PREPARAÇÃO PARA 100 GBE NO CENTRO DE DADOS
Com o requisito contínuo de expansão e crescimento no data center, as infraestruturas de cabeamento devem fornecer confiabilidade, capacidade de gerenciamento e flexibilidade. A implantação de uma solução de conectividade óptica permite uma infraestrutura que atenda a esses requisitos para aplicativos e taxas de dados atuais.
A escalabilidade é um fator-chave adicional ao escolher o tipo de conectividade óptica. A escalabilidade refere-se não apenas à expansão física do data center em relação a servidores, comutadores ou dispositivos de armazenamento adicionais, mas também à infraestrutura para suportar um caminho de migração para aumentar as taxas de dados. À medida que a tecnologia evolui e os padrões são concluídos para definir taxas de dados, como Ethernet de 40 e 100 Gbit, taxas de dados Fibre Channel de 32 Gbits / s e além e Infiniband, as infraestruturas de cabeamento atuais devem fornecer escalabilidade para acomodar a necessidade de mais largura de banda em suporte a aplicativos futuros.
Com a crescente demanda de suporte a aplicativos de alta largura de banda, as taxas atuais de dados não serão capazes de atender às necessidades do futuro. E com os aplicativos Ethernet atualmente operando a 1 e 10 Gbits / s, fica claro que, para oferecer suporte a futuros requisitos de rede, é necessário desenvolver tecnologias e padrões Ethernet de 40 e 100 Gbit (GbE).
Drivers multifacetados
Muitos fatores estão impulsionando a exigência de taxas de dados mais altas. Comutação e roteamento, bem como ambientes de virtualização, convergência e computação de alto desempenho, são exemplos de onde essas velocidades de rede mais altas serão necessárias no ambiente do data center. Além disso, trocas na Internet e pontos de emparelhamento de provedores de serviços e aplicativos de alta largura de banda, como vídeo sob demanda, direcionarão a necessidade de uma migração das interfaces de 10 GbE para 40 e 100 GbE.
O conector no estilo MTP, uma tecnologia de terminação de várias fibras, desempenhará um papel fundamental na transmissão de ópticas paralelas Ethernet de 40 e 100 Gbit.
Em resposta aos drivers mencionados, o Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE; www.eeee.org) formou o grupo de tarefas IEEE 802.3ba em janeiro para abordar e desenvolver orientações para taxas de dados de 40 e 100 GbE. Os objetivos da solicitação de autorização de projeto (PAR) incluíam uma distância mínima de 100 metros para fibra multimodo (OM3) 50/125-μm otimizada para laser. A fibra OM3 é a única fibra multimodo incluída no PAR.
A Corning conduziu uma análise de distribuição do comprimento do datacenter que mostra 100 metros, representando um cumulativo de 65% do OM3 implantado; a expectativa é que as distâncias de 40 e 100 GbE sobre a fibra OM3 possam ser estendidas além de 100 metros para atender a requisitos adicionais de comprimento de cabeamento estruturado do datacenter. A conclusão da norma está prevista para meados do ano de 2010.
Na reunião do IEEE em maio, várias propostas de linha de base foram adotadas para estabelecer uma base para gerar o rascunho inicial do padrão de 40 e 100 GbE. A transmissão óptica paralela foi adotada como uma proposta de linha de base para 40 e 100 GbE sobre fibra OM3. Comparada à transmissão serial tradicional, a transmissão óptica paralela usa uma interface óptica paralela na qual os dados são transmitidos e recebidos simultaneamente por várias fibras.
Esta proposta de linha de base define interfaces de 40 e 100 GbE como: 4 x 10 canais Ethernet Gigabit em quatro fibras por direção e 10 x 10 canais Ethernet Gigabit em 10 fibras por direção, respectivamente.
A distância operacional definida nesta proposta é de 100 metros - o mesmo que o objetivo mínimo estabelecido no PAR. Além disso, a alocação de perda de conector nesta proposta é de 1,5 dB para a perda total de conector dentro do canal.
Com base em pesquisas com clientes, acredita-se que os 100 metros. A transmissão óptica-paralela definida padrão da Ethernet de 40 Gigabit (GbE) incluirá 4, 10-GbE canais em quatro fibras por direção.
100 GbE transmitirá em um total de 20 fibras - 10 fibras x tráfego de 10 Gbit / s x 2 direções.
Alguns designs de datacenter usam uma versão modificada dessa arquitetura, publicada no padrão TIA-942. A arquitetura modificada envolve o colapso de áreas de distribuição horizontal na área de distribuição principal (MDA), resultando na instalação de cabos da área de MDA diretamente na zona ou na área de distribuição de equipamentos.
A distância definida no IEEE 802.3ba PAR pode não ser responsável por um grande número de distâncias de cabeamento estruturado encontradas no datacenter. Para resolver esse problema, um grupo ad-hoc está investigando métodos de estender o alcance das interfaces de 40 e 100 GbE sobre a fibra OM3. Enquanto o grupo estiver explorando distâncias estendidas de até 250 metros, as distâncias sobre a fibra OM3 provavelmente não ultrapassarão os 150 a 200 metros.
Requisitos de desempenho de cabeamento
Ao avaliar o desempenho necessário para a infraestrutura de cabeamento atender aos requisitos futuros de 40 e 100 GbE, três critérios devem ser considerados: largura de banda, perda total de inserção do conector e inclinação. Cada um desses fatores pode afetar a capacidade da infraestrutura de cabeamento de atender à distância de transmissão proposta pelo padrão de pelo menos 100 metros sobre a fibra OM3; além disso, com estudos em andamento para estender essa distância, o desempenho pode se tornar ainda mais crítico:
• Largura de banda. A fibra OM3 foi selecionada como a única fibra multimodo para consideração de 40/100-Gbit. A fibra é otimizada para transmissão a 850 nm e possui uma largura de banda modal mínima de 2.000 MHz ∙ km. Estão disponíveis técnicas de medição de largura de banda de fibra que garantem uma medição precisa da largura de banda da fibra OM3. A largura de banda modal mínima efetiva calculada (EMBc) é uma medida da largura de banda do sistema para fibra OM3 que oferece a medida mais desejável e precisa, em comparação com a técnica de atraso no modo diferencial (DMD). Com o minEMBc, é calculado um valor verdadeiro e escalável da largura de banda que pode prever com confiabilidade o desempenho para diferentes taxas de dados e comprimentos de links. Com uma solução de conectividade usando fibra OM3 que foi medida usando a técnica minEMBc, a infraestrutura óptica implantada no datacenter atenderá aos critérios de desempenho para largura de banda estabelecidos pelo IEEE.
• Perda de inserção. Esse é um parâmetro de desempenho crítico nas implantações atuais de cabeamento de data center. A perda total de conectores em um canal do sistema afeta a capacidade de um sistema operar na distância máxima suportável para uma determinada taxa de dados. À medida que a perda total de conectores aumenta, a distância suportável nessa taxa de dados diminui. A proposta de linha de base atualmente adotada para transmissões multimodo de 40 e 100 GbE indica uma perda total de conector de 1,5 dB para uma distância operacional de até 100 metros. Portanto, você deve avaliar as especificações de perda de inserção dos componentes de conectividade ao projetar infraestruturas de cabeamento de data center. Com componentes de conectividade de baixa perda, é possível obter a flexibilidade máxima com a capacidade de introduzir vários acoplamentos de conectores no link de conectividade.
Para um desempenho otimizado no atendimento aos requisitos do data center, a topologia da infraestrutura de cabeamento não deve ser selecionada sozinha.
• Inclinar. A inclinação óptica - a diferença no tempo de vôo entre os sinais de luz que viajam em diferentes fibras - é uma consideração essencial para a transmissão de óptica paralela. Com inclinação excessiva ou atraso nos vários canais, podem ocorrer erros de transmissão. Enquanto os requisitos de inclinação de cabeamento ainda estão sendo considerados na força-tarefa, a implantação de uma solução de conectividade com desempenho de inclinação rigoroso garante a compatibilidade da infraestrutura de cabeamento em uma variedade de aplicativos. Por exemplo, o Infiniband, um protocolo que utiliza transmissão de óptica paralela, possui um critério de inclinação de cabeamento de 0,75 ns. Ao avaliar soluções de infraestrutura de cabeamento óptico para aplicativos de 40 e 100 GbE, a seleção de uma que atenda ao requisito de inclinação garante o desempenho não apenas para 40 e 100 GbE, mas também para taxas de dados Infiniband e futuras do Fibre Channel de 32 Gbits / s e além . Além disso, as soluções de conectividade de baixa inclinação validam a qualidade e a consistência dos projetos e terminações de cabos para fornecer uma operação confiável a longo prazo.
Implantando no data center
As implantações recomendadas de infraestrutura de cabeamento no data center são baseadas nas orientações encontradas nos cassetes padrão de infra-estrutura de telecomunicações TIA-942, como este, que possuem entradas de um lado para o cabo de backbone terminado em conectores no estilo MTP. Por outro lado, visíveis aqui, estão as portas duplex LC padrão nas quais os patch cords dos equipamentos do data center estão conectados.
A seleção de uma solução de conectividade de alta qualidade que ofereça baixa perda de inserção e elimine preocupações com ruídos modais garante confiabilidade e desempenho na infraestrutura de cabeamento do data center.
Para um desempenho otimizado no atendimento aos requisitos do data center, a topologia da infraestrutura de cabeamento não deve ser selecionada sozinha; topologia de infraestrutura e soluções de produtos devem ser consideradas em uníssono.
O cabeamento implantado no data center deve ser selecionado para fornecer suporte para aplicativos com alta taxa de dados do futuro, como 100-GbE, Fibre Channel e Infiniband. Além de ser o único grau de fibra multimodo a ser incluído nos padrões de 40 e 100 GbE, o OM3 oferece o mais alto desempenho para as necessidades atuais. Com uma largura de banda de 850 nm de 2.000 MHz ∙ km ou superior, a fibra OM3 fornece o alcance estendido frequentemente necessário para instalações de cabeamento estruturado no data center. A conectividade de fibra OM3 continua a oferecer a solução de infraestrutura e eletrônica de menor preço para aplicativos de curto alcance no data center.
Além dos requisitos de desempenho, a escolha da conectividade física também é importante. Como a tecnologia paralleloptics requer transmissão de dados através de várias fibras simultaneamente, é necessário um conector multifiber ou array. O uso da conectividade baseada em MTP nas instalações atuais fornece um meio de migrar para essa interface paralela óptica multifiber quando necessário.
As soluções MTP encerradas na fábrica permitem conectividade através de um sistema plug-and-play. Para atender às necessidades dos atuais aplicativos seriais de Ethernet e Fibre Channel, o cabeamento com terminação MTP é instalado em módulos ou cassetes pré-determinados. Esses módulos fornecem um meio para fazer a transição do conector MTP no backbone. Quando os usuários migram para 40 ou 100 GbE, os módulos e os patch cords LC são removidos e substituídos pelos painéis adaptadores MTP (como este) e os patch cords MTP para instalação em interfaces ópticas paralelas.
A conectividade nos componentes eletrônicos do data center é concluída através de um patch cord LC duplex padrão do módulo. Quando chegar a hora de migrar para 40 ou 100 GbE, os cabos de conexão do módulo e do LC duplex são removidos e substituídos pelos painéis adaptadores MTP e cabos de conexão para instalação em interfaces ópticas paralelas. Estão disponíveis várias camadas de desempenho de perda para soluções de conectividade MTP. Assim como a perda de conector deve ser considerada em aplicativos atuais como Fibre Channel e 10 GbE, a perda de inserção também será um fator crítico para aplicativos de 40 e 100 GbE. Por exemplo, o IEEE 802.3 define uma distância máxima de 300 metros na fibra multimodo OM3 para 10-GbE (10GBase-SR). Para atingir essa distância, é necessária uma perda total de 1,5 dB no conector. À medida que a perda total do conector no canal aumenta acima de 1,5 dB, a distância suportável diminui. Quando distâncias prolongadas ou acoplamentos múltiplos de conectores são necessários, podem ser necessários módulos de desempenho com baixa perda e conectividade.
Além disso, para eliminar as preocupações dos possíveis efeitos de ruído modal com o aumento total da perda de conector, as soluções devem ter sido submetidas ao teste de ruído modal do sistema de 10 GbE pelo fabricante da conectividade. A seleção de uma solução de conectividade de alta qualidade que ofereça baixa perda de inserção e elimine preocupações com ruídos modais garante confiabilidade e desempenho na infraestrutura de cabeamento do data center.
Soluções baseadas em MTP
Com modularidade e otimização inerentes a uma instalação de cabeamento estruturado flexível, os sistemas de fibra óptica OM3 baseados em MTP podem ser instalados para uso nos aplicativos atuais de data center, proporcionando um caminho fácil de migração para futuras tecnologias de alta velocidade, como 40 e 100 GbE .
