Un'infrastruttura ottica ben pianificata viene in genere utilizzata per più di 20 anni e deve rimanere operativa attraverso diverse soluzioni di apparecchiature e molteplici generazioni di protocolli con velocità di trasmissione dati sempre maggiori.
Gestire tutti i requisiti di un data center può essere un compito arduo, ma sono disponibili diversi strumenti per la sua progettazione. TIA-942, lo standard per le infrastrutture di telecomunicazione nei data center, fornisce una panoramica completa del cablaggio strutturato in un data center. TIA
-942 raccomanda l'utilizzo di una topologia a stella e definisce le seguenti aree e spazi in un tipico data center aziendale.
Topologia nel Data Center aziendale:
gli spazi per le telecomunicazioni in un Data Center includono un'Area di Distribuzione Principale (MDA), un'Area di Distribuzione di Zona (ZDA) e un'Area di Distribuzione delle Apparecchiature (EDA). L'Area di Distribuzione Principale (MDA) comprende i principali cross-connect (MC) e funge da punto di distribuzione centrale per le soluzioni di cablaggio strutturato nel Data Center (Figura 1). L'Area di Distribuzione di Zona (ZDA), se utilizzata, funge da punto di consolidamento tra l'Area di Distribuzione Principale (MDA) e le diverse zone all'interno del Data Center. L'integrazione di questa architettura nella progettazione del cablaggio di un Data Center consente l'installazione del cablaggio trunk in un unico passaggio, fornendo la flessibilità necessaria per supportare frequenti riconfigurazioni nelle zone richieste (MAC - Spostamenti, Espansioni e Modifiche). L'Area di Distribuzione delle Apparecchiature (EDA) è lo spazio designato per le apparecchiature dei siti finali, inclusi sistemi informatici e apparecchiature di telecomunicazione.
Per soddisfare i requisiti di un Data Center ad alte prestazioni, la topologia dell'infrastruttura di cablaggio non deve essere scelta isolatamente. La topologia dell'infrastruttura e le soluzioni di prodotto devono essere considerate congiuntamente.
Un'architettura di cablaggio strutturata, combinata con una soluzione di cablaggio modulare per fornire la connettività definita dallo standard TIA-942, facilita la realizzazione di un'infrastruttura flessibile e gestibile. Una soluzione di cablaggio modulare è costituita da cavi di distribuzione trunk pre-terminati basati su connettori MPO a 12 fibre.
Questi cavi di distribuzione principali si collegano a moduli o cablaggi che convertono i connettori MPO a 12 fibre in connessioni a fibra singola. I cavi patch vengono utilizzati per collegare i sistemi di apparecchiature ai moduli, completando il sistema.
L'implementazione di un sistema di cablaggio modulare basato su MPO, inclusi cavi principali, moduli e cablaggi con terminazione MPO, offre vantaggi significativi.
Tra questi, una riduzione del 50% dello spazio occupato dalle canaline portacavi, un miglioramento dell'80% nei tempi di implementazione e una riduzione del 70% del cablaggio all'interno degli armadi. Una soluzione modulare ad alta densità implementata utilizzando una topologia di cablaggio strutturata può essere facilmente scalata fino a migliaia di porte, riducendo significativamente i tempi di spostamento, espansione e modifica, e di conseguenza i costi operativi.
Area di archiviazione:
Sebbene un sistema di cablaggio a trunk e moduli funzioni bene nella maggior parte delle aree di un data center, i requisiti specifici della Storage Area Network (SAN), in particolare delle apparecchiature SAN Director, spesso richiedono una soluzione specializzata. A causa dell'elevato numero di porte presenti sulle apparecchiature SAN Director, una soluzione che utilizza moduli e cavi patch può richiedere una notevole quantità di spazio rack a causa dell'alta densità dei cavi patch, oltre a necessitare di una gestione aggiuntiva. Per far fronte a questa esigenza specifica e alleviare i problemi che ne derivano, sono state introdotte soluzioni con cablaggi personalizzati. Un cablaggio consente di sfruttare la densità offerta da un connettore MPO sul pannello di permutazione e l'utilizzo di connettori semplici per l'interconnessione con i componenti elettronici. L'utilizzo di cavi a 12 fibre con cablaggi anziché singoli cavi patch riduce la congestione sulle apparecchiature SAN Director, nonché negli organizzatori di cavi verticali e nelle canaline portacavi.
Oltre ai vantaggi di un sistema di cablaggio strutturato, un'infrastruttura di cablaggio basata su MPO ci consente di migrare facilmente alle tecnologie con la massima velocità di trasmissione dati, inclusi i collegamenti ottici paralleli. Questa tecnologia verrà utilizzata in Fibre Channel a 32, 64 e 128 Gigabit e in Ethernet a 40 e 100 Gigabit (GbE).
La trasmissione seriale tramite VCSEL a 850 nm è attualmente utilizzata per velocità di trasmissione dati fino a 10 GbE. L'utilizzo di trasmissioni seriali su fibra duplex non è pratico per velocità di trasmissione dati superiori a 16 GbE a causa dell'affidabilità dei VCSEL a 850 nm in condizioni di temperatura estreme nei data center. Pertanto, per le velocità di 40 GbE e 100 GbE verranno utilizzati collegamenti ottici paralleli (vedere Figura 2 e Figura 3).
La tecnologia di collegamento ottico parallelo, che include array VCSEL a 850 nm e fibre OM3, offre una soluzione a basso costo per la trasmissione dati Ethernet ad alta velocità.
La tecnologia di trasmissione a collegamento ottico parallelo multiplexa, ovvero divide, il segnale dati su diverse fibre che trasmettono e ricevono simultaneamente.
All'estremità ricevente, i segnali vengono demultiplexati e ricombinati nel segnale originale. La connettività MPO viene utilizzata per i canali di collegamento ottico parallelo.
Il gruppo di lavoro IEEE 802.3ba ha iniziato a sviluppare una guida alla trasmissione per 40 GbE e 100 GbE nel gennaio 2008. Tra i suoi obiettivi vi era una distanza minima di 100 m per la fibra multimodale 50/125 (OM3) ottimizzata per laser.
Durante la riunione IEEE di maggio, sono state adottate diverse proposte per la stesura degli standard 40 GbE e 100 GbE. La trasmissione su collegamenti ottici paralleli è stata scelta come punto di partenza per 40 GbE e 100 GbE su fibra OM3. La proposta definisce interfacce 40 GbE e 100 GbE basate rispettivamente su canali 4x10 GbE utilizzando quattro fibre in ciascuna direzione e canali 10x10 GbE utilizzando dieci fibre in ciascuna direzione.
In termini di larghezza di banda della fibra, differenza di ritardo e perdita di inserzione per connessione, questi fattori devono essere considerati per garantire che l'infrastruttura di cablaggio soddisfi i futuri requisiti 40 e 100 GbE. Tenendo conto di questi fattori, il sistema soddisferà il requisito proposto di una distanza operativa di 100 m su fibra OM3.
OM3 è l'unica fibra multimodale considerata per i sistemi 40 e 100 GbE. È ottimizzata per le trasmissioni a 850 nm e ha una larghezza di banda modale effettiva minima di 2000 MHz*km. La larghezza di banda modale effettiva minima calcolata (minEMBc) è una misura della larghezza di banda del sistema per la fibra OM3 ed è la misurazione più accurata rispetto alla tecnica del ritardo di modo differenziale (DMD). Con minEMBc, una misurazione reale e scalabile, il valore calcolato prevede prestazioni di sistema affidabili.
Differenza di ritardo eccessiva:
la differenza di ritardo ottico è definita come la differenza nel tempo di propagazione tra diversi segnali luminosi che viaggiano attraverso fibre diverse. La sua considerazione è importante per i collegamenti ottici paralleli. Un ritardo o una differenza di ritardo eccessivi tra canali diversi possono causare errori di bit. I requisiti relativi alla differenza di ritardo per il cablaggio sono in fase di valutazione per 40 GbE e 100 GbE. L'implementazione di un'infrastruttura di cablaggio con una bassa differenza di ritardo garantirà la conformità ai requisiti per un'ampia varietà di applicazioni. Ad esempio, in InfiniBand, un protocollo che utilizza la trasmissione su collegamenti ottici paralleli, la differenza di ritardo massima consentita è di 0,75 ns.
La perdita di inserzione nel canale influisce sull'affidabilità del sistema, compromettendone la capacità di operare oltre la distanza massima supportata per una data velocità di trasmissione dati. All'aumentare della perdita di inserzione per connessione, la distanza supportata per una data velocità di trasmissione dati diminuisce. Attualmente, lo standard per le trasmissioni a 40 e 100 GbE su fibra multimodale prevede una perdita di connessione totale di 1,5 dB fino a 100 m. Pertanto, nella progettazione di un Data Center, è fondamentale valutare le specifiche di perdita di inserzione per connessione dei componenti di connettività. Componenti di connettività a bassa perdita offrono la massima flessibilità, consentendo l'introduzione di più connessioni nel collegamento di sistema.
Un'architettura di cablaggio ben progettata, implementata secondo lo standard TIA-942 e che incorpora un sistema di cablaggio modulare, garantisce l'affidabilità, la gestibilità, la scalabilità e la flessibilità richieste nel Data Center. L'utilizzo di componenti di alta qualità e a bassa perdita assicura che il nostro Data Center soddisfi non solo i requisiti attuali, ma anche quelli futuri.
Equinsa Networking è distributore di Corning Cable Systems in Spagna.
Fonte: Rivista digitale di Cablingbusiness
Autore:
David Hessong e Daryll Kerns, Reti private, Corning Cable Systems.
Traduzione di José Carlos Granja, Reti private, Corning Cable Systems.
