PRÉPARATION DE 100 GBE DANS LE CENTRE DE DONNÉES

- Sep 23, 2019-

PRÉPARATION DE 100 GBE DANS LE CENTRE DE DONNÉES

Face à la nécessité constante d'expansion et de croissance du centre de données, les infrastructures de câblage doivent offrir fiabilité, facilité de gestion et flexibilité. Le déploiement d'une solution de connectivité optique permet de mettre en place une infrastructure répondant à ces exigences pour les applications et les débits de données actuels.

L’évolutivité est un facteur clé supplémentaire lors du choix du type de connectivité optique. L'évolutivité fait référence non seulement à l'extension physique du centre de données en ce qui concerne des serveurs, des commutateurs ou des périphériques de stockage supplémentaires, mais également à l'infrastructure permettant de prendre en charge un chemin de migration permettant d'augmenter les débits de données. À mesure que la technologie évolue et que les normes sont définies pour définir les débits de données, tels qu'Ethernet à 40 et 100 Gbit, les débits de données Fibre Channel de 32 Gbits / s et plus, et Infiniband, les infrastructures de câblage actuelles doivent permettre une évolutivité adaptée aux besoins en bande passante supplémentaire à l'appui des applications futures.

Avec la demande croissante de prendre en charge les applications à bande passante élevée, les débits de données actuels ne pourront pas répondre aux besoins futurs. Et avec les applications Ethernet fonctionnant actuellement à 1 et 10 Gbits / s, il est clair que, pour répondre aux futures exigences en matière de réseau, il est nécessaire de développer des technologies et des normes Ethernet à 40 et 100 Gbit (GbE).

Pilotes à multiples facettes
De nombreux facteurs déterminent la nécessité de taux de données plus élevés. La commutation et le routage, ainsi que la virtualisation, la convergence et les environnements informatiques hautes performances, sont des exemples de situations dans lesquelles des vitesses de réseau plus élevées seront nécessaires dans l'environnement du centre de données. De plus, les échanges Internet et les points de peering des fournisseurs de services et les applications à bande passante élevée, telles que la vidéo à la demande, vont nécessiter une migration du 10 GbE vers les interfaces 40 et 100 GbE.

Le connecteur de type MTP, une technologie de terminaison multi-fibres, jouera un rôle clé dans la transmission de l’optique parallèle Ethernet 40 et 100 Gbit.

En réponse aux facteurs susmentionnés, l’Institut des ingénieurs électriciens et électroniciens (IEEE; www.ieee.org) a créé le groupe de travail IEEE 802.3ba en janvier afin d’examiner et d’élaborer des directives pour les débits de données de 40 et 100 GbE. Les objectifs de la demande d'autorisation de projet (PAR) comprenaient une distance minimale de 100 mètres pour la fibre multimode (OM3) optimisée au laser de 50/125 µm. La fibre OM3 est la seule fibre multimode incluse dans le PAR.

Corning a mené une analyse de distribution de la longueur des centres de données qui montre que 100 mètres représentent un total cumulé de 65% du OM3 déployé; on s'attend à ce que les distances de 40 et 100 GbE sur la fibre OM3 puissent être étendues au-delà de 100 mètres afin de répondre aux exigences supplémentaires en matière de longueur de câblage structuré du centre de données. L’achèvement de la norme est prévu pour le milieu de l’année 2010.

Lors de la réunion de l'IEEE en mai, plusieurs propositions de base ont été adoptées pour établir une base permettant de générer le projet initial des normes 40 et 100-GbE. La transmission optique parallèle a été adoptée comme proposition de base pour la fibre 40 et 100 GbE sur la fibre OM3. Comparée à la transmission série traditionnelle, la transmission par optique parallèle utilise une interface optique parallèle dans laquelle les données sont simultanément transmises et reçues sur plusieurs fibres.

Cette proposition de base définit les interfaces 40 et 100 GbE comme suit: 4 canaux Ethernet 10 gigabits sur quatre fibres par direction et 10 canaux Ethernet 10 gigabits sur 10 fibres par direction, respectivement.

La distance de fonctionnement définie dans cette proposition est de 100 mètres, soit le même objectif que celui indiqué dans le RAP. De plus, l'allocation de perte de connecteur dans cette proposition est de 1,5 dB pour la perte totale de connecteur dans le canal.

Selon des sondages menés auprès des clients, on estime que la transmission optique à Ethernet parallèle de 40 gigabits (GbE) définie selon la norme inclut 4 canaux de 10 GbE sur quatre fibres par direction.

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100 GbE transmettra sur un total de 20 fibres: 10 fibres x 10 Gbit / s de trafic x 2 directions.

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Certaines conceptions de centres de données utilisent une version modifiée de cette architecture, qui est publiée dans la norme TIA-942. L'architecture modifiée implique le regroupement des zones de distribution horizontales dans la zone de distribution principale (MDA), ce qui entraîne l'installation d'un câblage depuis la zone MDA directement vers la zone ou la zone de distribution d'équipements.

La distance définie dans le PAR IEEE 802.3ba peut ne pas prendre en compte un grand nombre de distances de câblage structuré trouvées dans le centre de données. Pour résoudre ce problème, un groupe ad-hoc étudie des méthodes permettant d'étendre la portée des interfaces 40 et 100 GbE sur la fibre OM3. Alors que le groupe explore de longues distances allant jusqu'à 250 mètres, les distances sur fibre OM3 ne dépasseront probablement pas 150 à 200 mètres.

Exigences de performance de câblage

Lors de l'évaluation des performances nécessaires pour que l'infrastructure de câblage réponde aux futures exigences en matière de 40 et 100 GbE, trois critères doivent être pris en compte: la bande passante, la perte totale d'insertion de connecteur et l'inclinaison. Chacun de ces facteurs peut avoir une incidence sur la capacité de l'infrastructure de câblage à respecter la distance de transmission proposée par la norme d'au moins 100 mètres sur fibre OM3; De plus, avec les études en cours pour élargir cette distance, la performance peut devenir encore plus critique:

• bande passante. La fibre OM3 a été choisie comme la seule fibre multimode à prendre en compte 40/100 Gbit. La fibre est optimisée pour une transmission à 850 nm et a une largeur de bande modale effective minimale de 2 000 MHz / km. Il existe des techniques de mesure de la bande passante sur fibre qui garantissent une mesure précise de la bande passante pour la fibre OM3. La bande passante modale effective minimale calculée (EMBc) est une mesure de la largeur de bande du système pour fibre OM3 qui offre la mesure la plus souhaitable et la plus précise, par rapport à la technique de retard de mode différentiel (DMD). Avec minEMBc, une valeur de bande passante réelle et évolutive est calculée, permettant de prédire de manière fiable les performances pour différents débits de données et différentes longueurs de liaison. Avec une solution de connectivité utilisant la fibre OM3 qui a été mesurée à l'aide de la technique minEMBc, l'infrastructure optique déployée dans le centre de données répondra aux critères de performance de bande passante définis par l'IEEE.

• perte d'insertion. Il s'agit d'un paramètre de performance critique dans les déploiements actuels de câblage de centre de données. La perte totale de connecteurs dans un canal système a une incidence sur la capacité d'un système à fonctionner sur la distance maximale supportable pour un débit de données donné. À mesure que la perte totale de connecteur augmente, la distance supportable à ce débit diminue. La proposition de base actuellement adoptée pour les transmissions multimodes 40 et 100 GbE indique une perte totale de connecteur de 1,5 dB pour une distance de fonctionnement allant jusqu'à 100 mètres. Par conséquent, vous devez évaluer les spécifications d'insertion-perte des composants de connectivité lors de la conception des infrastructures de câblage de centre de données. Avec des composants de connectivité à faibles pertes, une flexibilité maximale peut être obtenue avec la possibilité d'introduire plusieurs couplages de connecteurs dans le lien de connectivité.

Pour optimiser les performances en répondant aux exigences du centre de données, la topologie de l'infrastructure de câblage ne doit pas être sélectionnée seule.

• oblique. L'asymétrie optique - la différence de temps de vol entre des signaux lumineux circulant sur des fibres différentes - est une considération essentielle pour la transmission par l'optique parallèle. En cas de biais excessif ou de retard sur les différents canaux, des erreurs de transmission peuvent se produire. Bien que les exigences en matière d’asymétrie du câblage soient encore à l’étude au sein du groupe de travail, le déploiement d’une solution de connectivité à performances asymétriques strictes garantit la compatibilité de l’infrastructure de câblage dans diverses applications. Par exemple, Infiniband, un protocole utilisant une transmission par optique parallèle, a un critère de biais de câblage de 0,75 ns. Lors de l’évaluation des solutions d’infrastructure de câblage optique pour les applications 40 et 100 GbE, choisir celle qui répond au besoin d’asymétrie garantit des performances non seulement pour les débits 40 et 100 GbE, mais également pour les débits binaires de 32 Gbits / s et plus pour Infiniband et Fibre Channel . De plus, les solutions de connectivité à faible asymétrie valident la qualité et la cohérence des conceptions et des terminaisons de câbles pour fournir un fonctionnement fiable à long terme.

Déploiement dans le centre de données

Les déploiements recommandés de l'infrastructure de câblage dans le centre de données sont basés sur les instructions fournies dans les cassettes standard d'infrastructure de télécommunications TIA-942, telles que celle-ci, comportant des entrées d'un côté pour les câbles de réseau de base raccordés à des connecteurs de type MTP. De l’autre côté, visibles ici, se trouvent les ports duplex LC standard dans lesquels sont connectés les cordons de brassage de l’équipement du centre de données.

Le choix d'une solution de connectivité de haute qualité offrant une perte d'insertion faible et éliminant les problèmes de bruit modal garantit la fiabilité et les performances de l'infrastructure de câblage du centre de données.

Pour optimiser les performances en répondant aux exigences du datacenter, la topologie de l'infrastructure de câblage ne doit pas être sélectionnée seule. la topologie d'infrastructure et les solutions de produits doivent être considérées à l'unisson.

Le câblage déployé dans le centre de données doit être sélectionné pour prendre en charge les applications à haut débit de demain, telles que 100 GbE, Fibre Channel et Infiniband. En plus d'être la seule qualité de fibre multimode à être incluse dans les normes 40 et 100 GbE, l'OM3 fournit les performances les plus élevées pour les besoins actuels. Avec une largeur de bande de 850 nm égale ou supérieure à 2 000 MHz / km, la fibre OM3 offre la portée étendue souvent requise pour les installations de câblage structuré dans le centre de données. La connectivité fibre OM3 continue d’offrir la solution d’infrastructure et d’électronique au prix le plus bas pour les applications à courte portée dans le centre de données.

Outre les exigences de performances, le choix de la connectivité physique est également important. Étant donné que la technologie parallélétique requiert la transmission de données sur plusieurs fibres simultanément, un connecteur multifibre ou multidisque est requis. L'utilisation de la connectivité MTP dans les installations actuelles offre un moyen de migrer vers cette interface optique parallèle multi-fibres si nécessaire.

Les solutions MTP terminées en usine permettent la connectivité via un système plug-and-play. Pour répondre aux besoins des applications Ethernet et Fibre Channel série actuelles, un câblage à terminaison MTP est installé dans des modules prédéfinis, ou des cassettes. Ces modules permettent de faire la transition du connecteur MTP sur le réseau fédérateur. Lorsque les utilisateurs migrent vers 40 ou 100 GbE, les modules et les cordons de brassage LC sont retirés et remplacés par des panneaux d'adaptateur MTP (comme celui-ci) et des cordons de brassage MTP pour une installation dans des interfaces optiques parallèles.

La connectivité dans les composants électroniques du centre de données s’effectue par le biais d’un cordon de raccordement duplex LC standard à partir du module. Lorsque vient le temps de migrer vers 40 ou 100 GbE, les cordons de brassage de module et LC Duplex sont retirés et remplacés par des panneaux d'adaptateur MTP et des cordons de brassage pour une installation dans des interfaces optiques parallèles. Plusieurs niveaux de perte de performance sont disponibles pour les solutions de connectivité MTP. De même que la perte de connecteur doit être prise en compte avec les applications actuelles telles que Fibre Channel et 10 GbE, la perte d’insertion sera également un facteur critique pour les applications à 40 et 100 GbE. Par exemple, IEEE 802.3 définit une distance maximale de 300 mètres sur une fibre multimode OM3 pour 10 GbE (10GBase-SR). Pour atteindre cette distance, une perte totale de connecteur de 1,5 dB est requise. Lorsque la perte totale de connecteur dans le canal augmente au-delà de 1,5 dB, la distance supportable diminue. Lorsque des distances étendues ou des connexions multiples de connecteurs sont nécessaires, des modules de performance à faible perte et une connectivité peuvent être nécessaires.

En outre, pour éliminer les effets potentiels du bruit modal avec l’augmentation de la perte totale de connecteurs, les solutions doivent avoir été soumises à des tests de bruit modal du système 10 GbE par le fabricant de la connectivité. Le choix d'une solution de connectivité de haute qualité offrant une perte d'insertion faible et éliminant les problèmes de bruit modal garantit la fiabilité et les performances de l'infrastructure de câblage du centre de données.

Solutions basées sur MTP

Grâce à leur modularité et à leur optimisation inhérentes à une installation de câblage structuré flexible, les systèmes à fibres optiques OM3 basés sur MTP peuvent être installés pour être utilisés dans les applications de centre de traitement de données tout en offrant une voie de migration facile vers les futures technologies à plus grande vitesse, telles que 40 et 100 GbE. .

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