ПІДГОТОВКА ДО 100 ГБ в ЦЕНТРІ ДАНИХ
При постійній вимозі до розширення та зростання в центрі обробки даних інфраструктура кабелів повинна забезпечувати надійність, керованість та гнучкість. Розгортання рішення для оптичного підключення дозволяє створити інфраструктуру, яка відповідає цим вимогам для поточних додатків та швидкості передачі даних.
Масштабованість є додатковим ключовим фактором при виборі типу оптичної підключення. Масштабованість відноситься не тільки до фізичного розширення центру обробки даних щодо додаткових серверів, комутаторів або пристроїв зберігання даних, але і до інфраструктури для підтримки шляху міграції для збільшення швидкості передачі даних. По мірі розвитку технологій та стандартів для визначення швидкості передачі даних, таких як 40- та 100-Гбіт Ethernet, швидкість передачі даних Fiber Channel 32 Гбіт / с і вище та Infiniband, сьогоднішня інфраструктура кабелів повинна забезпечити масштабованість, щоб задовольнити потребу в більшій пропускній здатності. на підтримку майбутніх додатків.
Зі зростанням попиту на підтримку додатків із високою пропускною здатністю, поточні швидкості передачі даних не зможуть задовольнити потреби майбутнього. І з додатками Ethernet, які зараз працюють зі швидкістю 1 та 10 Гбіт / сек, зрозуміло, що для підтримки майбутніх вимог до мереж необхідно розробити 40 та 100 Гбіт Ethernet (GbE) технології та стандарти.
Багатогранні водії
Багато факторів сприяють підвищенню швидкості передачі даних. Комутація та маршрутизація, а також віртуалізація, конвергенція та високоефективні обчислювальні середовища - приклади, коли ці високі швидкості мережі знадобляться в середовищі центру обробки даних. Крім того, Інтернет-біржі та точки вгляду, що надають послуги, та додаткові програми з високою пропускною здатністю, такі як відео на вимогу, призведуть до необхідності міграції з інтерфейсів 10-GbE на 40- і 100-GbE.
Роз'єм у стилі MTP, багатоканальна технологія припинення, відіграватиме ключову роль у передачі паралельної оптики 40- та 100-Гбітним Ethernet.
У відповідь на вищезазначені драйвери, Інститут інженерів електротехніки та електроніки (IEEE; www. Ieee.org) у січні сформував цільову групу IEEE 802.3ba для вирішення та розробки рекомендацій щодо швидкості передачі даних 40 та 100 GbE. Цілі запиту на авторизацію проекту (ПАР) включали мінімальну відстань на 100 метрів для оптимізованого лазером 50/125 мкм багатомодового волокна (OM3). Волокно OM3 - єдине багатомодове волокно, що входить в PAR.
Корнінг провів аналіз розподілу довжини центру обробки даних, який показує, що 100 метрів представляють собою кумулятивні 65% розгорнутого OM3; очікується, що відстань 40- та 100-Гбіт над волокном OM3 може бути продовжена на понад 100 метрів, щоб задовольнити додаткові вимоги до довжини кабелів, структурованих центром обробки даних. Завершення стандарту очікується до середини 2010 року.
На засіданні IEEE у травні було прийнято кілька базових пропозицій щодо створення фундаменту для створення початкового проекту стандарту 40- та 100-GbE. Паралельна передача оптики була прийнята в якості базової пропозиції для 40- і 100-Гбіт по волокні OM3. Порівняно з традиційною послідовною передачею, паралельна оптична передача використовує паралельний оптичний інтерфейс, в якому дані одночасно передаються та приймаються через кілька волокон.
Ця пропозиція базової лінії визначає інтерфейси 40- і 100-GbE як: 4 x 10 гігабітних каналів Ethernet по чотири волокна на напрямок, і 10 x 10 гігабітних каналів Ethernet по 10 волокон на напрямок відповідно.
Операційна відстань, визначена цією пропозицією, становить 100 метрів - така ж, як мінімальна ціль, зазначена в ЗР. Крім того, розподіл втрат на роз'єм у цій пропозиції становить 1,5 дБ для загальної втрати з'єднувача в каналі.
Виходячи з опитувань покупців, вважається, що 100 метрів. Стандартно визначена паралельно-оптична передача 40-гігабітного Ethernet (GbE) буде включати 4, 10-GbE канали по чотири волокна в напрямку.
100 Гбіт передаватиме в цілому 20 волокон - 10 волокон х 10-Гбіт / сек трафіку х 2 напрямки.
У деяких проектах центрів обробки даних використовується модифікована версія цієї архітектури, яка опублікована в стандарті TIA-942. Змінена архітектура передбачає згортання горизонтальних зон розподілу в основну зону розподілу (MDA), в результаті чого кабель встановлюється з зони MDA безпосередньо в зону або зону розподілу обладнання.
Відстань, визначена в IEEE 802.3ba PAR, не може враховувати велику кількість структурованих відстаней кабелів, знайдених у центрі обробки даних. Щоб вирішити цю проблему, спеціальна група досліджує методи розширення охоплення 40- та 100-GbE-інтерфейсів над волокном OM3. Поки група досліджує великі відстані до 250 метрів, відстань над волокном OM3, швидше за все, не перевищить 150-1200 метрів.
Вимоги до продуктивності кабелів
Оцінюючи продуктивність, необхідну для інфраструктури кабелів, щоб відповідати майбутнім вимогам 40- та 100-Гбіт, слід враховувати три критерії: пропускну здатність, загальну втрату вставки в роз'єм та перекос. Кожен з цих факторів може вплинути на здатність кабельної інфраструктури дотримуватися запропонованого стандартом відстані передачі не менше 100 метрів над волокном OM3; Окрім того, при постійних дослідженнях щодо розширення цієї відстані продуктивність може стати ще більш критичною:
• Пропускна здатність. Волокно OM3 було вибрано як єдине багатомодове волокно для врахування 40/100 Гбіт. Волокно оптимізоване для передачі 850 нм і має ефективну модальну пропускну здатність мінімум 2000 МГц ∙ км. Доступні методи вимірювання пропускної здатності волокна, які забезпечують точне вимірювання пропускної здатності волокна OM3. Розрахована мінімальна ефективна модальна пропускна здатність (EMBc) - це вимірювання пропускної здатності системи для волокна OM3, що пропонує найбільш бажане і точне вимірювання, порівняно з технікою диференціального режиму затримки (DMD). З minEMBc обчислюється справжнє масштабоване значення пропускної здатності, яке може надійно передбачити продуктивність для різних швидкостей передачі даних та довжини зв'язку. За допомогою рішення для підключення за допомогою волокна OM3, яке було виміряно за допомогою технології minEMBc, оптична інфраструктура, розгорнута в центрі обробки даних, буде відповідати критеріям продуктивності пропускної здатності, встановленим IEEE.
• Вбудовані втрати. Це критичний параметр продуктивності в поточних розгортаннях кабельних центрів даних. Загальна втрата роз'єму в системному каналі впливає на здатність системи працювати на максимальній підтримуваній відстані для заданої швидкості передачі даних. Зі збільшенням загальної втрати з'єднувача зменшена підтримувана відстань при цій швидкості передачі даних. В даний час прийнята базова пропозиція для багатомодових передач 40- та 100-Гбіт повідомляє про загальну втрату з'єднувача в 1,5 дБ на відстані до 100 метрів. Таким чином, слід оцінити технічні характеристики втрати вставки для компонентів підключення при проектуванні інфраструктури кабельних центрів даних. З компонентами підключення з низькими втратами максимальна гнучкість може бути досягнута завдяки можливості введення декількох матриць з'єднувачів у ланцюг з'єднання.
Для оптимізованої продуктивності виконання вимог центру обробки даних топологія кабельної інфраструктури не повинна вибиратися одна.
• Нахил. Оптичний перекіс - різниця у часі польоту між світловими сигналами, що рухаються на різних волокнах - є важливим фактором для паралельної передачі оптики. З надмірним перекосом або затримкою в різних каналах можуть виникати помилки передачі. Незважаючи на те, що вимоги до перекосу кабелів досі розглядаються в рамках робочої групи, розгортання рішення для підключення із суворими характеристиками перекосу забезпечує сумісність кабельної інфраструктури для різних застосувань. Наприклад, Infiniband, протокол, що використовує паралельну оптику передачі, має критерії перекручування кабелів 0,75 нс. Оцінюючи інфраструктурні рішення оптичних кабелів для додатків 40 та 100 GbE, вибір такого, який відповідає вимогам перекосу, забезпечує продуктивність не лише для 40- та 100-Гбіт, але і для швидкості передачі даних Infiniband та майбутніх волоконних каналів 32 Гбіт / с і більше . Крім того, рішення з підключенням із низьким рівнем перекосу підтверджують якість та послідовність конструкцій та кінцевих з'єднань кабелів, щоб забезпечити довгострокову надійну роботу.
Розгортання в центрі обробки даних
Рекомендовані розгортання кабельної інфраструктури в центрі обробки даних базуються на вказівках, знайдених у стандартних касетах інфраструктури телекомунікаційної інфраструктури TIA-942, таких як ця, на одній стороні є входи для магістрального кабелю, що закінчується на роз'ємах стилю MTP. З іншого боку, тут видно стандартні дуплексні порти LC, до яких підключені патч-шнури з обладнання центру обробки даних.
Вибір високоякісного рішення для підключення, яке забезпечує низькі втрати при вставці та усуває проблеми модального шуму, забезпечує надійність та ефективність роботи кабельної інфраструктури центру обробки даних.
Для оптимізованої продуктивності виконання вимог центру обробки даних топологія кабельної інфраструктури не повинна вибиратися окремо; Топологія інфраструктури та вирішення продуктів повинні розглядатися в унісон.
Кабелі, розгорнуті в центрі обробки даних, повинні вибиратися для забезпечення підтримки додатків із швидкістю передачі даних у майбутньому, таких як 100-Гбіт, Fiber Channel та Infiniband. Окрім того, що є єдиним сортом багатомодового волокна, що входить до стандарту 40- та 100-GbE, OM3 забезпечує найвищі показники для сьогоднішніх потреб. Маючи пропускну здатність 850 нм частотою 2000 МГц ∙ км або вище, волокно OM3 забезпечує розширений обсяг, який часто потрібен структурованим кабельним установкам у центрі обробки даних. Підключення до волокон OM3 продовжує пропонувати інфраструктуру з найнижчою ціною та рішення електроніки для короткодоступних додатків у центрі обробки даних.
Окрім вимог до продуктивності, важливий також вибір фізичної підключеності. Оскільки технологія паралелоптики вимагає передачі даних по декількох волокнах одночасно, потрібен мультиволокнистий або роз'єм для масиву. Використання підключення на основі MTP у сучасних установках забезпечує засіб переходу на цей багатоволоконний паралельно-оптичний інтерфейс за потреби.
Заводські рішення MTP дозволяють з'єднуватися через систему підключення та відтворення. Для задоволення потреб сьогоднішніх серійних програм Ethernet та Fiber Channel, кабель, що закінчується MTP, встановлюється в заздалегідь встановлені модулі або касети. Ці модулі забезпечують перехід MTP-роз'єму на магістраль. Коли користувачі переходять на 40- або 100-GbE, модулі та LC-патч-шнури видаляються та замінюються панелями адаптерів MTP (як ця) та патч-MTP-патчами для встановлення в інтерфейси паралельної оптики.
Підключення до електроніки центру обробки даних здійснюється через стандартний двосторонній патч-кабель LC від модуля. Коли настає час міграції до 40- або 100-GbE, модульні та дуплексні патчі LC виймаються та замінюються панелями адаптерів MTP та патч-шнурами для встановлення в паралельно-оптичний інтерфейс. Для рішень з підключенням MTP доступні декілька рівнів продуктивності втрат. Так само, як втрата роз'єму повинна враховуватися в таких поточних програмах, як Fiber Channel та 10-GbE, втрата вставки також буде критичним фактором для додатків 40- та 100-GbE. Наприклад, IEEE 802.3 визначає максимальну відстань 300 метрів на багатомодовому волокні OM3 для 10-GbE (10GBase-SR). Для досягнення цієї відстані потрібна загальна втрата з'єднувача 1,5 дБ. У міру збільшення загальної втрати з'єднувача в каналі вище 1,5 дБ зменшується підтримується відстань. Якщо потрібні великі відстані або кілька підключень роз'ємів, можуть знадобитися модулі з низькими втратами та підключення.
Крім того, щоб усунути занепокоєння щодо потенційних ефектів модального шуму із збільшенням загальних втрат на роз'ємі, рішення повинні були пройти тестування модального шуму системи 10-GbE від виробника підключення. Вибір високоякісного рішення для підключення, яке забезпечує низькі втрати при вставці та усуває проблеми модального шуму, забезпечує надійність та ефективність роботи кабельної інфраструктури центру обробки даних.
Рішення на основі MTP
Маючи вбудовану модульність та оптимізацію для гнучкої структурованої установки кабелів, оптичні волоконні системи OM3 на базі MTP можуть бути встановлені для використання в сучасних додатках центру обробки даних, забезпечуючи простий шлях міграції до майбутніх технологій більш високої швидкості, таких як 40- та 100-Гбіт .
