Cablaggio in Data Center: la scelta della fibra ottica in relazione al recente standard 40/100Gb Ethernet

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1 Cablaggio in Data Center: la scelta della fibra ottica in relazione al recente standard 40/100Gb Ethernet Mercoledì 26 Ottobre 2011, 9:20 Fulvia Bortolotto

2 Agenda Aspetti storici e tendenze legate alla normativa Ethernet 40/100 G Tendenze verso un sempre crescente utilizzo di fibra e verso sempre più elevate larghezze di banda nei DataCenters Dettagli della normativa Ethernet 40/100G Soluzioni per una semplice migrazione dai 10 ai 40 e, in seguito, ai 100 G

3 milioni di server Storia e previsioni sull implementazione dei protocolli Ethernet sul mercato La storia recente suggerisce che tra il momento della ratifica della normative e l implementazione intercorre un lasso di tempo di circa 3 anni Ratifica 1Gbp Ratifica 10Gbps Ratifica 40/100Gbps 1998 Fonte: Intel/Broadcom (Nov. 2007)

4 Topologia tradizionale Nuova topologia Ambiente Data Center Cambiamenti di topologia: Switching Network Cavi rame FO Cavi in fibra CU FO CU CU CU CU CU CU CU CU CU Core Switch Edge Switch Servers Cavi in fibra FO Cavi in fibra FO FO FO FO FO FO FO FO FO FO Core Switch ToR Switch Servers

5 Nuova topologia Topologia tradizionale Ambiente Data Center Cambiamenti di topologia: Storage Network Bretelle in fibra FO FO FO FO FO FO FO FO FO Servers Storage Cavi in fibra Cavi in fibra FO FO FO FO FO FO FO FO FO FO Servers SAN Switch

6 La virtualizzazione dei server spinge verso velocità più elevate La richiesta in larghezza di banda cresce esponenzialmente Più applicazioni Connessioni più veloci Più dati Più macchine virtuali Microprocessori più rapidi Server più densi App App App App OS OS OS OS Hypervisor Hardware

7 Ethernet 40/100G IEEE 802.3ba mozioni approvate 40 e 100G Minimo 100 m su fibra multimodale di tipo OM3 (40GBASE-SR4/100GBASE-SR10) Minimo 150 m su fibra multimodale di tipo OM4 (40GBASE-SR4/100GBASE-SR10) Minimo 10 km su fibra monomodale (40GBASE-LR4/100GBASE-LR4/100GBASE-ER4) Minimo 40 km su fibra monomodale (solo 100G) (100GBASE-LR4/100GBASE-ER4) Minimo 7 m su bretelle rame (twinax) All interno dei Data Center il cablaggio sarà principalmente basato su fibra multimodale: utenti e progettisti devono rivedere l infrastruttura in fibra 2-fibre/porta (10G) 12-fibre/porta (40G) 24-fibre/porta (100G)

8 40G Ethernet Parallel Optics: OM3/OM4 40GBASE-SR4 Interfaccia: Connettore 12f MPO/MTP 4 corsie a 10Gbps in 2 direzioni

9 Transceiver ottico 40G : OM3/OM4 Transceiver basato sulla tecnologia QSFP Connettore standard 12-fibre MPO/MTP 1.5 watt per porta Correntemente in uso per 40G InfiniBand Fonte: Zarlink

10 Connessioni ottiche a 40G: OM3/OM4 Configurazioni degli Switch : 8 schede per chassis 16 porte per scheda 192 fibre per scheda 1536 fibre per chassis 8 schede per chassis 32 porte per scheda 384 fibre per scheda 3072 fibre per chassis Sono TANTE fibre!

11 100G Ethernet Parallel Optics: OM3/OM4 100GBASE-SR10 Interfaccia: connettore 24f MPO/MTP 10 corsie a 10Gbps in 2 direzioni Fonte: USConec

12 100G Optical Transceiver: OM3/OM4 Transceiver basato sulla tecnologia CXP Fonte: Molex Connettore standard 24-fibre MPO/MTP 3 watt per porta In fase di progettazione IBTA 120G

13 Connessioni ottiche a 100G: OM3/OM4 Configurazione degli Switch: 8 schede per chassis 16 porte per scheda 384 fibre per scheda 3072 fibre per chassis 24 fibre 12 fibre

14 100GE 40GE oggi 10GE Impatto della migrazione verso i 40/100G 21 RU 256x10G porte Connettore LC 2-fibre 512 fibre per chassis 128 x 40G porte Connettore MTP 12-fibre fibre per chassis 128 x 100G porte Connettore MTP 24-fibre fibre per chassis

15 IEEE Ethernet 40G e 100G Canale definito in IEEE 802.3ba: OM3/100m 0.75dB 0.75dB OM4/150m 0.5dB 0.5dB Budget ottico connessioni 40GBASE-SR4 o 100GBASE-SR10 Parametro OM3 OM4 Unit Larghezza di banda effettiva a 850 nm (EMB) MHz km Budget ottico 8.2 db Distanza operativa 0.5 to to 150 m Attenuazione del canale sulla massima distanza db Assegnazione per penalità db Margine non assegnato db Ulteriore attenuazione consentita 0 db

16 Ethernet 40G e 100G: OM3/OM4 Componenti ad alta performance permettono maggiore flessibiltà nella definizione di canale 0.75/0.5dB 0.75/0.5dB 100/150m 0.5/0.35dB 0.5/0.35dB 0.5/0.35dB 100/150m Solo OM3 0.35dB 0.35dB 0.35dB 0.35dB 130m

17 Soluzioni: Connettori 40/100G EDA MDA EDA Tx/ Rx Coppia MTP Bretella Trunk 0.35 db 0.35 db Attenuazione fibra Coppia Coppia MTP MTP Bretella Coppia MTP Trunk Bretella 0.35 db 0.35 db Attenuazione fibra Tx/ Rx 100m OM3 Connettori MTP ad alta performance permettono un cross-connect su sistemi a 40/100G systems, i.e. EDA a MDA a EDA

18 Transceiver ottico 40/100G: fibra monomodale Transceiver basato sulla tecnologia CFP Connettore standard LC-Duplex 4l x 25G nella regione 1300nm 20 watt per porta Da 3 a 4 porte per scheda Grosse dimensioni Equivalente a 2x10G XENPAK Fonte: CFP MSA Connettore LC-Duplex

19 Data Center Metro, BB, WAN Costo previsto per porta 40G/100G 1300nm, SM 100GBASE-ER4 100GBASE-LR4 $ 175K 40GBASE-LR4 $ 20K Fonte : Cisco 850nm, MM 100GBASE-LR4 40GBASE-LR4 $ 16K 20 fibre $ 4K 8 fibre

20 Gestione della polarità, riconfigurazioni e migrazione MC > Parallel Optics Rx IC IC Tx Tx Rx Reverse Fibre Polarity (standard) Un sistema di gestione della polarità che Garantisca la corretta polarità in qualunque sezione della connessione Elimini la necessità di complesse pianificazioni e gestione della polarità Utilizzi bretelle standard e non richieda componenti speciali Permetta l uso di connettori monomodali MPO/MTP di tipo APC Offra possibilità di migrazione verso nuove tecnologie come il Parallel Optics Polarità Universale CABLAGGIO STRUTTURATO

21 Soluzioni 40/100G: facile migrazione Cassetto a 12-fibre: - 12f MTP su 6 LC-Duplex... porte 10G Pannello con bussole MTP : - 12f MTP su 12f MTP... porte 40G 12f MTP 12f MTP Porta 40G 12f MTP Porta 40G 12f MTP

22 Soluzioni 40/100G: facile migrazione Cassetto a 12-fibre: - 12f MTP su 6 LC-Duplex... porte 10G Pannello con bussole MTP : - 12f MTP su 12f MTP, con bretella a Y porte 100G 12F MTP 12F MTP Porta 100G 24F MTP

23 Soluzioni 40/100G: facile migrazione LC-Duplex porte 10G LC-Duplex porte 10G + 12f MTP porte 40G 12f MTP porte 40G e/o 2x12f MTP porte 100G

24 Soluzioni 40/100G: altissima densità Cassetto 4U Porte 10G 2-fibre LC-Duplex Porte 40G 12-fibre MTP 100G ports 2 x 12-fibre MTP Capacità porte Capacità fibre 576 2,304 2,304

25 Soluzioni 40/100G: Altissima densità Cassetto 1U Porte 10G 2-fibre LC- Duplex Porte 40G 12-fibre MTP Porte 100G 2 x 12-fibre MTP Capacità porte Capacità fibre

26 Conclusioni Data Centres del futuro saranno prevalentemente cablati in fibra: Connettori MTP / Parallel optics per alte velocità 40 e 100G su distanze inter-rack sono definiti solo su fibra ottica Soluzioni di cablaggio devono offrire: Altissime densità ma praticità di accesso Migrazione da 10 a 40 a 100G mantenendo la struttura di backbone Alta affidabilità: fibre insensibili alle curvature e alta qualità ottica

Cablaggio in Data Center: la scelta della fibra ottica in relazione al recente standard. Mercoledì 26 Ottobre 2011, 9:20

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