PRIPRAVA NA 100 GBE V PODATKOVNEM CENTRU
Ob stalnih zahtevah za razširitev in rast podatkovnega centra mora kablovska infrastruktura zagotavljati zanesljivost, vodljivost in prilagodljivost. Uvedba rešitve za optično povezovanje omogoča infrastrukturo, ki izpolnjuje te zahteve za trenutne aplikacije in hitrost prenosa podatkov.
Pri izbiri vrste optične povezljivosti je skalabilnost dodatni ključni dejavnik. Prilagodljivost se ne nanaša samo na fizično širitev podatkovnega centra glede na dodatne strežnike, stikala ali pomnilniške naprave, temveč tudi na infrastrukturo za podporo poti migracije za povečanje hitrosti prenosa podatkov. Z razvojem tehnologije in dokončanjem standardov za določanje hitrosti prenosa podatkov, kot so 40- in 100-Gbitni Ethernet, hitrost prenosa podatkov Fiber Channel 32 Gbitov na sekundo in več ter Infiniband, mora današnja kablovska infrastruktura zagotoviti prilagodljivost, da zadosti potrebi po večji pasovni širini v podporo prihodnjim aplikacijam.
Ob naraščajočem povpraševanju po podpori aplikacijam z visoko pasovno širino trenutne hitrosti prenosa podatkov ne bodo mogle zadostiti potrebam v prihodnosti. Glede na Ethernet aplikacije, ki trenutno delujejo s hitrostjo 1 in 10 Gbits / sec, je jasno, da je treba za podporo prihodnjim potrebam po omrežju razviti tehnologijo in standarde s 40 in 100 Gbit Ethernet (GbE).
Večplastni vozniki
Zahteve po višji hitrosti prenosa so številni dejavniki. Preklapljanje in usmerjanje ter virtualizacija, konvergenca in visoko zmogljiva računalniška okolja so primeri, kjer bodo te večje omrežne hitrosti potrebne v okolju podatkovnega centra. Poleg tega bodo internetne izmenjave in ponudniške storitve, ki so usmerjene v točke in visoke pasovne širine, na primer video na zahtevo, spodbudile potrebo po prehodu z vmesnikov 10-GbE na 40- in 100-GbE.
Priključek v slogu MTP, tehnologija zaključevanja z več vlakni, bo imela ključno vlogo pri prenosu s paralelno optiko s 40 in 100 Gbit Ethernet.
Kot odziv na zgoraj omenjene gonilnike je Inštitut za elektrotehniko in elektroniko (IEEE; www. Ieee.org) januarja oblikoval delovno skupino IEEE 802.3ba, ki je obravnavala in razvila smernice za hitrosti pretoka 40 in 100 GbE. Cilji zahteve za odobritev projekta (PAR) so vključevali najmanj 100-metrsko razdaljo za lasersko optimizirano 50/125 µm večmodalno vlakno (OM3). OM3 vlakno je edino multimodno vlakno, ki je vključeno v PAR.
Corning je izvedel analizo porazdelitve dolžine podatkovnega centra, ki kaže, da 100 metrov predstavlja kumulativno 65% uporabljenih OM3; pričakujemo, da se lahko razdalje 40- in 100-GbE nad vlaknom OM3 podaljšajo za več kot 100 metrov, da se obravnavajo dodatne zahteve po dolžini kabli, strukturirane v podatkovnem centru. Dokončanje standarda bo predvidoma sredi leta 2010.
Na zasedanju IEEE maja je bilo sprejetih več osnovnih predlogov za ustanovitev temeljev za oblikovanje začetnega osnutka standarda 40- in 100-GbE. Kot osnovni predlog za 40- in 100-GbE prek vlaken OM3 je bil sprejet paralelni prenos optike. V primerjavi s tradicionalnim serijskim prenosom vzporedni optični prenos uporablja vzporedni optični vmesnik, v katerem se podatki hkrati prenašajo in sprejemajo prek več vlaken.
Ta osnovni predlog določa vmesnike 40- in 100-GbE kot: 4 x 10 gigabitni Ethernetni kanali na štiri vlakna na smer in 10 x 10 gigabitni Ethernetni kanali na 10 vlaken v smeri.
Delovna razdalja, določena v tem predlogu, je 100 metrov - enako minimalnemu cilju, navedenemu v PAR. Poleg tega je v tem predlogu dodeljena izguba konektorja 1,5 dB za skupno izgubo priključka v kanalu.
Glede na ankete kupcev verjamejo, da bo 100-metrski. Standardno določen paralelni optični prenos 40-gigabitnega Etherneta (GbE) bo vključeval 4, 10-GbE kanale na štiri vlakna v smeri.
100 GbE bo prenašal preko 20 vlaken - 10 vlaken x 10-Gbit / sec prometa x 2 smeri.
Nekateri modeli podatkovnih centrov uporabljajo spremenjeno različico te arhitekture, ki je objavljena v standardu TIA-942. Spremenjena arhitektura vključuje propad vodoravnih razdelilnih območij v glavno območje distribucije (MDA), kar ima za posledico namestitev kablov iz območja MDA neposredno na območje ali območje distribucije opreme.
Razdalja, določena v PAR IEEE 802.3ba, morda ne predstavlja velikega števila strukturnih razdalj kablov, ki jih najdemo v podatkovnem centru. Za reševanje te težave ad-hoc skupina preiskuje načine razširitve dosega 40- in 100-GbE vmesnikov na vlakna OM3. Medtem ko skupina raziskuje daljše razdalje do 250 metrov, razdalje nad vlaknom OM3 verjetno ne bodo presegle 150 do 200 metrov.
Zahteve glede zmogljivosti kablov
Pri ocenjevanju zmogljivosti, ki je potrebna, da kablovska infrastruktura izpolni prihodnje zahteve za 40- in 100-GbE, je treba upoštevati tri kriterije: pasovno širino, skupno izgubo vstavitve priključka in nagib. Vsak od teh dejavnikov lahko vpliva na sposobnost kablovske infrastrukture, da doseže predlagano standardno razdaljo vsaj 100 metrov preko vlaken OM3; Poleg tega lahko s tekočimi študijami za podaljšanje te razdalje postane še bolj kritična:
• pasovna širina. OM3 vlakno je bilo izbrano kot edino multimodno vlakno za upoštevanje 40/100 Gbit. Vlakno je optimizirano za 850-nm prenos in ima minimalno 2.000 MHz a km učinkovito modalno pasovno širino. Na voljo so tehnike merjenja pasovne širine vlaken, ki zagotavljajo natančno merjenje pasovne širine za vlakna OM3. Najmanjša efektivna modalna pasovna širina (EMBc) je meritev pasovne širine sistema za vlakna OM3, ki ponuja najbolj zaželeno in natančno meritev v primerjavi s tehniko diferencialnega zamika (DMD). Z minEMBc se izračuna resnična in obsežna vrednost pasovne širine, ki lahko zanesljivo napoveduje zmogljivost za različne hitrosti podatkov in dolžine povezav. Z raztopino za povezovanje z vlakni OM3, ki je bila izmerjena s tehniko minEMBc, bo optična infrastruktura, nameščena v podatkovnem centru, izpolnjevala merila zmogljivosti pasovne širine, ki jih je določil IEEE.
• izguba vstavka. To je kritični parameter zmogljivosti v trenutnih namestitvah kablov podatkovnega centra. Skupna izguba priključka znotraj sistemskega kanala vpliva na sposobnost sistema, da deluje na največji podporni razdalji za dano hitrost prenosa podatkov. Ko se skupna izguba priključka povečuje, se podporna razdalja s to hitrostjo podatkov zmanjšuje. Trenutno sprejeti osnovni predlog za multimode 40- in 100-GbE prenose navaja skupno izgubo priključka 1,5 dB za operativno razdaljo do 100 metrov. Tako bi morali pri načrtovanju kabelskih infrastruktur podatkovnega centra oceniti specifikacije izgube vstavljanja komponent za povezljivost. S komponentami povezovanja z majhnimi izgubami je mogoče doseči največjo fleksibilnost z možnostjo uvajanja več spojev v povezovalno povezavo.
Za optimizirano delovanje pri izpolnjevanju zahtev podatkovnega centra topologije kablovske infrastrukture ne bi smeli izbrati sami.
• Skew. Optični nagib - razlika v času leta med svetlobnimi signali, ki potujejo z različnimi vlakni - je bistvenega pomena za prenos vzporedne optike. Če pride do pretiranega nagiba ali zamude pri različnih kanalih, lahko pride do napak pri prenosu. Medtem ko zahteve za nagib kablov še vedno preučujemo v okviru delovne skupine, uvedba rešitve za povezovanje s strogimi zmogljivostmi naklona zagotavlja združljivost kablirane infrastrukture v različnih aplikacijah. Na primer, Infiniband, protokol, ki uporablja vzporedni optični prenos, ima merila naklona kablov 0,75 ns. Pri ocenjevanju infrastrukturnih rešitev optičnih kablov za 40- in 100-GbE aplikacije z izbiro takšne, ki izpolnjuje zahteve po naklonu, zagotavljajo zmogljivost ne samo za 40- in 100-GbE, temveč tudi za Infiniband in prihodnje hitrosti prenosa vlaken od 32 Gbitov na sekundo in več . Poleg tega rešitve za povezovanje z nizkim naklonom potrjujejo kakovost in doslednost izvedb in zaključkov kablov, da se zagotovi dolgoročno zanesljivo delovanje.
Uvajanje v podatkovni center
Priporočene namestitve infrastrukture kablov v podatkovnem centru temeljijo na navodilih, ki jih najdete v standardnih kasetah za telekomunikacijsko infrastrukturo TIA-942, kot je ta, ki imajo na eni strani vhode za hrbtenični kabel, zaključen na priključke v stilu MTP. Na drugi strani so tu vidna standardna dvostranska vrata LC, v katera so priključeni patch kabli iz opreme podatkovnega centra.
Izbira visokokakovostne rešitve za povezovanje, ki zagotavlja majhne izgube pri vstavljanju in odpravlja težave z modalnim hrupom, zagotavlja zanesljivost in zmogljivost v kabli za podatkovni center.
Za optimizirano delovanje pri izpolnjevanju zahtev podatkovnega centra topologije kablovske infrastrukture ne bi smeli izbrati sami; infrastrukturno topologijo in rešitve izdelkov je treba obravnavati v sozvočju.
Kabli, nameščeni v podatkovnem centru, morajo biti izbrani za podporo prihodnjim aplikacijam z visoko hitrostjo podatkov, kot so 100-GbE, Fiber Channel in Infiniband. OM3 poleg tega, da je edini razred multimodnih vlaken, ki so vključena v standard 40- in 100-GbE, zagotavlja najvišje zmogljivosti za današnje potrebe. Z 850-nm pasovno širino 2.000 MHz ∙ km ali več OMB vlakno zagotavlja razširjen doseg, ki je pogosto potreben za strukturirane kablovske instalacije v podatkovnem centru. Povezovanje z vlakni OM3 še naprej ponuja najnižjo cenovno infrastrukturo in elektronsko rešitev za kratkoročne aplikacije v podatkovnem centru.
Poleg zahtev glede zmogljivosti je pomembna tudi izbira fizične povezljivosti. Ker tehnologija paraleloptike zahteva prenašanje podatkov na več vlaken hkrati, je potreben multifiber ali array konektor. Uporaba povezljivosti, ki temelji na MTP, v današnjih namestitvah omogoča način, da se po potrebi preseli na ta večkanalni vzporedni optični vmesnik.
Tovarniško končane rešitve MTP omogočajo povezljivost prek sistema plug-and-play. Da bi zadovoljili potrebe današnjih serijskih aplikacij Ethernet in Fiber Channel, se kabli, ki se končajo z MTP, namestijo v vnaprej določene module ali kasete. Ti moduli omogočajo prehod MTP konektorja na hrbtenico. Ko se uporabniki selijo na 40- ali 100-GbE, se moduli in LC-obližni odseki odstranijo in nadomestijo z MTP-adapterji (kot je ta) in MTP patch-vrtovi za namestitev v vmesnike paralelne optike.
Povezava v elektroniko podatkovnega centra je vzpostavljena s standardnim LC dvostranskim patch kablom iz modula. Ko pride čas selitve na 40- ali 100-GbE, se modul in LC duplex patch kabli odstranijo in nadomestijo z MTP adapterji in nalepkami za namestitev v vzporedno-optične vmesnike. Za rešitve povezave MTP je na voljo več stopenj izgube in učinkovitosti. Tako kot je treba upoštevati izgubo konektorjev pri trenutnih aplikacijah, kot sta Fiber Channel in 10-GbE, bo tudi izguba vstavljanja kritični dejavnik pri aplikacijah s 40 in 100 GbE. Na primer, IEEE 802.3 definira največjo razdaljo 300 metrov na večmodelnem vlaknu OM3 za 10-GbE (10GBase-SR). Za dosego te razdalje je potrebna celotna izguba priključka 1,5 dB. Ko se celotna izguba priključka v kanalu poveča nad 1,5 dB, se podporna razdalja zmanjša. Kadar so potrebne daljše razdalje ali več spojev, so morda potrebni moduli z nizkimi izgubami in povezovanje.
Poleg tega bi morale rešitve, da bi odpravile pomisleke glede možnih učinkov modalnega šuma s skupnimi povečanimi izgubami priključka, opraviti testiranje modalnega hrupa sistema 10-GbE s strani proizvajalca povezljivosti. Izbira visokokakovostne rešitve za povezovanje, ki zagotavlja majhne izgube pri vstavljanju in odpravlja težave z modalnim hrupom, zagotavlja zanesljivost in zmogljivost v kabli za infrastrukturo podatkovnega centra.
MTP rešitve
Z vgrajeno modularnostjo in optimizacijo za fleksibilno strukturirano namestitev kablov je mogoče OM3-sisteme z optičnimi vlakni, ki temeljijo na MTP, namestiti za uporabo v današnjih aplikacijah podatkovnega centra, hkrati pa omogoča enostavno prehodno pot do prihodnjih tehnologij višje hitrosti, kot sta 40- in 100-GbE .