Une infrastructure optique bien conçue sera généralement utilisée pendant plus de 20 ans et devra rester opérationnelle malgré différentes solutions d'équipement et plusieurs générations de protocoles avec des débits de données croissants.
Gérer l'ensemble des exigences d'un centre de données peut s'avérer complexe, mais plusieurs outils sont disponibles pour sa conception. La norme TIA-942, relative à l'infrastructure de télécommunications pour les centres de données, offre une vue d'ensemble complète du câblage structuré dans un centre de données. Elle
recommande l'utilisation d'une topologie en étoile et définit les zones et espaces suivants dans un centre de données d'entreprise type.
Topologie d'un centre de données d'entreprise :
les espaces de télécommunications d'un centre de données comprennent une zone de distribution principale (ZDP), une zone de distribution de zone (ZDZ) et une zone de distribution d'équipements (ZDE). La zone de distribution principale (ZDP) inclut les principaux points de brassage (PC) et sert de point de distribution central pour les solutions de câblage structuré du centre de données (Figure 1). La zone de distribution de zone (ZDZ), lorsqu'elle est utilisée, sert de point de consolidation entre la zone de distribution principale (ZDP) et les différentes zones du centre de données. L'intégration de cette architecture dans la conception du câblage d'un centre de données permet l'installation du câblage principal en une seule étape, offrant la flexibilité nécessaire pour prendre en charge les reconfigurations fréquentes des zones requises (MAC : déplacements, extensions et modifications). La zone de distribution d'équipements (ZDE) est l'espace désigné pour les équipements des sites finaux, notamment les systèmes informatiques et les équipements de télécommunications.
Pour répondre aux exigences d'un centre de données haute performance, la topologie de l'infrastructure de câblage ne doit pas être choisie isolément. Elle doit être associée à des solutions matérielles.
Une architecture de câblage structurée, combinée à une solution de câblage modulaire assurant la connectivité selon la norme TIA-942, permet de mettre en place une infrastructure flexible et facile à gérer. Cette solution modulaire se compose de câbles de distribution principaux pré-terminés, équipés de connecteurs MPO à 12 fibres.
Ces câbles de distribution principaux se connectent à des modules ou des faisceaux qui convertissent les connecteurs MPO à 12 fibres en connexions monofibres. Des cordons de brassage permettent de raccorder les équipements aux modules, complétant ainsi le système.
Le déploiement d'un système de câblage modulaire basé sur la technologie MPO, comprenant des câbles principaux, des modules et des faisceaux terminés par des connecteurs MPO, offre des avantages considérables :
réduction de 50 % de l'espace occupé dans les chemins de câbles, amélioration de 80 % du temps de déploiement et réduction de 70 % du câblage dans les armoires. Une solution modulaire haute densité, déployée selon une topologie de câblage structuré, peut être facilement étendue à des milliers de ports, réduisant considérablement les temps de déplacement, d'extension et de modification, et par conséquent les coûts d'exploitation.
Zone de stockage :
Si un système de câblage en barres et modules convient à la plupart des zones d'un centre de données, les exigences spécifiques du réseau de stockage (SAN), et notamment des équipements SAN Director, nécessitent souvent une solution spécialisée. En raison du grand nombre de ports disponibles sur les équipements SAN Director, une solution utilisant des modules et des cordons de brassage peut occuper un espace rack important du fait de la forte densité de cordons, et engendrer des contraintes de gestion supplémentaires. Pour répondre à cette exigence particulière et atténuer les problèmes qui en découlent, des solutions de câblage sur mesure ont été mises au point. Un faisceau de câbles permet de tirer parti de la densité offerte par un connecteur MPO sur le panneau de brassage et de l'utilisation de connecteurs simples pour l'interconnexion avec les composants électroniques. L'utilisation de câbles à 12 fibres avec faisceaux, au lieu de cordons de brassage individuels, réduit l'encombrement sur les équipements SAN Director, ainsi que dans les organisateurs de câbles verticaux et les chemins de câbles.
Outre les avantages d'un système de câblage structuré, une infrastructure de câblage basée sur la technologie MPO nous permet de migrer facilement vers les technologies à très haut débit, notamment les liaisons optiques parallèles. Cette technologie sera utilisée pour les réseaux Fibre Channel 32, 64 et 128 Gigabit, ainsi que pour les réseaux Ethernet 40 et 100 Gigabit (GbE).
La transmission série utilisant des VCSEL de 850 nm est actuellement employée pour des débits de données allant jusqu'à 10 GbE. L'utilisation de transmissions série sur fibre duplex est impraticable pour les débits supérieurs à 16 GbE en raison de la fiabilité limitée des VCSEL de 850 nm dans les plages de températures extrêmes des centres de données. Par conséquent, les débits de 40 GbE et 100 GbE utiliseront des liaisons optiques parallèles (voir figures 2 et 3).
La technologie de liaison optique parallèle, utilisant notamment des réseaux VCSEL de 850 nm et des fibres OM3, offre une solution économique pour la transmission de données Ethernet haut débit. Cette
technologie multiplexe le signal de données sur différentes fibres qui émettent et reçoivent simultanément.
À la réception, les signaux sont démultiplexés pour reconstituer le signal d'origine. La connectivité MPO est utilisée pour les canaux de liaison optique parallèle.
Le groupe de travail IEEE 802.3ba a commencé à élaborer un guide de transmission pour 40 GbE et 100 GbE en janvier 2008. Parmi ses objectifs figurait une distance minimale de 100 m pour la fibre multimode 50/125 optimisée pour le laser (OM3).
Lors de la réunion de l'IEEE en mai, plusieurs propositions ont été adoptées pour l'élaboration des normes 40 GbE et 100 GbE. La transmission sur liaisons optiques parallèles a été choisie comme point de départ pour le 40 GbE et le 100 GbE sur fibre OM3. La proposition définit des interfaces 40 GbE et 100 GbE basées respectivement sur des canaux 4x10 GbE utilisant quatre fibres dans chaque direction et des canaux 10x10 GbE utilisant dix fibres dans chaque direction.
En termes de bande passante fibre, de différence de délai et de pertes d'insertion par connexion, ces facteurs doivent être pris en compte pour garantir que l'infrastructure de câblage réponde aux exigences futures des technologies 40 et 100 GbE. Compte tenu de ces facteurs, le système respectera l'exigence proposée d'une distance de fonctionnement de 100 m sur fibre OM3.
La fibre OM3 est la seule fibre multimode envisagée pour les systèmes 40 et 100 GbE. Optimisée pour les transmissions à 850 nm, elle présente une bande passante modale effective minimale de 2 000 MHz·km. La bande passante modale effective minimale calculée (minEMBc) est une mesure de la bande passante du système pour la fibre OM3 et constitue la mesure la plus précise comparée à la technique du délai de mode différentiel (DMD). La minEMBc, mesure réelle et adaptable, permet de prédire avec fiabilité les performances du système.
Différence de délai excessive :
La différence de délai optique correspond à la différence de temps de propagation entre différents signaux lumineux circulant dans différentes fibres. Sa prise en compte est essentielle pour les liaisons optiques parallèles. Un délai excessif ou une différence de délai entre différents canaux peut entraîner des erreurs binaires. Les exigences relatives à la différence de délai pour le câblage sont actuellement étudiées pour les technologies 40 GbE et 100 GbE. Le déploiement d’une infrastructure de câblage à faible différence de délai garantit la conformité aux exigences d’une grande variété d’applications. Par exemple, dans InfiniBand, un protocole utilisant la transmission sur des liaisons optiques parallèles, la différence de délai maximale admissible est de 0,75 ns.
Les pertes d'insertion dans le canal affectent la fiabilité du système au-delà de la distance maximale supportée pour un débit de données donné. Plus les pertes d'insertion par connexion augmentent, plus la distance supportée pour un débit de données donné diminue. Actuellement, la norme pour les transmissions 40 et 100 GbE sur fibre multimode est une perte de connexion totale de 1,5 dB jusqu'à 100 m. Par conséquent, lors de la conception d'un centre de données, il est crucial d'évaluer les spécifications de pertes d'insertion par connexion pour les composants de connectivité. Des composants de connectivité à faibles pertes offrent une flexibilité maximale, permettant l'intégration de multiples connexions dans la liaison du système.
Une architecture de câblage bien conçue, mise en œuvre conformément à la norme TIA-942 et intégrant un système de câblage modulaire, garantit la fiabilité, la facilité de gestion, l'évolutivité et la flexibilité nécessaires au centre de données. L'utilisation de composants de haute qualité à faibles pertes assure que notre centre de données répondra non seulement aux exigences actuelles, mais aussi aux exigences futures.
Equinsa Networking est un distributeur de Corning Cable Systems en Espagne.
Source : Cablingbusiness Digital Magazine
Auteur:
David Hessong et Daryll Kerns, Réseaux privés, Corning Cable Systems.
Traduit par José Carlos Granja, Réseaux privés, Corning Cable Systems.
