PREPARACIÓN PARA 100 GBE EN EL CENTRO DE DATOS
Con el requisito continuo de expansión y crecimiento en el centro de datos, las infraestructuras de cableado deben proporcionar confiabilidad, capacidad de administración y flexibilidad. El despliegue de una solución de conectividad óptica permite una infraestructura que cumpla con estos requisitos para las aplicaciones actuales y las velocidades de datos.
La escalabilidad es un factor clave adicional al elegir el tipo de conectividad óptica. La escalabilidad se refiere no solo a la expansión física del centro de datos con respecto a servidores, conmutadores o dispositivos de almacenamiento adicionales, sino también a la infraestructura para admitir una ruta de migración para aumentar las velocidades de datos. A medida que la tecnología evoluciona y los estándares se completan para definir velocidades de datos, como Ethernet de 40 y 100 Gbit, velocidades de datos Fibre Channel de 32 Gbits / seg y más, e Infiniband, las infraestructuras de cableado actuales deben proporcionar escalabilidad para acomodar la necesidad de más ancho de banda en apoyo de futuras aplicaciones.
Con la creciente demanda de soportar aplicaciones de gran ancho de banda, las velocidades de datos actuales no podrán satisfacer las necesidades del futuro. Y con las aplicaciones de Ethernet que funcionan actualmente a 1 y 10 Gbits / seg, está claro que para admitir los requisitos de redes futuras, se deben desarrollar tecnologías y estándares de 40 y 100 Gbit Ethernet (GbE).
Conductores multifacéticos
Muchos factores están impulsando el requisito de velocidades de datos más altas. La conmutación y el enrutamiento, así como la virtualización, la convergencia y los entornos informáticos de alto rendimiento, son ejemplos de dónde se requerirán estas velocidades de red más altas dentro del entorno del centro de datos. Además, los intercambios de Internet y los puntos de enlace del proveedor de servicios y las aplicaciones de alto ancho de banda, como el video a pedido, impulsarán la necesidad de una migración de las interfaces de 10 GbE a 40 y 100 GbE.
El conector estilo MTP, una tecnología de terminación de fibra múltiple, desempeñará un papel clave en la transmisión de óptica paralela Ethernet de 40 y 100 Gbit.
En respuesta a los controladores antes mencionados, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE; www. Ieee.org) formó el grupo de tareas IEEE 802.3ba en enero para abordar y desarrollar una guía para las tasas de datos de 40 y 100 GbE. Los objetivos de la solicitud de autorización del proyecto (PAR) incluían una distancia mínima de 100 metros para fibra multimodo (OM3) de 50/125 μm optimizada con láser. La fibra OM3 es la única fibra multimodo incluida en el PAR.
Corning ha realizado un análisis de distribución de longitud del centro de datos que muestra que 100 metros representa un 65% acumulativo de OM3 desplegado; la expectativa es que las distancias de 40 y 100 GbE sobre la fibra OM3 pueden extenderse más allá de los 100 metros para cumplir con los requisitos adicionales de longitud de cableado estructurado del centro de datos. Se espera completar el estándar a mediados de 2010.
En la reunión de IEEE en mayo, se adoptaron varias propuestas de línea de base para establecer una base para generar el borrador inicial del estándar de 40 y 100 GbE. La transmisión óptica paralela se adoptó como una propuesta de referencia para 40 y 100 GbE sobre fibra OM3. En comparación con la transmisión en serie tradicional, la transmisión óptica paralela utiliza una interfaz óptica paralela en la que los datos se transmiten y reciben simultáneamente a través de múltiples fibras.
Esta propuesta de línea de base define interfaces de 40 y 100 GbE como: 4 x 10 canales Gigabit Ethernet en cuatro fibras por dirección, y 10 x 10 canales Gigabit Ethernet en 10 fibras por dirección, respectivamente.
La distancia operativa definida en esta propuesta es de 100 metros, la misma que el objetivo mínimo establecido en el PAR. Además, la asignación de pérdida de conector en esta propuesta es de 1,5 dB para la pérdida total de conector dentro del canal.
Según las encuestas realizadas a los clientes, se cree que la transmisión de óptica paralela definida de 100 metros de Ethernet de 40 Gigabits (GbE) incluirá 4 canales de 10 GbE en cuatro fibras por dirección.
100 GbE transmitirá sobre un total de 20 fibras: 10 fibras x 10 Gbit / seg de tráfico x 2 direcciones.
Algunos diseños de centros de datos utilizan una versión modificada de esta arquitectura, que se publica en el estándar TIA-942. La arquitectura modificada implica el colapso de las áreas de distribución horizontal en el área de distribución principal (MDA), lo que resulta en la instalación de cableado desde el área de MDA directamente a la zona o área de distribución de equipos.
La distancia definida en el IEEE 802.3ba PAR puede no tener en cuenta una gran cantidad de las distancias de cableado estructurado que se encuentran en el centro de datos. Para abordar este problema, un grupo ad-hoc está investigando métodos para extender el alcance de las interfaces de 40 y 100 GbE sobre fibra OM3. Mientras el grupo está explorando distancias extendidas de hasta 250 metros, las distancias sobre fibra OM3 probablemente no se extenderán más allá de 150 a 200 metros.
Requisitos de rendimiento del cableado
Al evaluar el rendimiento necesario para que la infraestructura de cableado cumpla con los requisitos futuros para 40 y 100 GbE, se deben considerar tres criterios: ancho de banda, pérdida total de inserción del conector y sesgo. Cada uno de estos factores puede afectar la capacidad de la infraestructura de cableado para cumplir con la distancia de transmisión propuesta de la norma de al menos 100 metros sobre fibra OM3; Además, con los estudios en curso para ampliar esta distancia, el rendimiento puede ser aún más crítico:
• Banda ancha. La fibra OM3 ha sido seleccionada como la única fibra multimodo para una consideración de 40/100 Gbit. La fibra está optimizada para la transmisión de 850 nm y tiene un ancho de banda modal efectivo mínimo de 2.000 MHz ∙ km. Existen técnicas de medición de ancho de banda de fibra que garantizan una medición precisa del ancho de banda para la fibra OM3. El ancho de banda modal efectivo mínimo calculado (EMBc) es una medición del ancho de banda del sistema para fibra OM3 que ofrece la medición más deseable y precisa, en comparación con la técnica de retardo de modo diferencial (DMD). Con minEMBc, se calcula un verdadero valor de ancho de banda escalable que puede predecir de manera confiable el rendimiento para diferentes velocidades de datos y longitudes de enlace. Con una solución de conectividad que utiliza fibra OM3 que se ha medido utilizando la técnica minEMBc, la infraestructura óptica implementada en el centro de datos cumplirá con los criterios de rendimiento para el ancho de banda establecidos por el IEEE.
• Pérdida de inserción. Este es un parámetro de rendimiento crítico en las implementaciones actuales de cableado del centro de datos. La pérdida total del conector dentro de un canal del sistema afecta la capacidad de un sistema para operar sobre la distancia máxima soportable para una velocidad de datos dada. A medida que aumenta la pérdida total del conector, la distancia soportable a esa velocidad de datos disminuye. La propuesta de referencia adoptada actualmente para transmisiones multimodo de 40 y 100 GbE establece una pérdida total de conector de 1.5 dB para una distancia de operación de hasta 100 metros. Por lo tanto, debe evaluar las especificaciones de pérdida de inserción de los componentes de conectividad al diseñar las infraestructuras de cableado del centro de datos. Con los componentes de conectividad de baja pérdida, se puede lograr la máxima flexibilidad con la capacidad de introducir múltiples conexiones de conector en el enlace de conectividad.
Para un rendimiento optimizado en el cumplimiento de los requisitos del centro de datos, la topología de la infraestructura de cableado no debe seleccionarse sola.
• Inclinarse. La inclinación óptica, la diferencia en el tiempo de vuelo entre las señales de luz que viajan en diferentes fibras, es una consideración esencial para la transmisión de óptica paralela. Con un sesgo o retraso excesivo en los distintos canales, pueden producirse errores de transmisión. Si bien los requisitos de sesgo de cableado aún se están considerando dentro del grupo de trabajo, la implementación de una solución de conectividad con un rendimiento de sesgo estricto garantiza la compatibilidad de la infraestructura de cableado en una variedad de aplicaciones. Por ejemplo, Infiniband, un protocolo que utiliza transmisión de óptica paralela, tiene un criterio de inclinación de cableado de 0,75 ns. Al evaluar las soluciones de infraestructura de cableado óptico para aplicaciones de 40 y 100 GbE, la selección de una que cumpla con el requisito de inclinación garantiza el rendimiento no solo para 40 y 100 GbE, sino también para Infiniband y futuras velocidades de datos de canal de fibra de 32 Gbits / seg y más . Además, las soluciones de conectividad de baja distorsión validan la calidad y la consistencia de los diseños y terminaciones de cables para proporcionar un funcionamiento confiable a largo plazo.
Implementación en el centro de datos
Los despliegues de infraestructura de cableado recomendados en el centro de datos se basan en la guía que se encuentra en los casetes estándar de infraestructura de telecomunicaciones TIA-942, como este, tienen entradas en un lado para el cable troncal terminado en conectores tipo MTP. En el otro lado, visibles aquí, hay puertos LC dúplex estándar en los que se conectan los cables de conexión del equipo del centro de datos.
La selección de una solución de conectividad de alta calidad que proporcione una baja pérdida de inserción y elimine los problemas de ruido modal garantiza la confiabilidad y el rendimiento en la infraestructura de cableado del centro de datos.
Para un rendimiento optimizado en el cumplimiento de los requisitos del centro de datos, la topología de la infraestructura de cableado no debe seleccionarse sola; La topología de la infraestructura y las soluciones de productos deben considerarse al unísono.
El cableado implementado en el centro de datos debe seleccionarse para proporcionar soporte para aplicaciones de alta velocidad de datos del futuro, como 100 GbE, Fibre Channel e Infiniband. Además de ser el único grado de fibra multimodo que se incluye en el estándar de 40 y 100 GbE, OM3 proporciona el mayor rendimiento para las necesidades actuales. Con un ancho de banda de 850 nm de 2.000 MHz ∙ km o superior, la fibra OM3 proporciona el alcance extendido que a menudo se requiere para las instalaciones de cableado estructurado en el centro de datos. La conectividad de fibra OM3 continúa ofreciendo la solución de infraestructura y electrónica de menor precio para aplicaciones de corto alcance en el centro de datos.
Además de los requisitos de rendimiento, la elección de la conectividad física también es importante. Debido a que la tecnología paraleloptica requiere la transmisión de datos a través de múltiples fibras simultáneamente, se requiere un conector multifibra o matriz. El uso de la conectividad basada en MTP en las instalaciones actuales proporciona un medio para migrar a esta interfaz de fibra óptica paralela multifibra cuando sea necesario.
Las soluciones MTP terminadas en fábrica permiten la conectividad a través de un sistema plug-and-play. Para satisfacer las necesidades de las aplicaciones actuales de Ethernet serie y Fibre Channel, el cableado terminado en MTP se instala en módulos o casetes preterminados. Estos módulos proporcionan un medio para la transición del conector MTP en la red troncal. Cuando los usuarios migran a 40 o 100 GbE, los módulos y los cables de conexión LC se retiran y se reemplazan con paneles adaptadores MTP (como este) y cables de conexión MTP para su instalación en interfaces ópticas paralelas.
La conectividad en la electrónica del centro de datos se completa a través de un cable de conexión LC dúplex estándar del módulo. Cuando llega el momento de migrar a 40 o 100 GbE, el módulo y los cables de conexión dúplex LC se retiran y se reemplazan con paneles de adaptador MTP y cables de conexión para la instalación en interfaces ópticas paralelas. Múltiples niveles de pérdida de rendimiento están disponibles para las soluciones de conectividad MTP. Así como la pérdida de conector debe considerarse con aplicaciones actuales como Fibre Channel y 10 GbE, la pérdida de inserción también será un factor crítico para aplicaciones de 40 y 100 GbE. Por ejemplo, IEEE 802.3 define una distancia máxima de 300 metros en fibra multimodo OM3 para 10-GbE (10GBase-SR). Para alcanzar esta distancia, se requiere una pérdida total del conector de 1.5 dB. A medida que la pérdida total del conector en el canal aumenta por encima de 1,5 dB, la distancia soportable disminuye. Cuando se requieren distancias extendidas o múltiples conexiones de conectores, pueden ser necesarios módulos de rendimiento de baja pérdida y conectividad.
Además, para eliminar las preocupaciones de los posibles efectos de ruido modal con el aumento total de la pérdida del conector, el fabricante de conectividad debería haber realizado las pruebas de ruido modal del sistema de 10 GbE. La selección de una solución de conectividad de alta calidad que proporcione una baja pérdida de inserción y elimine los problemas de ruido modal garantiza la confiabilidad y el rendimiento en la infraestructura de cableado del centro de datos.
Soluciones basadas en MTP
Con una modularidad y optimización inherentes para una instalación de cableado estructurado flexible, los sistemas de fibra óptica OM3 basados en MTP pueden instalarse para su uso en las aplicaciones actuales del centro de datos, al tiempo que proporcionan una ruta de migración fácil a futuras tecnologías de mayor velocidad, como 40 y 100 GbE .
