Autores
El personal de CommScope
Ken Hall, RCDD NTS
Tradicionalmente, las redes han tenido cuatro elementos principales con las que satisfacer las crecientes demandas de menor latencia y mayor tráfico.
- Reduce la pérdida de señal en el enlace
- Acortar la distancia del enlace
- Acelerar la velocidad de la señal
- Aumentar el tamaño del conducto
Si bien los centros de datos están utilizando los cuatro enfoques en algún nivel, el enfoque -especialmente en el nivel de hiperescala- ahora está en aumentar la cantidad de fibra. Históricamente, el cableado de la red central contenía 24, 72, 144 o 288 fibras. En estos niveles, los centros de datos podrían ejecutar fibras discretas entre la red troncal y los conmutadores o servidores, y luego usar conjuntos de cables para separarlos para una instalación eficiente. Hoy en día, los cables de fibra se implementan con hasta 20 veces más hilos de fibra, en el rango de 1.728, 3.456 o 6.912 fibras por cable.
CLICK TO TWEET: Jason Bautista y Ken Hall de CommScope explican cómo puede adaptarse a mayores cantidades de fibra en su centro de datos.
Un mayor conteo de fibra combinado con una construcción compacta de cable es especialmente útil cuando se interconectan centros de datos (DCI). El cableado troncal DCI con más de 3.000fibras es común para conectar dos instalaciones de hiperescala, y los operadores planean duplicar esa capacidad de diseño en el futuro cercano. Dentro del centro de datos, las áreas problemáticas incluyen cables troncales que se ejecutan entre interruptores centrales de alta gama o desde salas de reuniones hasta interruptores de columna de la fila de gabinetes.
Ya sea que la configuración del centro de datos requiera conexiones punto a punto o de interruptor a interruptor, el aumento en el conteo de fibra crea grandes desafíos para los centros de datos en términos de entregar el mayor ancho de banda y la capacidad donde se necesita.
La gran cantidad de fibra crea dos grandes desafíos para el centro de datos. La primera es, ¿cómo implementarlo de la manera más rápida y eficiente? ¿Cómo lo coloca en el carrete, cómo lo quita del carrete, cómo lo pasa entre puntos y a través de rutas? Una vez que está instalado, el segundo desafío es: ¿cómo lo separa y administra en los interruptores y en los bastidores del servidor?
Cableado de fibra de cinta enrollable
La progresión del diseño óptico y de fibra ha sido una respuesta continua a la necesidad de conductos de datos más grandes y rápidas A medida que esas necesidades se intensifican, las formas en que la fibra se diseña y empaqueta dentro del cable han evolucionado, permitiendo que los centros de datos aumenten el número de fibras sin aumentar necesariamente la huella del cableado. El cableado de fibra de cinta enrollable es uno de los eslabones más recientes en esta cadena de innovación.
La cinta de fibra enrollable está unida en puntos intermitentes.
Fuente: Revista ISE
El cable de fibra de cinta enrollable se basa, en parte, en el desarrollo anterior del cable de cinta de conducto central. Introducido a mediados de la década de 1990, principalmente para redes OSP, el cable plano del conducto central presentaba pilas de cinta de hasta 864 fibras dentro de un solo conducto de amortiguación central. Las fibras se agrupan y se unen continuamente a lo largo del cable, lo que aumenta su rigidez. Si bien esto tiene poco efecto al implementar el cable en una aplicación OSP en un centro de datos, un cable rígido no es deseable debido a las limitadas restricciones de enrutamiento que estos cables requieren.
En el cable de fibra de cinta enrollable, las fibras se unen intermitentemente para formar una banda suelta. Esta configuración hace que la cinta sea más flexible, lo que permite a los fabricantes cargar hasta 3.456 fibras en un conducto de dos pulgadas, el doble de la densidad de las fibras convencionales. Esta construcción reduce el radio de curvatura haciendo que estos cables sean más fáciles de trabajar dentro de los límites más estrechos del centro de datos.
Dentro del cable, las fibras unidas intermitentemente adoptan las características físicas de las fibras sueltas que se flexionan y doblan fácilmente, lo que facilita su manejo en espacios reducidos. Además, el cableado de fibra de cinta enrollable utiliza un diseño completamente libre de gel que ayuda a reducir el tiempo requerido para prepararse para el empalme, reduciendo así los costos de mano de obra. La unión intermitente aún mantiene la alineación de la fibra requerida para el empalme típico de la cinta de fusión en masa.
Reducción de diámetros de cable
Durante décadas, casi toda la fibra óptica de telecomunicaciones ha tenido un diámetro de recubrimiento nominal de 250 micras. Con la creciente demanda de cables más pequeños, eso ha comenzado a cambiar. Muchos diseños de cables han alcanzado límites prácticos para la reducción de diámetro con fibra estándar. Pero una fibra más pequeña permite reducciones adicionales. Las fibras con recubrimientos de 200 micras ahora se utilizan en fibra de cinta enrollable y cable de microconductos.
Para un rendimiento óptico y compatibilidad de empalme, la fibra de 200 micras presenta el mismo núcleo / revestimiento de 125 micras que la alternativa de 250 micras.
Fuente: Revista ISE
Es importante enfatizar que el recubrimiento del tampón es la única parte de la fibra que ha sido alterada. Las fibras de 200 micras retienen el diámetro del núcleo / revestimiento de 125 micras de las fibras convencionales para compatibilidad en operaciones de empalme. Una vez que se ha eliminado el recubrimiento del tampón, el procedimiento de empalme para fibra de 200 micras es el mismo que para su contraparte de 250 micras.
Los nuevos conjuntos de chips complican aún más el desafío
Todos los servidores de una fila están aprovisionados para admitir una velocidad de conexión determinada. Pero en las redes de tejido hiperconvergentes de hoy en día es extremadamente raro que todos los servidores en una fila necesiten ejecutarse a su velocidad de línea máxima al mismo tiempo. La diferencia entre el ancho de banda ascendente requerido del servidor y la capacidad descendente que se ha aprovisionado se conoce como exceso de suscripción o índice de contención. En algunas áreas de la red, como el enlace entre switches (ISL), la relación de sobresuscripción puede ser tan alta como 7:1 o 10:1. Se elige una relación más alta para reducir los costos de switcheo, pero la posibilidad de congestión de la red aumenta con estos diseños.
La suscripción excesiva se vuelve más importante al construir redes de servidores grandes. A medida que aumenta la capacidad de cambio de ancho de banda, disminuyen las conexiones del interruptor. Esto requiere que se combinen varias capas de redes de columna vertebral para alcanzar la cantidad de conexiones de servidor requeridas. Sin embargo, cada capa de switch agrega costo, potencia y latencia. La tecnología de switcheo se ha centrado en este problema, impulsando una rápida evolución en los ASIC de switcheo de silicio comercial. En 9 de diciembre de 2019, Broadcom Inc. comenzó a enviar el último switch StrataXGS Tomahawk 4, lo que permitió 25,6 terabits/seg de capacidad de conmutación Ethernet en un solo ASIC. Esto ocurre menos de dos años después de la introducción del Tomahawk 3, que registró 12,8 Tbps por dispositivo.
Estos ASIC no solo han aumentado la velocidad del carril, sino que también han aumentado el número de puertos que contienen. Los centros de datos pueden mantener la relación de sobresuscripción bajo control. Un switch construido con un solo ASIC TH3 admite 32 puertos de 400G. Cada puerto se puede dividir en ocho puertos de 50GE para la conexión al servidor. Los puertos se pueden agrupar para formar conexiones de 100G, 200G o 400G. Cada puerto de switch puede migrar entre 1 par, 2 pares, 4 pares u 8 pares de fibras dentro de la misma cantidad de huella QSFP.
Aunque esto parece complicado, es muy útil para ayudar a eliminar la sobresuscripción. Estos nuevos switches ahora pueden conectar hasta 192 servidores mientras mantienen relaciones de contención 3:1 y ocho puertos de 400G para conectividad leaf-spine. Este switch ahora puede reemplazar a seis switches de la generación anterior.
Los nuevos interruptores TH4 tendrán 32 puertos de 800Gb. Las velocidades de carril ASIC han aumentado a 100G. Se están desarrollando nuevas especificaciones eléctricas y ópticas para admitir carriles 100G. El nuevo ecosistema 100G proporcionará una infraestructura optimizada que se adapta más a las demandas de nuevas cargas de trabajo como el aprendizaje automático o la IA.
El papel en evolución del proveedor de cable
En este entorno dinámico y más complejo, el papel del proveedor de cableado está adquiriendo nueva importancia. Aunque el cableado de fibra alguna vez se ha visto como un producto más común en lugar de una solución diseñada, ya no es así. Con tanto que saber y tanto en juego, los proveedores han hecho la transición a socios tecnológicos, tan importantes para el éxito del centro de datos como los integradores o diseñadores de sistemas.
Los propietarios y operadores de centros de datos confían cada vez más en sus socios de cableado por su experiencia en terminación de fibra, rendimiento de transceptores, equipos de empalme y comprobación, y más. Como resultado, este rol creciente requiere que el socio de cableado desarrolle relaciones de trabajo más estrechas con aquellos involucrados en el ecosistema de infraestructura, así como con los organismos de estándares.
A medida que los estándares que rodean variables como el aumento de las velocidades de carril se multiplican y aceleran, el socio de cableado está desempeñando un papel más importante en la habilitación de la hoja de ruta tecnológica del centro de datos. En la actualidad, los estándares relativos a 100GE/400GE y la evolución de 800Gbs implican una variedad de alternativas vertiginosas. Dentro de cada opción, hay múltiples enfoques, incluyendo multiplexación dúplex, paralela y por división de longitud de onda, cada uno con una aplicación optimizada en particular en mente. El diseño de la infraestructura de cableado debe permitir todas estas alternativas.
Todo se reduce al equilibrio
A medida que aumenten los hilos de fibra, la cantidad de espacio disponible en el centro de datos continuará reduciéndose. Busque otros componentes como servidores y gabinetes para ofrecer más, en un espacio más reducido. El espacio no será la única variable que se maximizará. Al combinar nuevas configuraciones de fibra, como cables de fibra de cinta enrollables con tamaños de cable reducidos y técnicas de modulación avanzadas, los administradores de redes y sus socios de cableado tienen muchas herramientas a su disposición. Necesitarán todas.
Si la velocidad de aceleración tecnológica es cualquier indicación de lo que está por venir, los centros de datos, especialmente a nivel de la nube de hiperescala, se aferran mejor. A medida que aumente la demanda de ancho de banda, la oferta de servicios y la latencia se vuelva más crucial para el usuario final, se introducirá más fibra en la red.
Las instalaciones de hiperescala y basadas en la nube están sometidas a una presión cada vez mayor para ofrecer una conectividad ultrafiable para un número creciente de usuarios, dispositivos y aplicaciones. La capacidad de implementar y gestionar recuentos de fibra cada vez mayores es intrínseca para satisfacer esas necesidades. El objetivo es lograr el equilibrio entregando el número correcto de fibras al equipo adecuado, al tiempo que se permite un buen mantenimiento y capacidad de gestión y se apoya el crecimiento futuro. Por lo tanto, establezca su rumbo y tenga un navegador sólido como CommScope en su equipo.
