Flinke wijzigingen in bekabelingsstandaarden op komst

Naar verwachting zullen expertgroepen van ISO/IEC en TIA dit jaar nieuwe versies publiceren van een aantal op bekabeling voor datacenters gerichte standaarden. Valerie Maguire van Siemon bekijkt de belangrijkste wijzigingen en uitbreidingen. 

Voor datacenters en serverruimtes is het van cruciaal belang dat de bekabelingsinfrastructuur die de netwerk- en storage-apparatuur ondersteunt correct wordt gespecificeerd, ontworpen en beheerd. Dit is minstens even belangrijk als een goede energievoorziening, koeling en brandblussing. Verkeerde beslissingen ten aanzien van bekabeling kunnen leiden tot tal van problemen. Die kunnen variëren van trager dan verwachte transmissiesnelheden, onvoldoende netwerkbeveiliging en -flexibiliteit tot het niet kunnen faciliteren van groei. Denk daarnaast ook aan ongebruikte of onvoldoende benutte netwerkpoorten, een slecht uitgebalanceerde verdeling van bekabeling en apparatuur over de beschikbare racks en andere technische problemen die niet alleen kostbaar zijn, maar bovendien lastig op te lossen.

ISO/IEC 11801-5 Part 5

Gelukkig kent de gezamenlijke technische commissie ISO/IEC JTC1 van ISO (International Organization for Standardization) en de IEC (International Electrotechnical Commission) en de TIA’s Telecommunications Cabling Systems Engineering Committee (TIA TR-42) een vergelijkbare doelstelling als het gaat om het ontwikkelen, onderhouden en promoten van standaarden op het gebied van informatietechnologie. Beide expertgroepen komen naar verwachting dit jaar met een geactualiseerde versie van hun op datacenters gerichte bekabelingsstandaarden. Deze nieuwe documenten zullen belangrijke informatie bieden over het ontwerp van datacenters en serverruimtes, het plannen van facilitaire voorzieningen en het specificeren van bekabelingssystemen voor het maximaliseren van ‘quality of service’ en ‘return on investment’.

De bekende ISO/IEC-11801 editie 2.0 getiteld ‘Information Technology - Generic Cabling for Customer Premises’ ondergaat momenteel een uitgebreide revisie die zal leiden tot een significante herschikking van de inhoud. Deze verandering is nodig om te komen tot een stroomlijning van de eisen die gesteld dienen te worden aan netwerkomgevingen in bedrijfstoepassingen, datacenters, intelligente gebouwen en andere toepassingen. De nieuwe structuur van het document is afgestemd op de algemene structuur die TIA toepast voor generieke en klantspecifieke bekabelingsspecificaties. Daarmee verwacht ISO/IEC dat gebruikers sneller en gemakkelijker relevante informatie kunnen vinden.

Als onderdeel van dit proces wordt de ISO/IEC 24764 editie 1.0 (‘Information Technology - Generic Cabling Systems for Data Centres’) momenteel aangepast. Deze norm zal straks worden gepubliceerd als de ISO/IEC 11801-5 getiteld ‘Information Technology - Generic Cabling for Customer Premises - Part 5: Data Centres’. ISO/IEC 11801-5 bevindt zich momenteel in de laatste fase voordat over de nieuwe tekst kan worden gestemd. Deze stemming zal naar verwachting eind augustus zijn afgerond. Als de nieuwe tekst inderdaad het gewenste aantal voorstemmen behaalt, kan de standaard vervolgens worden gepubliceerd.

ANSI/TIA-942-B

TIA werkt ook aan een revisie en een actualisering van haar standaard voor datacenterbekabeling. Deze standaard is inmiddels toe aan zijn derde editie en zal straks worden gepubliceerd als ANSI/TIA-942-B getiteld ‘Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers’. TIA-942-B circuleert momenteel al onder partijen in de industrie en zal naar verwachting in juni worden geaccordeerd, waarna men tot publicatie kan overgaan.

Met een handvol voor de hand liggende uitzonderingen - zoals ISO/IEC’s onderkenning van categorie 7_A/class F_A-bekabeling - is de inhoud van ISO/IEC 11801-5 en TIA-942-B goed op elkaar afgestemd en geharmoniseerd. Het is belangrijk om vast te stellen dat beide documenten alleen ingaan op de specificaties voor generieke bekabeling voor datacenters en serverruimtes. Dit betekent dat de specificaties zorg dragen voor interoperabiliteit tussen bekabelingsproducten van meerdere fabrikanten. Hierdoor is een grote hoeveelheid netwerkapparatuur beschikbaar die een brede reeks van applicaties mogelijk maakt.

Beide standaarden kennen twisted-pair, multimode fiber en single-mode fiber bekabeling, waarbij TIA-942-B tevens voor bepaalde toepassingen in het datacenter breedband coax-topologieën beschrijft. Noch ISO/IEC 1180-5 noch TIA-942-B bevatten specificaties voor twinax-bekabeling, zoals SFP+, QSFP of actieve optische bekabeling (AOC ofwel ‘active optical cable’). De reden hiervoor is dat dit componenten zijn die bedoeld zijn voor specifieke toepassingen. Deze componenten moeten worden vervangen wanneer de apparatuur en de technologie die zij ondersteunen wordt opgewaardeerd.

Class I en II en categorie 8

Ook zijn in ISO/IEC 11801-5 en TIA-942-B aanzienlijke aanpassingen aangebracht om transmissieschema’s op basis van twisted-pair met hogere prestaties, wideband multimode fiber en parallelle optische fiber (ofwel systemen met meer dan één vezel voor zenden van data en één vezel voor ontvangen) mogelijk te maken. De minimumeisen die gesteld dienen te worden aan twisted-pair of optische bekabeling om te voldoen aan de standaarden zijn verder opgeschroefd. Ook zijn in de nieuwe normtekst adviezen opgenomen om diepere en bredere kabinetten te gebruiken, heeft men best practices beschreven om een te scherpe radius bij optische kabels te voorkomen, terwijl men ook ingaat op het correct labellen en beheren van bekabeling om patchen eenvoudiger te maken.

Vorig jaar hebben ISO en IEC specificaties gepubliceerd voor class I- (samengesteld uit categorie 8.1-componenten) en class II-bekabeling (samengesteld uit categorie 8.2-componenten). Op zijn beurt heeft TIA nieuwe specificaties uitgebracht voor categorie 8-bekabeling. Deze nieuwe mediatypes zijn bedoeld voor het ondersteuning van IEEE 8702.3bq-2016 25G/40GBASE-T-toepassingen over 30 meter lange channels met twee connectoren en die speciaal bedoeld zijn voor zogeheten ‘edge’-toepassingen in datacenters. Dit zijn applicaties waarbij servers met switches worden verbonden. Uiteraard is deze topologie - waarbij van een kortere lengte sprake is en bovendien minder connectoren - in zowel ISO/IEC 11801-5 en TIA-942-B opgenomen. Bovendien voegt ISO/IEC 11801-5 class I- en class II-media toe aan de lijst toegestane bekabelingstypen en kent TIA-942-B nu ook categorie 8-media. Aangezien het belang van 10 Gb/s transmissiesnelheden in het datacenter sterk is toegenomen, vereist ISO/IEC 11801-5 nu het gebruik van categorie 6_A/class E_A, terwijl TIA-942-B nu voor twisted-pair minimaal categorie 6A vereist.

200 en 400 Gb/s

Veel nieuwe Ethernet multimode optische fiber-toepassingen - denk aan 100GBASE-SR4 en 200GBASE-SR4 - maken gebruik van een parallelle transmissie van signalen om snelheden die groter zijn dan 100Gb/s te ondersteunen over afstanden tot 100 meter via OM4 optische kabels. Minstens zo opwindend is het werk dat momenteel wordt verricht door de IEEE P802.3 200 Gb/s en 400 Gb/s Ethernet Task Force. Hier is men bezig met het ontwikkelen van een kosteneffectieve single-mode Ethernet-verbinding die gebruik maakt van parallelle transmissie over afstanden tot 500 meter. Parallelle transmissie van signalen is economisch veel aantrekkelijker dan ‘wave division multiplexing’. Deze techniek maakt gebruik van meer dan 2 optische vezels om de gewenste snelheid te realiseren. Zo is een aanpak waarbij 4 optische vezels met een snelheid van 25 Gb/s zenden en 4 optische vezels met een snelheid van 25 Gb/s data ontvangen een geaccepteerd transmissieschema om tot een bandbreedte van 100 Gb/s te komen.

Dit soort nieuwe oplossingen zullen voorzien in de dringend gewenste flexibiliteit voor core-netwerken, met name voor gebruik in hyperscale datacenters. ISO/IEC 11801-5 en TIA-942-B bevatten uitgebreide adviezen voor het gebruik van connectiviteit op basis van onder andere multi-fiber MPO-12, MPO-16 en MPO-32 interfaces. Dit is noodzakelijk voor het ondersteunen van de parallelle transmissieschema’s die we nu zien ontstaan. Een multimode bekabelingssysteem dat voldoet aan ISO/IEC 11801-5 en TIA-942-B dient minimaal gebruik te maken van 850 nm lasergeoptimaliseerd 50/125 m OM3. TIA-942-B beveelt daarnaast aan om OM4 of OM5 multimode fiber toe te passen.

Snel toepassen in de praktijk

Ieder datacenter en iedere serverruimte kent eigen eisen en wensen ten aanzien van omvang, samenstelling van de opgestelde apparatuur en algehele architectuur. Vertakkingspunten tussen zones kunnen zich aan het einde van een rij bevinden maar ook midden in een rij kabinetten. Maar even zo goed kunnen hoofd-vertakkingspunten verbonden zijn aan outlets in patch-panelen die geplaatst zijn bovenin of juist onderin een rack met servers of storage-apparaten. Daarom behandelen ISO/IEC 11901-5 en TIA-942-B uitgebreid het gebruik van dit soort vertakkingsschema’s. Bovendien bieden beide standaarden uitgebreide overzichten van de diverse netwerkarchitecturen - van het traditionele drielagen switching-model tot volledige ‘platte’ fabric-architecturen zoals ‘fat-tree’ en ‘full mesh’ die lage latency en hoge bandbreedte tussen iedere willekeurige twee punten in de fabric mogelijk maken.

Aangezien de bekabelingsstandaarden van ISO/IEC en TIA zijn ontwikkeld op basis van consensus van een grote groep van deskundigen, kunnen gebruikers van deze documenten er zeker van zijn dat de informatie in de normen de beste informatie en ‘best practices’ in de industrie bevatten. Iedere IT-professional die zich bezighoudt met datacenters en serverruimtes kan daarom zijn voordeel doen met ISO/IEC 11801-5 en TIA-942-B. Zij doen er dan ook verstandig aan om direct na publicatie de standaarden aan te schaffen en de inhoud ervan in hun werk toe te passen.

Valerie Maguire, director of standards & technology bij Siemon