Οδηγός για την Αναβάθμιση Κέντρων Δεδομένων με Καλωδίωση 10Gbe

Είστε απογοητευμένοι από τις αργές ταχύτητες δικτύου; Το κέντρο δεδομένων σας αισθάνεται σαν να έχει κολλήσει στη λάσπη; Είναι ώρα να αναβαθμίσετε το δίκτυό σας και να αγκαλιάσετε την εξαιρετικά γρήγορη εμπειρία των 10GbE!Αυτός ο ολοκληρωμένος οδηγός θα σας οδηγήσει σε κάθε πτυχή της καλωδίωσης 10GbE, από τους τύπους καλωδίων μέχρι τις επιλογές συνδέσμων και τις βέλτιστες πρακτικές, βοηθώντας σας να δημιουργήσετε ένα αποτελεσματικό, σταθερό περιβάλλον μετάδοσης δεδομένων που θα κάνει πραγματικά το κέντρο δεδομένων σας να ανεβαίνει.

Από την εισαγωγή της το 2002, η τεχνολογία 10 Gigabit Ethernet (10GbE) θεωρείται το μέλλον των δικτύων υψηλής ταχύτητας.Ενώ η έγκαιρη υιοθέτηση ήταν αργή λόγω μερικών προβλημάτων συμβατότητας προς τα πίσω με τις παλαιότερες τεχνολογίες Ethernet και τα υψηλά κόστηΗ εκρηκτική ανάπτυξη των εφαρμογών cloud computing, big data και τεχνητής νοημοσύνης έχει δημιουργήσει εκθετική ζήτηση για εύρος ζώνης δικτύου.Το 10GbE γίνεται η προτιμώμενη λύση για κέντρα δεδομένων και επιχειρηματικά δίκτυα, χάρη στις εξαιρετικές του επιδόσεις και στα ολοένα και πιο προσιτά του κόστη.

Η επιλογή του σωστού καλωδίου είναι ζωτικής σημασίας στον κόσμο των 10GbE. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι που πρέπει να ληφθούν υπόψη: χαλκός και ίνες.Τα καλώδια οπτικών ινών χρησιμοποιούνται όλο και περισσότεροΑυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σε υψηλές ταχύτητες gigabit (10Gb+), τα καλώδια χαλκού παρουσιάζουν σημαντική εξασθένιση του σήματος κατά τη διάρκεια της μετάδοσης υψηλής συχνότητας.που οδηγεί σε υποβαθμισμένη ποιότητα σήματος που επηρεάζει την απόσταση μετάδοσης και τη σταθερότηταΑυτή η εξασθένιση του σήματος αναφέρεται συχνά ως "υπερβολικός θόρυβος" ή "χαμηλός λόγος σήματος/θόρυβου".

Για εφαρμογές μικρών αποστάσεων (όπως μέσα σε ένα ντουλάπι ή μεταξύ γειτονικών ντουλαπιών), τα καλώδια χαλκού παραμένουν μια οικονομικά αποδοτική επιλογή.Τα καλώδια οπτικών ινών προσφέρουν ανώτερα πλεονεκτήματα.

Τα καλώδια οπτικών ινών διαιρούνται περαιτέρω σε ίνες μονοτρόπου (SMF) και πολυτρόπου (MMF), που διακρίνονται κυρίως από τη διάμετρο του πυρήνα ινών και τη λειτουργία μετάδοσης φωτός.

• Μονότροπος ίνες (SMF):Με διάμετρο πυρήνα περίπου 9 μικρομέτρων (μm), η SMF επιτρέπει τη διέλευση μόνο ενός τρόπου φωτεινού σήματος,με αποτέλεσμα μικρότερη διατροφική διασπορά και υποστήριξη μεγαλύτερων αποστάσεων μετάδοσηςΗ SMF υποστηρίζει συνήθως αποστάσεις μεγαλύτερες από 10 χιλιόμετρα, με ορισμένες υλοποιήσεις να φτάνουν τα 80-100 χιλιόμετρα ή περισσότερο, ανάλογα με την ταχύτητα μετάδοσης, τον τύπο του δέκτη, το μέγεθος της συσκευής ή το μέγεθος της συσκευής.και κατανομή πιστώσεων αποθέματος ασφαλείας σε διακόπτες.
• Πολλαπλής λειτουργίας ίνες (MMF):Διαθέτοντας μεγαλύτερες διαμέτρους πυρήνα (συνήθως 50 μm ή 62,5 μm), η MMF επιτρέπει την ταυτόχρονη διέλευση πολλαπλών τρόπων φωτεινών σημάτων.Η ΑΧΧ υποστηρίζει μικρότερες αποστάσεις μετάδοσηςΕνδιαφέρον είναι ότι η διαφορά κόστους μεταξύ των καλωδίων ενιαίας και πολλαπλής λειτουργίας είναι ελάχιστη.αλλά άλλα στοιχεία στις συνδέσεις SMF (όπως οι δέκτες-διαβιβαστές) είναι συνήθως πιο ακριβά από τα αντίστοιχα MMF.

Όταν σχεδιάζετε την καλωδίωση του κέντρου δεδομένων, είναι απαραίτητο να λάβετε υπόψη ότι τα καλώδια οπτικών ινών έχουν συνήθως διάρκεια ζωής 15 έως 20 ετών.και τα παλιά ποσοστά δεδομένων είναι κρίσιμηΕπιπλέον, η εγκατάσταση μεγάλων ποσοτήτων νέων καλωδίων σε υπάρχοντα κέντρα δεδομένων μπορεί να απαιτεί πολλή εργασία, απαιτώντας προσεκτικό σχεδιασμό και υλοποίηση.

Τα καλώδια οπτικών ινών ταξινομούνται επίσης διαφορετικά με βάση το υποστηριζόμενο εύρος ζώνης:

• Πολυδιάστατη ίνα:OM1, OM2, OM3, OM4
• Μοναδική ίνα:ΕΠ1

Επί του παρόντος, ο πιο κοινός τύπος καλωδίου οπτικών ινών 10GbE είναι ο 10GBASE-SR, ο οποίος χρησιμοποιεί συνδέσμους SFP + και είναι εξοπλισμένος με οπτικούς δέκτες-αποδέκτες για μετάδοση 10Gb.Αυτά τα καλώδια είναι επίσης γνωστά ως καλώδια οπτικών ινών μικρού βεληνεκούς, κατάλληλο για συνδέσεις εντός κέντρων δεδομένων ή μεταξύ γειτονικών ντουλαπιών.

Το 10GBASE-LR είναι ένα καλώδιο οπτικών ινών "μακρής εμβέλειας" που υποστηρίζει καλώδια και συνδέσμους ενιαίας μορφής ινών, καθιστώντας το ιδανικό για εφαρμογές που απαιτούν μετάδοση μεγάλων αποστάσεων.Το OM3 και το OM4 είναι νεότερες πολυ-τρόπους ίνες που έχουν "λειτουργήσει με λέιζερ" (LOMMF) για να υποστηρίξουν εφαρμογές 10GbEΑυτοί οι τύποι καλωδίων είναι επίσης οι μόνες πολυμέθοδοι ίνες που περιλαμβάνονται στο πρότυπο IEEE 802.3ba 40G/100G Ethernet, που εγκρίθηκε τον Ιούνιο του 2010.Οι ταχύτητες μετάδοσης 40G και 100G επιτυγχάνονται μέσω της παράλληλης σύνδεσης πολλαπλών καναλιών χρησιμοποιώντας ειδικούς τύπους συνδέσμων πολλαπλών καναλιών (ή πολλαπλών λωρίδων).

Το πρότυπο προσδιορίζει ότι στις εφαρμογές 40GbE και 100GbE, το OM3 υποστηρίζει μια αναμενόμενη εμβέλεια έως 100 μέτρων, ενώ το OM4 υποστηρίζει έως 150 μέτρα.και οι πραγματικές υποστηριζόμενες αποστάσεις μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τα μελλοντικά προϊόντα 40GbE και 100GbEΓια περισσότερες λεπτομέρειες, ανατρέξτε στην ενότητα "Τύποι συνδέσμων" παρακάτω.

Για να φιλοξενήσει ολοένα και πιο περίπλοκα περιβάλλοντα καλωδίωσης κέντρου δεδομένων, το νέο πολυ-τρόπος OM2, OM3,και OM4 (50 μm) και μονό-μόδιο OS1 (9 μm) καλώδια οπτικών ινών έχουν αναπτυχθεί με βελτιωμένη αντοχή στην κάμψηΤα καλώδια αυτά αναφέρονται ως "βελτιωμένα προς την καμπύλη", "μη ευαίσθητα προς την καμπύλη" ή με "βελτιωμένη απόδοση καμπύλης".,Τα καλώδια αυτά διατηρούν ελάχιστη απώλεια σήματος ή "απώλεια κάμψης".

Η ενιαία ίνα OS1 χρησιμοποιείται συνήθως για μετάδοση μεγάλων αποστάσεων, υποστηρίζοντας αποστάσεις έως και 10.000 μέτρα (6,2 μίλια) με τυποποιημένους δέκτες,και ακόμη μεγαλύτερες αποστάσεις με εξειδικευμένους δέκτες και υποδομές μεταγωγήςΚάθε τύπος καλωδίου με πολυμέθοδο και μονομέθοδο ενσωματώνει δύο μήκη κύματος, με το μεγαλύτερο μήκος κύματος να χρησιμοποιείται για συνδέσεις μεγαλύτερης απόστασης.

Τα εσωτερικά καλώδια οπτικών ινών είναι σχεδιασμένα για εσωτερικά κτίρια, ενώ τα εξωτερικά καλώδια (γνωστά επίσης ως εξωτερικά εργοστάσια ή OSP) είναι κατάλληλα για εξωτερικές εφαρμογές,που διαθέτουν ανθεκτικές στις ακτινοβολίες UV και ανθεκτικές στα υγρά και την κατάψυξηΤα καλώδια εσωτερικού/εξωτερικού χώρου συνδυάζουν τις προστατευτικές ιδιότητες των καλωδίων εξωτερικού χώρου με τα αντιφωτιστικά γιλέκα, επιτρέποντας την ανάπτυξη πέραν των μέγιστων αποστάσεων OSP στις εισόδους των κτιρίων,μείωση της ανάγκης για μεταβατικές συνδέσεις και συνδέσεις.

Ο παρακάτω πίνακας δείχνει την υποστήριξη απόστασης και ταχύτητας για διαφορετικούς τύπους καλωδίων οπτικών ινών σε μήκος κύματος 850 nm. Σημειώστε ότι τα καλώδια μήκους κύματος 1300 nm μπορούν να υποστηρίξουν μεγαλύτερες αποστάσεις.

Παρακάτω είναι οι κοινές κατηγορίες καλωδίων χαλκού 10GbE:

Ο πιο κοινός τύπος καλωδίου χαλκού 10GbE σήμερα είναι ο 10GBASE-CR, ο οποίος χρησιμοποιεί καλώδια Direct Attach Copper (DAC) με συνδέσμους SFP +.Οι συνδετήρες αυτοί έχουν τις ίδιες διαστάσεις και τον ίδιο συντελεστή σχήματος με τους συνδετήρες SFP + για καλώδια οπτικών ινώνΤα καλώδια 10GBASE-CR είναι συνήθως διαθέσιμα σε μήκους 1m, 3m, 5m, 7m, 8.5m και μεγαλύτερα.με τα 3m και 5m να είναι τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα.

Οι παθητικές συνδέσεις χαλκού είναι κοινές σε πολλές διεπαφές. Ωστόσο, καθώς αυξάνονται οι ρυθμοί μετάδοσης, τα παθητικά καλώδια χαλκού δεν μπορούν να παρέχουν τις απαιτούμενες αποστάσεις και καταλαμβάνουν υπερβολικό φυσικό χώρο.ΣυνεπώςΗ βιομηχανία κινείται προς τις διεπαφές ενεργού καλωδίου χαλκού για να καλύψει τις απαιτήσεις σύνδεσης υψηλότερης ταχύτητας.επιτρέποντας λεπτότερα διαμετρικά σύρμα που βελτιώνουν την απόσταση μετάδοσης, ευελιξία καλωδίων και ροή αέρα.

Τα καλώδια 10GBASE-T είναι παρόμοια με εκείνα που χρησιμοποιούνται για το 1000BASE-T, αλλά δεν είναι πανομοιότυπα.Αυτά τα καλώδια υποστηρίζουν τις υψηλότερες συχνότητες που απαιτούνται για μετάδοση 10GbΤα καλώδια πρέπει να είναι πιστοποιημένα για τουλάχιστον 500MHz για να διασφαλιστεί η συμμόρφωση με τα πρότυπα 10GBASE-T.Τα καλώδια κλάσης F) είναι επίσης πιστοποιημένα για συμμόρφωση με το 10GBASE-T και χρησιμοποιούνται συνήθως στην Ευρώπη.. Τα καλώδια Cat6 μπορούν να λειτουργήσουν σε 10GBASE-T αναπτύξεις έως 55 μέτρα, αλλά θα πρέπει να δοκιμαστούν πρώτα.

Τα καλώδια 10GbE είναι διαθέσιμα με διάφορους τύπους συνδέσμων.η ταχύτερη συνήθως διαθέσιμη ταχύτητα συνδέσμου ήταν 10 Gbps ανά λωρίδαΣήμερα, οι υψηλότερες ταχύτητες επιτυγχάνονται με τη σύνδεση πολλαπλών λωρίδων παράλληλα, όπως 4x10 (40Gbps), 10x10 (100Gbps), 12x10 (120Gbps), κλπ.Οι περισσότερες τρέχουσες υλοποιήσεις 40GbE και 100GbE χρησιμοποιούν πολλαπλές λωρίδες 10GbE και θεωρούνται λύσεις που συνδέονται με κανάλια.

Συνοπτικά, οι πιο συνηθισμένοι τύποι καλωδίων 10GbE σήμερα χρησιμοποιούν συνδέσμους SFP +.

• Σύνδεση μικρών αποστάσεων:Για συνδέσεις εντός ενός ντουλαπιού ή μεταξύ γειτονικών ντουλαπιών, χρησιμοποιήστε DAC με συνδέσεις SFP+, γνωστές επίσης ως 10GBASE-CR.
• Συνδέσεις μεσαίας απόστασης:Για συνδέσεις μεσαίων αποστάσεων, χρησιμοποιήστε καλώδια πολυμέτωπων ινών (LOMMF) βελτιστοποιημένα με λέιζερ με συνδέσμους SFP +, ειδικά OM3 ή OM4.
• Συνδέσεις μεγάλων αποστάσεων:Για συνδέσεις μεγάλων αποστάσεων, χρησιμοποιήστε καλώδια ενιαίας μορφής ινών (OS1), επίσης γνωστά ως 10GBASE-LR.
• Συνδέσεις 10GBASE-T:Εάν η υποδομή εναλλαγής Ethernet και οι προσαρμογείς δικτύου σας υποστηρίζουν καλώδια και συνδέσμους 10GBASE-T (RJ45), χρησιμοποιήστε καλώδια Cat6 ή Cat6a.όχι οι προσαρμογείς στο περιβάλλον σας.