí výkon nejen pro 40 a 100 GbE, ale i pro infiniband a budoucí datové přenosy datových kanálů 32 Gbit / s a dále . Řešení s nízkým sklonem připojení navíc ověřují kvalitu a konzistenci návrhů a zakončení kabelů, aby poskytovaly dlouhodobě spolehlivý provoz.
Nasazení v datovém centru
Doporučené nasazení infrastruktury kabelů v datovém centru je založeno na pokynech nalezených ve standardních kazetách telekomunikační infrastruktury TIA-942, jako je tento, mají vstupy na jedné straně pro páteřní kabel zakončený konektory ve stylu MTP. Na druhé straně jsou zde vidět standardní duplexní porty LC, do kterých jsou připojeny propojovací kabely ze zařízení datového centra.
Výběr vysoce kvalitního řešení připojení, které poskytuje nízké ztráty vložení a eliminuje obavy z modálního hluku, zajišťuje spolehlivost a výkon v kabelážní infrastruktuře datových center.
Pro optimalizovaný výkon při plnění požadavků na datová centra by topologie kabelážní infrastruktury neměla být vybrána samostatně; topologie infrastruktury a produktová řešení musí být posuzována jednotně.
Kabely rozmístěné v datovém centru musí být vybrány, aby poskytovaly podporu aplikacím s vysokou rychlostí přenosu dat v budoucnosti, jako je 100 GbE, Fibre Channel a Infiniband. Kromě toho, že je OM3 jediným stupněm multimodových vláken, které mají být zahrnuty do standardů 40- a 100-GbE, poskytuje nejvyšší výkon pro dnešní potřeby. Díky šířce pásma 850 nm 2, 2 000 MHz ∙ km nebo vyšší poskytuje vlákno OM3 rozšířený dosah, který je často vyžadován pro instalace strukturované kabeláže v datovém centru. Optická konektivita OM3 nadále nabízí infrastrukturu s nejnižší cenou a elektronické řešení pro aplikace s krátkým dosahem v datovém centru.
Kromě požadavků na výkon je důležitý také výběr fyzické konektivity. Protože paralleloptická technologie vyžaduje přenos dat přes více vláken současně, je nutný konektor pro více vláken nebo pole. Použití konektivity založené na MTP v dnešních instalacích poskytuje prostředek k migraci na toto multifunkční paralelní optické rozhraní, pokud je to potřeba.
Řešení MTP ukončená z výroby umožňují připojení prostřednictvím systému plug-and-play. Abychom vyhověli potřebám dnešních sériových aplikací Ethernet a Fibre Channel, je kabeláž zakončená MTP do předdefinovaných modulů nebo kazet. Tyto moduly poskytují prostředky pro přechod MTP konektoru na páteři. Když uživatelé migrují na 40 nebo 100 GbE, moduly a propojovací kabely LC jsou odstraněny a nahrazeny panely adaptérů MTP (jako je tento) a propojovací kabely MTP pro instalaci do rozhraní s paralelní optikou.
Připojení k elektronice datového centra je dokončeno pomocí standardního duplexního propojovacího kabelu LC z modulu. Když nastane čas na migraci na 40- nebo 100-GbE, modul a LC duplexní propojovací kabely jsou odstraněny a nahrazeny panely MTP adaptérů a propojovacími kabely pro instalaci do paralelních optických rozhraní. Pro řešení připojení MTP je k dispozici více úrovní ztrát. Stejně jako ztrátu konektoru je třeba brát v úvahu u takových současných aplikací, jako jsou Fibre Channel a 10-GbE, bude ztráta vložení také rozhodujícím faktorem pro aplikace 40 a 100 GbE. Například IEEE 802.3 definuje maximální vzdálenost 300 metrů na multimodovém vlákně OM3 pro 10-GbE (10GBase-SR). K dosažení této vzdálenosti je nutná celková ztráta konektoru 1,5 dB. Když se celková ztráta konektoru v kanálu zvyšuje nad 1,5 dB, podpůrná vzdálenost se snižuje. Jsou-li vyžadovány delší vzdálenosti nebo více spojů, mohou být nutné moduly s nízkou ztrátou výkonu a připojení.
Kromě toho, aby se vyloučily obavy z možných modálních šumových efektů se zvýšením celkové ztráty konektorů, měla by řešení podstoupit testování modálního hluku 10 GbE u výrobce připojení. Výběr vysoce kvalitního řešení připojení, které poskytuje nízké ztráty vložení a eliminuje obavy z modálního hluku, zajišťuje spolehlivost a výkon v kabelážní infrastruktuře datových center.
Řešení založená na MTP
Díky vlastní modularitě a optimalizaci pro flexibilní instalaci strukturované kabeláže mohou být optické vláknové systémy OM3 založené na MTP nainstalovány pro použití v dnešních aplikacích datových center a zároveň poskytují snadnou migrační cestu k budoucím technologiím vyšší rychlosti, jako je 40- a 100-GbE. .
