Inspelen op de snel groeiende behoefte aan meer snelheid

Lee Funnell van Siemon onderzoekt in dit artikel hoe ethernet-applicaties zich in het datacenter ontwikkelen. Ook vraagt hij zich af welke bekabelingsinfrastructuur nodig is om aan de behoefte aan hogere snelheden te kunnen voldoen. 

Het Internet of Things (IoT) produceert iedere dag nieuwe apparaten die verbinding maken met en communiceren via het netwerk. Volgens schattingen van Gartner zijn er dit jaar maar liefst 14,2 miljard aangesloten apparaten in gebruik. Al deze apparaten produceren enorme hoeveelheden gegevens die met steeds hogere snelheden moeten worden verzonden, verwerkt en opgeslagen. Daarmee neemt de druk op de IT om aan deze netwerkeisen te voldoen steeds verder toe. 

In het datacenter - zowel aan de randen (beter bekend als ‘edge’) als in de backbone - zien we dat de toepassingssnelheden snel moeten toenemen om deze IoT-ontwikkeling te kunnen ondersteunen. Maar wat betekent dit voor de bekabelingsinfrastructuur? Hoe kan de bekabelingsinfrastructuur aan deze almaar toenemende eisen en wensen tegemoet komen? En wat moet er worden geïnstalleerd? 

Aan de rand (edge)

Aan de rand van het datacenter worden nu switch-naar-server-snelheden van meer dan 10 Gb/s bereikt. Deze snelheden groeien de komende tijd naar 40 Gb/s en hoger om aan de almaar groeiende behoefte aan connectiviteit tegemoet te kunnen komen. Dit heeft geresulteerd in de ontwikkeling van 25GBASE-T en 40GBASE-T Ethernet-toepassingen voor dit deel van het datacenter. 

De 2 GHz bandbreedte die nodig is om 25 Gb/s en 40 Gb/s doorvoer te ondersteunen, heeft geleid tot een nieuwe generatie bekabeling. Het gaat om Categorie 8 klasse I (opgebouwd uit categorie 8.1, met gebruikmaking van RJ45-componenten) en klasse II (opgebouwd uit categorie 8.2 met gebruikmaking van niet-RJ45-componenten) met afgeschermde bekabeling van categorie 8 (opgebouwd uit categorie 8-componenten). Deze ondersteunen bandbreedtes tot 2 GHz en channel-afstanden van 30 meter waarbij in het channel niet meer dan 2 connectoren zijn opgenomen. 

Deze kanalen en de nieuwe 25G/40GBASE-T-toepassingen die zij ondersteunen zijn specifiek gericht op de inzet aan de 'rand' van het datacenter waar de verbindingen tussen servers en switches worden gemaakt. Ontwerpers van datacenters die hun rack- en kastindelingen zodanig kunnen kiezen dat zij met maximaal 30-meter kanaalverbindingen kunnen werken, zullen in de toekomst eenvoudig kunnen migreren naar 25G/40GBASE-T. 

In de afgelopen maanden is de industrie begonnen met het op de markt brengen van Categorie 8-technologie. Categorie 8.2 wint aan kracht, waarbij de Siemon TERA-connector (zonder enige vorm van herontwerp sinds de release in 1989) het eerste commercieel uitgebrachte Categorie 8.2-systeem is. 

Rechtstreekse aansluitingen voor ToR-toepassingen

Voor datacenters die gebruikmaken van een top of rack (ToR) architectuur, bieden HST-oplossingen (High Speed Interconnect) een effectieve manier om actieve apparatuur aan te sluiten. Deze point-to-point-kabels zijn bedoeld voor zowel switch-to-switch-, switch-to-server- of switch-to-storage-toepassingen. Deze kabels ondersteunen verschillende snelheden, van 10Gb/s tot 100Gb/s. Datacenter managers doen er goed aan op zoek te gaan naar leveranciers die deze kabels in verschillende kleuren aanbieden om bijvoorbeeld A- en B-routes te onderscheiden en het kabelbeheer te vereenvoudigen. HSI's die beschikbaar zijn in stappen van 1 meter zullen het kabelbeheer en de luchtstroom verbeteren. Ze zorgen bovendien voor een netter uiterlijk in tegenstelling tot de kabels die normaal gesproken in lengtes van 5 of 7 meter worden geleverd. 

In de backbone

In de backbone zien we nu snelheden van 200 Gb/s en binnenkort zelfs 400 Gb/s ethernet-snelheden om toepassingen in dit deel van het datacenter die veel bandbreedte vereisen te ondersteunen. Het IEEE 802.3bs-amendement specificeert de eerste generatie 400 Gb/s-glasvezeltoepassingen voor gebruik via single-mode (400GBASE-DR4, 400GBASE-FR8 en 400GBASE-LR8) en multimode (400GBASE-SR16) bekabeling. Ondertussen ontwikkelen de IEEE P802.3cm 400 Gb/s over Multimode Fibre, IEEE P802.3ct 100 Gb/s en 400 Gb/s over DWDM-systemen, en IEEE P802.3cu 100 Gb/s en 400 Gb/s over SMF bij 100 Gb/s. De Wavelength Task Forces werken aan efficiëntere implementaties van 400 Gb/s single-mode en multimode. 

In het licht van deze ontwikkelingen dienen datacenter managers zich nu een belangrijke vraag te stellen: welke datacenterbekabelingstechnologie kan de migratie naar deze toekomstige toepassingen efficiënt ondersteunen? 

Zowel 200 als 400 Gb/s toepassingen zullen data verzenden over aantallen vezels die deelbaar zijn door 2 of 8. In bestaande installaties vinden we echter vaak 12-vezelige MTP-connectiviteit. Als 12-vezelige MTP-connectiviteit wordt gebruikt om huidige en toekomstige 8-vezelige toepassingen te ondersteunen, zullen slechts 8 van de 12 vezels in gebruik worden genomen. Vier vezels ofwel 33% van de vezels worden dan niet gebruikt, wat leidt tot een aanzienlijke verspilling van de aanwezige vezelcapaciteit. 

8-vezel/MTP-oplossingen kunnen dit probleem oplossen en worden ten zeerste aanbevolen voor gebruik in nieuwe datacenter-implementaties. De reden is dat 8-vezelige MTP-backbonebekabeling en 8-vezelige MTP-jumpers een 100 procent benutting van de beschikbare vezelcapaciteit opleveren. Ze bieden niet alleen de meest efficiënte, kosteneffectieve en best presterende optie voor de huidige 8-vezelige 40 en 100 Gigabit toepassingen zoals 40GBASE-SR4 en 100GBASE-SR4. Ze bieden bovendien ook een zeer belangrijk en eenvoudig migratiepad naar de volgende generatie 200 Gb/s en 400 Gb/s toepassingen. 

Voor datacenterfaciliteiten die al 12-vezel MTP-oplossingen hebben geïnstalleerd en die op zoek zijn naar ondersteuning voor huidige en toekomstige 8-vezelige toepassingen, kunnen conversiekabels of -modules toepassen. Deze bieden de overgang van twee 12-vezelige MTP's naar drie 8-vezelige MTP's mogelijk maken, zodat 100 procent van de vezels kan worden gebruikt. Het is echter belangrijk er op te wijzen dat conversiekabels en -modules een complexere manier zijn om 100 procent vezelbenutting te bereiken in vergelijking met het gebruik van 8-vezel MTP-oplossingen. Het inzetten van conversiekabels betekent dat 3 poorten offline moeten worden gehaald in het geval van een beschadigde kabel, terwijl conversiemodules extra verliezen (‘insertion loss’) in het kanaal introduceren. Dit beïnvloedt in de regel de algehele prestaties op een negatieve manier - een nadeel dat vaak over het hoofd wordt gezien of niet in overweging wordt genomen. 

Bovendien wordt de speelruimte om insertion loss op te lossen steeds kleiner. Zeker nu datacenters naar hogere snelheden migreren. Om een goede ondersteuning van applicaties te waarborgen, is mijn advies dan ook om glasvezeloplossingen met een laag verlies in te zetten. 

Het lijdt geen twijfel dat het Internet of Things om steeds hogere snelheden vraagt. Deze trend zal zich in de nabije toekomst voortzetten. Datacenter managers doen er goed aan een bekabelingsinfrastructuur te kiezen die kan voldoen aan zowel de huidige behoefte als aan de vraag naar toekomstige functies. 

Lee Funnell is Technical Manager EMEA van Siemon