Autor:
Ken Hall, RCDD NTS
Categorias
Data CenterNo final de dezembro de 2017, a Associação de Padrões do Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE) adotou o padrão 802.3bs para 200 e 400 Gbps. Entre outras coisas, o padrão abriu o caminho para o 400GBASE-SR16, que exigia 32 fibras multimodo por MPO, fornecendo 16 canais NRZ de 25G. Muito tempo foi dedicado ao 400GBASE-SR16, mas, em poucos anos, ele se tornou obsoleto.
Acontece que, naquela época, colocar 32 fibras em um único conector era um desafio grande demais. Qual é a lição aqui? Talvez seja que, na busca por um desempenho cada vez mais rápido, a praticidade é tão importante quanto a velocidade.
A migração para alta velocidade é um termo relativo, baseado no modelo de negócios e no propósito do operador do centro de dados. As organizações empresariais estão passando de transmissão duplex para transmissão paralela de 10G a 40G, de 25G a 100G e além, para aumentar a capacidade. Atualmente, os líderes da indústria estão prontos para migrar para 800G e, depois disso, para 1.6T. Os projetistas de redes estão avaliando suas opções para garantir que tenham a infraestrutura adequada que permita oferecer desempenho mais rápido, menor latência e mais custo-efetivo.
Quanto ao cabeamento, há muitos links de 12 fibras instalados (e alguns de 24 fibras). Algumas instalações mudaram cedo de 12 fibras para 8 fibras para suportar aplicações, e mais recentemente, outras decidiram dar um salto da opção de 8 fibras, passando diretamente para uma infraestrutura baseada em 16 fibras.
Neste blog, analisaremos algumas abordagens que os centros de dados podem adotar para gerenciar a transição de suas configurações de fibra herdadas para novos designs que os colocam no caminho para 1.6T e além, ou para aquelas aplicações de próxima geração, para atender às suas necessidades de capacidade. Antes de aprofundar nas soluções, um pouco de contexto.
Como chegamos aqui
Para acelerar o desenvolvimento das taxas de dados, aplicações duplex como 10G, 25G e 50G foram agrupadas em designs de quatro canais (quad) para fornecer uma migração confiável e constante para 40G, 100G e 200G. A configuração preferida era o MPO de 12 fibras, o primeiro conector MPO aceito em centros de dados. Embora existisse uma variação de 24 fibras, o de 12 fibras era mais comum, conveniente e utilizado com mais frequência como interface multifibra nos módulos ópticos dos switches.
À medida que os centros de dados migram para aplicações de 8 ou 16 fibras para melhorar o desempenho, as configurações de 12 e 24 fibras tornam-se menos eficientes. A divisão da capacidade do switch usando troncos de 12 e 24 fibras torna-se um desafio maior. Os números simplesmente não batem, deixando capacidade inutilizada na porta do switch ou forçando a combinação de múltiplos cabos troncais em cabos tipo hydra ou array para utilizar completamente as fibras no equipamento. Ironicamente, os cálculos que tornavam o MPO de 12 fibras perfeito para aplicações duplex abaixo de 400G o tornavam muito menos atraente com configurações paralelas a 400G e superiores. Entra em cena o design “octal” de 8 canais: ou seja, 8 canais de recepção e 8de transmissão.
Por que a conectividade de 16 fibras é tão boa?
A partir de 400G, a tecnologia octal de 8 canais e as conexões MPO de 16 fibras tornaram-se o bloco de construção multipar mais eficiente para aplicações troncais. Passar de implementações baseadas em quad para configurações octais dobra o número de conexões, permitindo que os administradores de rede eliminem camadas de switches ou maximizem a apresentação e densidade de fibras na face do switch, enquanto suportam aplicações de taxa de linha. As aplicações atuais estão otimizadas para cabeamento de 16 fibras. Suportar aplicações de 400G e superiores com tecnologia de 16 fibras permite que os centros de dados maximizem a capacidade dos switches ou servidores. Além disso, os agrupamentos de 16 fibras também suportam aplicações de 8, 4 ou 2 fibras sem comprometer nem desperdiçar recursos.
Esse design de 16 fibras, que inclui transceptores, cabos troncais e módulos de distribuição correspondentes, torna-se o bloco de construção comum que permite aos centros de dados avançar através de 400G e além Deseja migrar para 800G usando canais de 100G? Em breve será uma opção utilizar uma única conexão MPO16 ou duas conexões MPO8 a partir de um tronco comum em um único transceptor, o que também fornece plena compatibilidade retroativa. Uma vez que uma taxa de linha de 200G esteja disponível, essa mesma ideia nos levará a 1.6T.
E quanto aos meus links de 8 fibras?
Embora a configuração de 16 fibras possa ser a mais eficiente para velocidades superiores a 400G, ainda há valor nas implementações herdadas de 8 fibras, especialmente para aqueles centros de dados que executam aplicações de até 400G. Para aqueles que atualmente utilizam troncos de 8 fibras e precisam ser atualizados para 16 fibras, a pergunta é: Qual é a melhor maneira de gerenciar isso, e quando?
Essencialmente, você precisa duplicar o número de fibras na frente do painel para suportar a mesma quantidade de portas dentro do painel. Uma forma de fazer isso é substituir os conectores LC existentes na parte frontal pelos conectores SN menores, sempre que for uma opção com o painel de fibra. O empacotamento SN fornece o espaço necessário para pelo menos duplicar a quantidade de fibras no mesmo espaço que um adaptador LC duplex, usando o mesmo tamanho e ferrule testados. Dois conectores MPO8 (posteriores) para 8SN (frontais) em um módulo cabem no mesmo espaço que um módulo com conector MPO8 para 4 duplex LC. Essa mudança libera metade do espaço do painel, permitindo que os centros de dados dupliquem a quantidade de fibras disponíveis e suportem o dobro de portas sem adicionar espaço no rack (que geralmente não está disponível para o Dia 2). É possível adicionar cabos troncais adicionais de forma simples e fácil com gerenciadores de cabos flexíveis. Isso traz importantes benefícios quando se trata de gerenciar os desafios do Dia 2.
Devo passar diretamente para troncos de 16 fibras?
Mas, e se você estiver usando atualmente troncos de 12 ou 24 fibras e agora estiver pronto para passar para uma configuração mais eficiente de 8 ou 16 fibras que corresponda às aplicações? A primeira consideração é o seu modelo de negócios. Você deve considerar a opção de 8 fibras se sua equipe de rede estiver avaliando aplicações que podem exigir um link de 16 fibras? Boa pergunta.
Embora as divisões de 8 fibras estejam ao lado de soluções de 12 ou 24 fibras para aplicações de alta velocidade, em comparação com um design de 16 fibras, há um argumento comercial sólido para esquecer as implementações de troncos de 8 fibras. Qual é a diferença chave entre os dois? A quantidade de portas. A densidade típica de portas MPO é de 72 por unidade de rack. Se o tronco e as aplicações são baseados em 8 fibras, isso significa 72 portas. Se as aplicações passam a ser de 16 fibras, a mesma base de 8 fibras fornece apenas 36 portas.Os troncos de 16 fibras correspondem à aplicação de 16 fibras com 72 por unidade de rack, mas também podem suportar 144 portas de 8 fibras no mesmo espaço.
A realidade para muitas organizações empresariais é que as aplicações de 8 fibras com capacidade de divisão de 4 vias terão uma vida útil de migração mais longa conforme as necessidades de capacidade. No entanto, as eficiências energéticas e o menor custo por gigabit usando divisões de 8 vias disponíveis com portas de 16 fibras podem mudar os modelos antes do originalmente planejado. Passar de conexões de 8 para 16 fibras permite distribuir melhor a capacidade total do switch e, em alguns casos, eliminar alguns switches e seus custos associados. No caso de uma implementação de novo campo (greenfield), a melhor aposta é usar troncos de 16 fibras, que suportam eficientemente o futuro, assim como as aplicações herdadas, sem desperdiçar fibras.
Idealmente, a decisão entre 8 e 16 fibras é melhor tomada de forma colaborativa entre a equipe de cabeamento de infraestrutura e a equipe de redes. No entanto, muitas vezes é a equipe de redes quem toma a decisão, e a equipe de infraestrutura deve encontrar a melhor maneira de realizar a transição.
E quanto às implementações de fibra de 12 ou 24 fibras no legado?
Embora as configurações de 8 fibras e 16 fibras sejam as mais adequadas para as velocidades mais altas que nos levarão a 1.6T e além, a realidade em muitos dos centros de dados atuais, incluindo as instalações de grande escala, é que ainda são utilizados muitos troncos de fibra de 12 fibras.
Suponha que a decisão seja passar de implementações de fibra duplex de 12 e 24 fibras para aplicações paralelas de 8 e 16 fibras. Como fazer essa transição sem uma substituição completa?
Uma forma de fazer isso é utilizando adaptadores e cabos de arranjo; por exemplo, usar LCs na frente de um painel de patch de fibra e um arranjo que termina em quatro LCs duplex conectados a um MPO de 8 fibras. Você também poderia dividir um tronco de 24 fibras em três arranjos de 8 fibras ou dois cabos de 24 fibras conectados a três MPOs de 16 fibras. Um inconveniente da solução de adaptador/array MPO é o gerenciamento de cabos. Os comprimentos de breakout devem ser práticos para serem úteis. Além disso, os transceptores baseados em MPO têm pinos de alinhamento incorporados, exigindo cabos de equipamento sem pinos. Os cabos de equipamento que não têm pinos em ambas as extremidades são os mais simples para os técnicos em campo. Mas a combinação correta de pinos e sem pinos deve aparecer ao longo do canal.
Em resumo: Existem muitas formas de fazer os números funcionarem; o objetivo sempre é o mesmo: suportar os requisitos da aplicação da maneira mais eficiente possível sem deixar fibras nos ports. Os administradores de rede devem priorizar soluções de infraestrutura que possam oferecer tanto os designs antigos de 12 e 24 fibras quanto as configurações de 8 e 16 fibras sem exigir modificações no painel no campo que consomem muito tempo.
Dividir e ajustar a capacidade dentro do painel
Outro requisito chave é ter maior flexibilidade de design no painel de patch. Em um design tradicional de plataforma de fibra, componentes como módulos, cassetes e pacotes de adaptadores são específicos do painel. O impacto mais óbvio dessa limitação é o tempo e custo adicional para implantar tanto novos componentes quanto novos painéis. A consequência mais óbvia dessa limitação é o tempo e o custo adicionais para implantar novos componentes e novos painéis. Ao mesmo tempo, os clientes do centro de dados também devem arcar com os custos adicionais de pedidos e inventário dos produtos.
Em contraste, um design em que todos os componentes do painel são essencialmente intercambiáveis e projetados para se encaixar em um painel comum permite que os projetistas e instaladores reconfigurem e implantem a capacidade de fibra de forma rápida e com o menor custo possível. Da mesma forma, permite que os clientes do centro de dados simplifiquem seu inventário de infraestrutura e seus custos associados.
Suporte de infraestrutura para migrações para maiores velocidades
Em resumo: Quanto mais complexo e abarrotado se torna o ambiente do centro de dados, mais desafiadora se torna a migração para maiores velocidades. O grau de dificuldade aumenta quando a migração envolve a (eventual) mudança para diferentes configurações de fibra. Aqui é onde os administradores de centros de dados se encontram. Como transicionam de suas implementações de fibra de 12 e 24 fibras do legado para rompimentos de fibra de 8 e (particularmente) 16 fibras determinará sua capacidade de aproveitar as capacidades de 800G e além em benefício de suas organizações. O mesmo se pode dizer sobre a quantidade de flexibilidade de design que eles têm no painel de patch.
Esses são os desafios que os administradores de rede enfrentam em instalações na nuvem e de grande escala. No lado positivo, a CommScope tem ajudado a desbravar o caminho para uma migração mais suave e eficiente. Para mais informações sobre nossa infraestrutura modular de fibra de alta velocidade Propel™—com suporte nativo para designs de 16, 8, 12 e 24 fibras—consulte o Guia de Design Propel atual.
