Руководство по модернизации центров обработки данных с кабелями 10GBE

Вы разочарованы медленной скоростью сети? Ваш центр обработки данных чувствует, что он застрял в грязи? Пришло время обновить свою сеть и принять огненно быстрый опыт 10 Гбит!Это всеобъемлющее руководство просветит вас во всех аспектах кабелирования 10GbE, от типов кабелей до выбора разъемов и лучших практик, помогая вам создать эффективную, стабильную среду передачи данных, которая действительно сделает ваш центр обработки данных взлететь.

С момента своего внедрения в 2002 году технология 10 Гбит Ethernet (10GbE) рассматривалась как будущее высокоскоростной сети.В то время как раннее внедрение было медленным из-за частичных проблем с обратной совместимостью с устаревшими технологиями Ethernet и высокими затратами, взрывной рост облачных вычислений, больших данных и приложений искусственного интеллекта создал экспоненциальный спрос на пропускную способность сети.10GbE становится предпочтительным решением для центров обработки данных и корпоративных сетей, благодаря его исключительной производительности и все более доступным затратам.

Выбор правильного кабеля имеет решающее значение в мире 10GbE. Есть два основных типа, которые следует учитывать: медь и волокно.Волоконно-оптические кабели становятся все более широко используемымиЭто связано с тем, что при высоких скоростях гигабитов (10Gb +) медные кабели испытывают значительное ослабление сигнала во время высокочастотной передачи.что приводит к снижению качества сигнала, что влияет на расстояние передачи и стабильностьТакое ослабление сигнала часто называют "чрезмерным шумом" или "низким соотношением сигнала и шума".

Для применения на короткие расстояния (например, внутри шкафа или между соседними шкафами) медные кабели остаются экономически эффективным выбором.Волоконно-оптические кабели предлагают превосходные преимущества.

Волоконно-оптические кабели далее делятся на одномодовые (SMF) и многомодовые (MMF), отличающиеся в первую очередь диаметром ядра волокна и способом передачи света.

• Одномодовые волокна (SMF):С диаметром ядра примерно 9 микрометров (μm), SMF позволяет проходить только одному режиму светового сигнала,что приводит к более низкой интермодальной дисперсии и поддержке более длинных расстояний передачиSMF обычно поддерживает расстояния, превышающие 10 километров, причем некоторые реализации достигают 80-100 километров или более, в зависимости от скорости передачи, типа передатчика,и распределение буферного кредита в коммутаторах.
• Многорежимные волокна (MMF):Благодаря более крупным диаметрам ядра (обычно 50 мкм или 62,5 мкм), MMF позволяет одновременно передавать несколько режимов световых сигналов.РПФ поддерживает более короткие расстояния передачиИнтересно, что разница в стоимости между одномодными и многомодными волоконно-волоконными кабелями сама по себе минимальна.но другие компоненты в SMF-связях (таких как приемопередатчики) обычно дороже, чем их аналоги MMF.

При планировании кабеля центра обработки данных, важно учитывать, что волоконно-оптические кабели обычно имеют срок службы от 15 до 20 лет.и старые скорости данных имеет решающее значениеКроме того, развертывание большого количества новых кабелей в существующих центрах обработки данных может быть трудоемким, что требует тщательного планирования и реализации.

Волоконно-оптические кабели также классифицируются по-разному на основе поддерживаемой пропускной способности:

• Многорежимные волокна:ОМ1, ОМ2, ОМ3, ОМ4
• Одномодовые волокна:ОС1

В настоящее время наиболее распространенным типом волоконно-оптического кабеля 10GbE является 10GBASE-SR, который использует SFP + разъемы и оснащен оптическими приемопередатчиками, предназначенными для передачи 10Gb.Эти кабели также известны как кабели "короткого радиуса действия", подходящий для подключения в центре обработки данных или между соседними шкафами.

10GBASE-LR - это "дальнобойный" волоконно-оптический кабель, который поддерживает одномодовые волоконно-оптические кабели и разъемы, что делает его идеальным для приложений, требующих передачи на большие расстояния.OM3 и OM4 - это более новые многомодовые волокна, которые были "оптимизированы для лазера" (LOMMF) для поддержки приложений 10GbEЭти типы кабелей также являются единственными многомодными волокнами, включенными в стандарт IEEE 802.3ba 40G/100G Ethernet, одобренный в июне 2010 года.Скорости передачи 40G и 100G достигаются путем параллельного объединения нескольких каналов с использованием специальных многоканальных (или многополосных) типов разъемов.

Стандарт указывает, что в 40GbE и 100GbE приложениях OM3 поддерживает ожидаемый диапазон до 100 метров, в то время как OM4 поддерживает до 150 метров.и фактические поддерживаемые расстояния могут варьироваться в зависимости от будущих продуктов 40GbE и 100GbEДля получения дополнительной информации см. раздел "Типы разъемов" ниже.

Чтобы удовлетворить все более сложные среды кабелирования центров обработки данных, новые мультимоды OM2, OM3,и OM4 (50 мкм) и одномодные OS1 (9 мкм) волоконно-оптические кабели были разработаны с повышенной устойчивостью к изгибуЭти кабели называют "оптимизированными для изгиба", "нечувствительными к изгибу" или имеющими "улучшенную производительность изгиба".,Эти кабели сохраняют минимальную потерю сигнала или "потерю изгиба". Иногда используется термин "оптимизированное для изгиба многомодное волокно" (BOMMF).

Одномодное волокно OS1 обычно используется для передачи на большие расстояния, поддерживая расстояния до 10 000 метров (6,2 мили) со стандартными приемопередатчиками,и еще большие расстояния с специализированными передатчиками и коммутационной инфраструктуройКаждый многомодный и одномодный тип волоконно-волоконного кабеля включает в себя две длины волны, причем более высокая длина волны используется для длинных расстояний.

Внутренние волоконно-оптические кабели предназначены для использования внутри зданий, а наружные кабели (также известные как наружные установки или OSP) подходят для наружных применений,с водонепроницаемыми свойствами (против жидкости и заморозки) и устойчивыми к УФ-излучениюВнутренние/внешние кабели сочетают защитные свойства наружных кабелей с огнеупорными жилетами, что позволяет развертывать их за пределы максимальных расстояний OSP на входах в здания,уменьшение потребности в переходных сцеплениях и соединениях.

В таблице ниже показаны расстояние и скорость поддержки для различных типов волоконно-оптических кабелей на длине волны 850 нм. Обратите внимание, что кабели длины волны 1300 нм могут поддерживать более длительные расстояния.

Вот распространенные типы медных кабелей 10GbE:

Наиболее распространенный тип медного кабеля 10GbE на сегодняшний день - 10GBASE-CR, который использует медные кабели Direct Attach Copper (DAC) с SFP+ разъемами.Эти разъемы имеют те же размеры и форм-факторы, что и разъемы SFP+ для волоконно-оптических кабелей10GBASE-CR кабели обычно доступны в длинах 1 м, 3 м, 5 м, 7 м, 8,5 м и дольше.с 3m и 5m наиболее часто используются.

Пассивные медные соединения распространены во многих интерфейсах. Однако, по мере увеличения скорости передачи, пассивные медные кабели не могут обеспечивать необходимые расстояния и занимают чрезмерное физическое пространство.Следовательно,, промышленность переходит к активным интерфейсам медных кабелей для удовлетворения потребностей в более высоких скоростях подключения.позволяет более тонкие размеры проводов, которые улучшают расстояние передачи, гибкость кабеля и воздушный поток.

Кабели и разъемы 10GBASE-T аналогичны тем, которые используются для 1000BASE-T, но не идентичны.Эти кабели поддерживают более высокие частоты, необходимые для передачи 10 Гбит.Кабели должны быть сертифицированы как минимум на частоту 500 МГц, чтобы обеспечить соответствие стандартам 10 ГБАСЭ-Т.Кабели класса F) также сертифицированы на соответствие стандарту 10GBASE-T и широко используются в Европе.Кабели Cat6 могут работать в развертывании 10GBASE-T до 55 метров, но сначала должны быть протестированы.

Кабели 10 ГбЭ доступны с различными типами разъемов. Каждый тип разъемов включает в себя определенное количество полос или каналов.наиболее быстрая обычно доступная скорость соединителя составляла 10 Гбит/с на полосуВ настоящее время более высокие скорости достигаются путем параллельного объединения нескольких полос, таких как 4x10 (40 Гбит / с), 10x10 (100 Гбит / с), 12x10 (120 Гбит / с) и т. д.Большинство текущих реализаций 40GbE и 100GbE используют несколько полос 10GbE и считаются решениями, связанными с каналами..

Подводя итог, наиболее распространенные типы кабелей 10GbE сегодня используют SFP + разъемы.

• Соединения на короткие расстояния:Для соединений внутри шкафа или между соседними шкафами используйте DAC с SFP + разъемами, также известными как 10GBASE-CR.
• Соединения на средние расстояния:Для соединений на средние расстояния используйте лазерно-оптимизированные многомодовые волокнистые кабели (LOMMF) с SFP + разъемами, в частности OM3 или OM4.
• Длинные связи:Для длительных соединений используйте одномодные волоконно-волоконные кабели (OS1), также известные как 10GBASE-LR.
• Соединения 10GBASE-T:Если ваша инфраструктура коммутации Ethernet и сетевые адаптеры поддерживают кабели и разъемы 10GBASE-T (RJ45), используйте кабели Cat6 или Cat6a.не адаптеры в вашем окружении.