Area Culturale. La soluzione di interconnessione a 24 fibre: la migliore strategia per il supporto delle tecnologie a 40/100G

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1 La soluzione di interconnessione a 24 fibre: la migliore strategia per il supporto delle tecnologie a 40/100G Le visualizzazioni dei video su YouTube sono saliti da 100 milioni al giorno nel 2006 a oltre 4 miliardi di dollari al giorno nel I brani musicali scaricati da itunes sono passati da 5 miliardi nel 2008 a più di 16 miliardi nel Secondo il Visual Networking Index Global Mobile Data Traffic Forecast update di Cisco, l utilizzo medio degli smartphone è triplicato nel 2011 e le stime evidenziano che nel 2012, il numero di dispositivi mobili connessi ha superato il numero di persone sulla terra. Nel corso di questo e del prossimo anno, il nostro mondo andrà a creare, elaborare e memorizzare più dati di tutta la storia precedente dell'umanità. In concomitanza con le esigenze multimediali odierne di Internet ed il boom di reti mobili, anche la quantità di dati trasmessi a livello di impresa è in rapida ascesa e le reti hanno bisogno di supportare più dispositivi e applicazioni avanzate rispetto al passato. Il Cisco Visual Networking Index prevede che il traffico dati di tipo business, crescerà del 22% tra il 2011 e il 2016, con la videoconferenza affari che da sola aumenterà di sei volte. Infatti, si stima che entro il 2016, un volume di gigabyte equivalente a tutti i film mai realizzati attraverserà reti globali IP-based ogni tre minuti, con il Nord America che varrà, da solo, 3.3 exabyte al mese ovvero più di 3 miliardi di gigabyte. Per le tipiche applicazioni 40-GbE (a sinistra) le 4 fibre a destra e 4 a sinistra di un connettore MPO 12 fibre sono utilizzati per la trasmissione e la ricezione mentre le 4 fibre centrali sono lasciate inutilizzate. Per applicazioni 100-GbE (a destra), le 20 fibre centrali di un MPO a 24 fibre sono utilizzate per trasmettere e ricevere 10-Gbits/sec su ciascuna coppia mentre le due fibre di sinistra e due a destra sono lasciate inutilizzate. I Data Center sono il centro nevralgico dell enorme quantità di dati aziendali che dovranno essere trasmessi, elaborati e memorizzati. Nel Data Center, i collegamenti in fibra ottica sono di vitale importanza per fornire la larghezza di banda e le velocità necessarie per trasmettere l enorme quantità di dati, da e verso un gran numero di risorse. Una maggiore larghezza di banda è necessaria anche per sostenere l'uso della virtualizzazione che consolida più piattaforme informatiche su singoli server fisici per ridurre la quantità di attrezzature e migliorare l'utilizzo degli spazi. Mentre i responsabili dei data center si sforzano di fornire la larghezza di banda di cui hanno bisogno, le velocità di trasmissione degli switch di core sono in aumento e le infrastrutture di backbone vedono un significativo aumento della quantità dei collegamenti di cablaggio in fibra ottica. Le velocità di trasmissione tipiche del data center si stanno proiettando oltre i 10Gbit/sec. Nel 2010 l'institute of Electrical and Electronics Engineers ( IEEE ) ha ratificato il primo standard per 40 e 100 Gigabit Ethernet e ora che numerosi produttori di switch offrono apparati 40-GbE, oltre il 25%

2 dei Data Centers ha iniziato l adozione di queste velocità di nuova generazione: si prevede che entro la fine del 2013, quasi la metà di tutti i Data Centers seguiranno questo trend. Le attuali grandi Aziende stanno dunque cercando il metodo più efficace per la migrazione dalle attuali applicazioni a 10 GbE a quelle a 40/100-GbE del futuro prossimo venturo. Un Data Center basato sull impiego di una soluzione che prevede una modularità di 24 fibre per i trunk e l interconnessione MPO consente ai responsabili dei data center aziendali di migrare in modo efficace da 10-GbE a 40/100-GbE. Sfruttando la tecnologia insita nei trunk con modularità 24 fibre, un tale sistema offre il giusto percorso di migrazione GbE con le seguenti caratteristiche: Supporto per 10, 40 e 100 Gigabit Ethernet Massimo utilizzo delle fibre disponibili Risparmio di spazio e riduzione delle congestioni di cavi migliore gestione dei flussi d'aria e maggiore efficienza energetica rispetto ad altre opzioni di cablaggio Aumento della capacità nei pannelli in fibra ottica Uno schema di migrazione facile e conveniente Nel complesso, un maggiore ROI

3 Cosa dicono gli standard Nel 2002, l' IEEE ha ratificato lo standard 802.3ae per 10 GbE su fibra usando collegamenti duplex di fibre e transceiver Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL). La maggior parte delle applicazioni 10-GbE utilizza connettori tipo LC-duplex, in queste configurazioni, una fibra trasmette e l'altra riceve. Gli sforzi dei comitati degli standard sono stati mirati a trovare un metodo efficace per sostenere una nuova generazione di apparati con velocità di Gbits/sec, e nel 2010, l' IEEE ha ratificato lo standard 802.3ba per 40 e 100-GbE. In maniera similare a come i trasporti sulle autostrade vengono scalati per sostenere l'aumento del traffico con corsie parallele alla stessa velocità, lo standard per 40 e 100-GbE utilizza ottiche parallele, o più corsie di fibra che trasmettono alla stessa velocità. L applicazione 40- GbE richiede 8 fibre, con 4 fibre che trasmettono ciascuna a 10-Gbits/sec e 4 fibre che ricevono, ciascuna a 10-Gbits/sec. Per l applicazione a 100-GbE sono richieste in totale 20 fibre, con 10 che trasmettono a 10-Gbits/sec e 10 ricevono a 10-Gbits/sec. Entrambi questi scenari richiedono l impiego di connettori multi-fibra a standard MPO ad alta densità. Per i 40-GbE, è utilizzato un connettore MPO a 12 fibre. Poiché sono necessarie solo 8 fibre ottiche per l applicazione 40-GbE sono impiegate solo le 4 fibre a sinistra e le 4 fibre ottiche a destra sul connettore MPO a 12 fibre, mentre le 4 fibre ottiche centrali rimangono inutilizzate.

4 Un singolo cavo trunk a 24 fibre può supportare 12 collegamenti a 10GbE, 3 a 40GbE oppure un collegamento a 100GbE. Per il funzionamento di 100GbE, possono essere utilizzati due connettori MPO a 12 fibre uno per la trasmissione su 10 fibre a 10-Gbits/sec ciascuna e l'altro che riceve a 10-Gbits/sec ciascuna su 10 fibre. Tuttavia, il metodo consigliato per 100-GbE è utilizzare un connettore MPO a 24 fibre con le 20 fibre nel centro del connettore utilizzate per la trasmissione e ricezione a 10-Gbits/sec e le 2 estreme di sinistra e di destra non utilizzata. Per contenere i costi, l'obiettivo della IEEE è stato quello di sfruttare i VCSEL 10-GbE e le fibre OM3/OM4 esistenti. Le norme quindi hanno stabilito i requisiti sui transceiver, consentendo sia per il 40 e 100-GbE di utilizzare ricetrasmettitori in linea contenenti 4 o 10 VCSEL e rivelatori. Ciò ha permesso prevenire che il costo dei ricetrasmettitori 40-GbE fosse 4 volte quello degli attuali ricetrasmettitori 10-GbE per 40-GbE o 10 volte il costo degli attuali ricetrasmettitori 10 GbE per 100-GbE. Secondo lo standard IEEE 802.3ba, le fibre ottiche multimodali supportano sia 40 che 100-GbE su lunghezze di collegamento fino a 150 metri quando sono di tipo OM4, e fino a 100 metri utilizzando fibre ottiche OM3. È importante notare che la fibra monomodale può essere utilizzata anche per applicazioni di 40 e 100-GbE a distanze molto maggiori utilizzando la tecnologia Wavelength Division Multiplexing (WDM). Mentre questo è l'ideale per le applicazioni a più ampia portata come le dorsali di campus reti metropolitane e altre applicazioni a lungo raggio, le tolleranze più stringenti dei componenti optoelettronici impiegati per l'invio e la ricezione dei segnali sui collegamenti in fibra monomodale rendono gli apparati molto più costosi e non sono pertanto efficienti per l impiego nella maggior parte dei Data Center in cui i collegamenti sono inferiori ai 150 metri. Anche i cavi in rame Twinax sono in grado di supportare collegamenti 40 e 100-GbE, ma solo per distanze fino a 7 metri. Qui è illustrato uno scenario per la migrazione delle applicazioni nei data center con trunk e cassetti TE Connectivity. Con l impiego di questo sistema, i cavi trunk a 24 fibre forniscono un supporto trasversale alle applicazioni a 10, 40 e 100-GbE. Secondo uno studio condotto dal Building Services Research and Information Association (BSRIA; che ha coinvolto 335 intervistati in sei paesi, il 29% degli intervistati prevede di utilizzare fibra multimodale OM3/OM4 per 40 GbE e il 41% prevede di utilizzare OM3/OM4 per 100-GbE. D'altra parte, solo l 11 per cento programma di utilizzare cavo twinax in rame per il 40 e 100-GbE. La tabella mostra le indicazioni degli standard per 40 e 100-GbE in rapporto al mezzo trasmissivo impiegato nel collegamento.

5 Perché la tecnologia a 24 fibre è il migliore percorso di migrazione Area Culturale Sapendo che l adozione intensiva delle applicazioni 40 e 100-GbE è proprio dietro l'angolo e per alcuni, già una realtà, molti gestori di Data center stanno cercando di determinare quale soluzione a livello fisico può supportare i 10-GbE oggi, fornendo il migliore e più efficace percorso di migrazione a 40 e 100-GbE. Mentre molte soluzioni sul mercato raccomandano l'uso di trunk multimodali a 12 fibre tra switch di core e la zona di distribuzione nel Data Center, TE Connectivity raccomanda e offre un ulteriore percorso di migrazione basata sull'utilizzo di cavi trunk a 24 fibre terminati su connettività MPO-24. L'utilizzo di cavi trunk a 24 fibre ottiche tra pannelli di core e di distribuzione è motivato dal buonsenso. In questo scenario, i cavi a 24 fibre con 1 connettore MPO-24 su entrambe le estremità sono utilizzati per collegare i pannelli delle aree Switching ed Equipment. Per applicazioni 10GbE, ciascuna delle 24 fibre può essere utilizzato per trasmettere 10Gbit/sec, per un totale di 12 collegamenti. Per le applicazioni 40-GbE, che richiede 8 fibre (4 tx e 4 rx), un cavo trunk da 24 fibre offre un totale di tre collegamenti 40-GbE. Per 100-GbE, che richiede 20 fibre (10 tx e 10 rx), un trunk da 24 fibre offre un collegamento a 100 GbE. Perché questa scelta è più vantaggiosa rispetto all'utilizzo di cavi trunk terminati con MPO a 12 fibre? Tutto si concentra in un migliore ritorno sugli investimenti e riduzione delle spese ed investimenti futuri. Massimo utilizzo della fibra. Come detto in precedenza, 40-GbE utilizza 8 fibre di un MPO a 12 fibre, lasciando 4 fibre inutilizzate. Usando cavi trunk a 12 fibre ed una connessione diretta, quelle stesse 4 fibre restano inutilizzate. Per esempio, tre collegamenti 40 GbE utilizzeranno tre distinti cavi trunk a 12 fibre che si tradurrebbero in un totale di 12 fibre inutilizzate, 4 fibre per ciascun trunk. Con l'uso di cavi trunk a 24 fibre, i manager di Data Center possono in realtà arrivare ad utilizzare tutte le fibre e sfruttare completamente i loro investimenti. Poter attivare tre collegamenti 40 GbE su un singolo cavo trunk a 24 fibre permette di utilizzare tutte le 24 fibre del cavo. Questo permette di recuperare il 33% delle fibre, percentuale che sarebbe persa con l impiego di permute dirette con bretelle MPO a 12 fibre, fornendo così un migliore ritorno sugli investimenti. Per 100-GbE, che richiede 20 fibre, un totale di 4 fibre sono lasciati inutilizzati quando si utilizzano due MPO a 12 fibre oppure uno a 24 fibre. Tuttavia benefici aggiuntivi entrano in gioco per 100-GbE: l impiego delle porte MPO a 12 fibre non è consigliato per i collegamenti 100 GbE. Riduzione della congestione nei passaggi dei cavi Un altro vantaggio dell impiego dei cavi trunk a 24 fibra è di ottenere percorsi di distribuzione e aree di gestione delle connessioni ai pannelli meno congestionate. Lo spazio è prezioso nei Data Center, e una distribuzione congestionata dei cavi può rendere la gestione dei collegamenti più difficile e impedire una corretta articolazione dei flussi d'aria, necessaria per mantenere efficiente il raffreddamento e migliorare l efficienza energetica. I nostri cavi trunk a 24 fibre sono di poco più grandi dei cavi a 12 fibre: 3.8mm di diametro, rispetto a 3mm. Questo significa che i cavi trunk a 24 fibre consentono di raddoppiare la quantità di fibre con un incremento di spazio inferiore al 21%. Per l applicazione 40-GbE, sono richiesti tre collegamenti a permuta diretta a 12 fibre per fornire lo stesso numero di link come un singolo trunk a 24 fibre e gli appositi cassetti: circa 1,5 volte in più di spazio occupato nelle canalizzazioni.

6 Maggiore densità di fibra Poiché i connettori MPO-24 fibre offrono un ingombro ridotto, possono in ultima analisi, fornire maggiore densità nei pannelli per le fibre ottiche nell area di core. Con gli switch di core di grandi dimensioni attuali che occupano oltre un terzo di un intero rack da 42U, la densità dei pannelli deve essere accuratamente valutata per assicurare accessibilità, sicurezza e numero di porte disponibili. La nostra soluzione per Data center a 24 fibre comprende cavi trunk a connettori MPO a 24 fibre che collegano il retro dei pannelli nelle aree di core e di distribuzione. Nei rack, cassetti opportuni permettono di dare disponibilità di porte analoghe e compatibili con quelle presenti sugli switch e sulle apparecchiature. Ovvero si possono impiegare cavi Hydra con una connettore MPO-24 fibre su un singolo pannello di fibra da 1-RU si è in grado di fornire un totale di 32 adattatori MPO, e quindi fino ad una densità per le applicazioni 10-GbE di 384 porte in 1 RU (connettori LC duplex ) e 96 porte per 40-GbE in 1 RU (MPO a 12 fibre MPO). La tabella mostra le diverse densità che il sistema può offrire in alcune configurazioni. Percorso di migrazione più economico e semplificato La soluzione basata su cavi trunk e connettori MPO a 24 fibre offre un percorso di migrazione da 10GbE a 40 e 100-GbE semplice e conveniente, fornendo prontamente supporto per la 3a generazioni di apparati attivi. Con i cavi trunk a 24 fibre che supportano efficacemente le tre applicazioni, non vi è alcuna necessità di programmare la sostituzione dei collegamenti fra i pannelli dell area core e dell area distribuzione; tutti rimangono disponibili per gli impieghi aggiornati e non devono essere sostituiti. Ciò significa che i manager dei Data Center possono facilmente migrare a velocità più elevate, con meno tempo e complessità. Con i trunk a 24 fibre che offrono prestazioni migliorate garantite per il 10, 40 e 100- GbE, l aggiornamento delle infrastrutture di cablaggio consiste semplicemente nell'aggiornamento dei cavi Hydra o dei cassetti modulari e delle bretelle di connessione degli apparati attivi.

7 Migliorare il ROI La soluzione per i Data center basata su cavi trunk e connettori MPO a 24 fibre è ottimale per impianti di medie e grandi dimensioni, e adatta a tutti i mercati, dalla sanità alla finanza fino alla video distribuzione ed ai servizi governativi: essenzialmente, la tecnologia MPO-24 è ottimale per chiunque preveda la necessità di aggiornare le tecnologie di comunicazione da 10 a 40/100-GbE in futuro. Con il supporto garantito per tutte e tre le applicazioni, la possibilità di utilizzare efficientemente le fibre disponibili, la riduzione della congestione dei cavi e una minore interazione con i flussi d'aria, una maggiore densità di porte nei pannelli in fibra e un semplice schema di migrazione, il Data Center che adotta la soluzione con cavi trunk e connettore MPO a 24 fibre, si predispone ad una riduzione dei costi operativi e funzionali anche per il futuro. A differenza di altre soluzioni sul mercato che lasciano un terzo degli investimenti in fibra inutilizzato, passaggi cavo e accesso ai permutatori ed agli apparti iper congestionate, la soluzione con cavi trunk e connettori MPO a 24 fibre aiuta i manager dei Data Center a predisporre un supporto efficiente ed efficace per le esigenze di alta velocità attuali e future. I trunk a 24 fibre eliminano la necessità di riconfigurazioni complete e complesse per tutti i componenti di collegamento, assicurando un metodo facile e conveniente per l'aggiornamento da 10-GbE a 40 e 100-GbE. Poiché la quantità di dati che vengono creati, elaborati e memorizzati nei Data Center si avvia a segnare un massimo storico, i manager responsabili dei Data Center devono prepararsi oggi a migrare verso 40/100- GbE domani. Vista anche la crescente apprensione per i costi di aggiornamento e di gestione della complessità tecnica, i manager dei Data Center hanno bisogno di soluzioni che semplifichino i processi di aggiornamento e forniscano un migliore ritorno sugli investimenti, attuali e futuri. Chi ha in mente solo il meglio per il proprio Data Center, da oggi sceglierà solo soluzioni che impiegano cavi trunk e MPO a 24 fibre per assicurarsi il miglior le migliori performance attuali ed un ottimale percorso di migrazione alle applicazioni 40/100GbE.

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