Concevoir un système de câblage pour
prendre en charge des vitesses de données toujours croissantes
Les vitesses de transmission des données ne cessent d’augmenter et le besoin de bande passante n’est jamais satisfait. Alors que les prochains sauts de vitesse approchent à grands pas, la nécessité de prendre en charge ces vitesses nécessite des considérations critiques en matière de câblage fibre. Il est important de mettre en œuvre un système de câblage structuré correctement planifié pour prendre en charge plusieurs mises à niveau dans le futur. Pour que cela soit fait correctement, de nombreuses considérations doivent être prises en compte. Voici les principaux :
Comprendre la transmission de données
Le partenariat entre la fibre optique et le câblage est un concept important à comprendre en matière de vitesses de transmission. Premièrement, l’optique active (les composants matériels auxquels le câblage se branche) est à l’origine de la transmission des données. Le câblage est donc un composant passif. Il a pour rôle de transporter ces données de l’émetteur au récepteur. Le matériel actif et les composants passifs créent un partenariat qui doit fonctionner de concert, et il existe des organismes de normalisation qui fournissent la feuille de route pour y parvenir.
Le prochain concept à comprendre est qu'il existe deux principaux protocoles de transmission de données utilisés dans le matériel actif pour la connectivité du centre de données. Ethernet, largement utilisé dans la connectivité réseau, et Fibre Channel, utilisé pour la connectivité du stockage de données (SAN).
Enfin, il existe une transmission « série » et « parallèle ». La transmission série, ou « duplex », utilise une seule fibre pour transmettre les données et une seule fibre pour recevoir les données. En utilisant des fibres uniques multimodes, les propriétés de ce type de fibre ont une quantité limitée de données qui peuvent être transmises sans que des erreurs ne se produisent. Cela nécessite le développement d'une autre méthode de transmission, la transmission parallèle. La transmission parallèle divise le signal lors de la transmission et le réassemble au niveau du récepteur (appelé multiplexage), permettant ainsi des vitesses de transmission plus élevées sur une fibre multimode. Ce n'est actuellement pas nécessaire pour une fibre monomode, car sa capacité de transport (bande passante) pour les données est bien plus élevée.
Organismes de normalisation
Comme mentionné ci-dessus, les organismes de normalisation fournissent les protocoles et les feuilles de route pour la conception d'un système de câblage structuré. Voici quelques points importants :
Figure 1
Norme TIA
La Telecommunications Industry Association (TIA) est une organisation qu'il est important de prendre en compte lors de la conception d'un système de câblage structuré. La TIA dispose de nombreuses normes publiées qui faciliteront la conception (voir Figure 1).
Par exemple, la norme TIA-942-B (appelée Commercial Building Telecommunications Cabling Standard) montre comment déployer une solution de câblage structuré à l'aide de panneaux de brassage, de voies de transport et d'armoires appropriées, comme le montre la figure 2 ci-dessous.
La norme TIA-568.3-D indique les options de polarité (chemin de la lumière) lors de l'utilisation d'un connecteur MPO/MTP, utilisé dans les dernières optiques Ethernet et Fibre Channel.
La compréhension de ces options de trajet lumineux est un aspect important.
Figure 2
Comité technique T11
Le comité technique T11 pour le protocole Fibre Channel a publié des optiques de génération 7 doublant la vitesse des vitesses de génération 6, passant de 32 Gb/s à 64 Gb/s en duplex (ou deux fibres) et de 128 Gb/s à 256 Gb/s en parallèle (ou huit fibres).
Norme IEEE
L'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) a publié le 802.3bs pour le protocole Ethernet en tant que couches physiques et paramètres de gestion pour les opérations à 200 Gb/s et 400 Gb/s. Cette nouvelle norme a augmenté le débit par brin de fibre de 25 Gb/s à 50 Gb/s sur du verre multimode. Il a également introduit une nouvelle optique monomode qui réduit la distance maximale de 2 km à 500 mètres. Cette réduction de la distance maximale réduisait également le coût de l'optique.
En résumé, prévoyez un système de câblage structuré pour fonctionner à la fois avec des optiques duplex (connecteur LC) et parallèles (connecteur MPO). Cela sera nécessaire pour migrer vers des vitesses plus élevées qui nécessitent une transmission parallèle pour la fibre multimode, et il s'agit d'une considération importante qui affecte à la fois le coût et la flexibilité. Pour des distances inférieures à 100 mètres, utilisez au moins du verre multimode lié à l'OM4. Pour des distances supérieures à 100 mètres, pensez au verre monomode jusqu'à des distances allant jusqu'à 500 mètres.
Prévoyez des panneaux de brassage au niveau des commutateurs principaux, directeurs ou vertébraux afin d'avoir la possibilité de brancher des optiques duplex et parallèles. La rupture assurée par les panneaux de brassage dans la liaison à proximité de ces commutateurs permet au câblage horizontal ou fédérateur de rester en place pour plusieurs générations d'optiques à venir. Avoir une rupture de liaison à l'autre extrémité, généralement une connexion serveur permet de brancher des optiques duplex et parallèles à l'extrémité. Il permet également à l'utilisateur de répartir les connexions côté serveur, soit 100G en 4 x 25G.
Budgets de perte optique et polarité
Les panneaux de brassage ajoutent de la flexibilité à la conception du câblage structuré, mais introduisent intrinsèquement une perte optique à chaque point d'interconnexion. Disposer de ces points d'interconnexion est essentiel pour prendre en charge les optiques duplex et parallèles. La perte optique résultant de l'utilisation de panneaux de brassage ne doit pas dépasser les budgets lumineux autorisés afin de prendre en charge les optiques actuelles et de prochaine génération. Pour garantir cela, il est important de comprendre la perte maximale autorisée des produits de câblage spécifiés pour l'infrastructure de câblage.
Figure 3
Figure 4
L'ajout de panneaux de brassage dans votre conception, ainsi que la possibilité de connecter des optiques duplex et parallèles, présenteront certains défis à prendre en compte lorsqu'il s'agira de prendre en compte les pertes d'interconnexion. Gardez également à l’esprit que vous devrez maintenir la perte d’interconnexion inférieure à 1.5 dB pour maintenir la perte dans les limites des spécifications des dernières normes Ethernet et Fibre Channel. Vous devrez également prendre en compte le document TIA-568.3-D pour décider quelle option de polarité MPO/MTP sélectionner pour prendre en charge au mieux la nouvelle conception. La polarité est essentielle dans les systèmes de câblage afin de garantir que les transmissions de données sont reçues par les récepteurs appropriés. Il existe trois méthodes décrites dans la norme comme méthodes A, B et C, qui présentent toutes leurs avantages et leurs inconvénients.
Ajout de panneaux de brassage dans votre conception
Il existe deux écoles de pensée en ce qui concerne la taille des panneaux de brassage. La première consiste à regrouper autant de ports que possible dans une unité de rack. Cette option fonctionne bien lorsqu'au moment initial de l'installation, tous les ports sont connectés et que le panneau de brassage peut être fermé et que le câblage peut être posé une fois et laissé seul. La sélection du panneau de brassage de la meilleure taille et du meilleur nombre de ports pour le commutateur facilite grandement la gestion de la connectivité.
Si vous avez besoin de distances supérieures à 100-150 mètres, optez pour la fibre monomode et un Optique PSM-4. Envisagez de fixer le prix de l'optique monomode pour déterminer si l'installation de la fibre monomode permettra au centre de données de préparer de manière transparente les équipements de nouvelle génération.
Une autre considération pour la taille de votre panneau de brassage est de savoir s'il faut utiliser la réplication de port. La réplication de port consiste à « refléter » les ports du matériel à fibre optique actif dans un composant passif (panneau de brassage à fibre). Cela crée une relation directe, un à un, entre les ports matériels actifs et l'environnement de câblage structuré passif, simplifiant ainsi le processus de câblage car tous les numéros sur le matériel correspondent directement aux numéros sur le panneau de brassage.
Considérations sur la conception
Traditionnellement, une conception « à trois niveaux » a été la norme et a été dominante pendant des décennies. Cependant, une conception «dos et feuille» a été utilisée plus récemment, offrant un certain nombre d'avantages.
Une architecture spine-leaf est une topologie de réseau de centre de données composée de deux couches de commutation : une spine et une feuille. La couche feuille est constituée de commutateurs d'accès qui regroupent le trafic des serveurs et se connectent directement au cœur du réseau. Les commutateurs Spine interconnectent tous les commutateurs Leaf dans une topologie entièrement maillée.
En utilisant l'illustration ci-dessus, les panneaux MPO sur chaque commutateur principal permettent soit un LC à MPO or MPO à MPO câble à installer pour connecter une optique duplex ou parallèle. Il y a suffisamment de ports dans les panneaux de brassage pour prendre en charge la pleine croissance du châssis. La goulotte fibre MPO à MPO s'étend jusqu'au sol du centre de données et peut rester en place lorsque de nouveaux commutateurs sont installés, et les anciens commutateurs peuvent être retirés une structure à la fois.
Conclusion
La norme IEEE pour Ethernet et la norme T11 pour Fibre Channel définissent le niveau de perte admissible dans le système de câblage. La perte doit être inférieure au budget autorisé afin de maintenir un bon fonctionnement. Les montants de perte doivent être pris en compte lors du choix des produits de câblage et de panneaux de brassage, car les montants de perte les plus élevés se produisent ici. Comparez le montant de perte admissible avec le montant de perte maximum de vos produits de câblage sélectionnés afin de garantir que ces budgets sont respectés.
La norme TIA-942 offre plusieurs options de polarité, qui fournissent des conseils pour une transmission et une réception correctes du signal. Avec l'orientation actuelle des offres matérielles, utilisant à la fois les ports LC et MTP, l'option idéale permettra une transition transparente et rentable entre les deux types de connecteurs. La conception globale sera une considération clé. Le choix d'une topologie traditionnelle à trois niveaux ou d'une conception en forme de colonne vertébrale et de feuilles dépendra de votre stratégie globale de déploiement matériel. Ce choix dictera la manière dont votre solution de câblage structuré sera mise en œuvre.
