Для достижения гарантированной производительности кабельная инфраструктура центра обработки данных должна стабильно функционировать в круглосуточном режиме. Продолжительность безотказной работы сегментируется по уровням (tier) с 1 по 4 в соответствии с определением Uptime Institute. Требования для ЦОД уровня 4 предусматривают безотказную работу в течение 99,995% времени, т.е. длительность простоя не превышает полчаса в год.
Кабельные инфраструктуры должны способствовать расширению центров обработки данных как в части добавления системной электроники, будь то серверы, системы хранения или порты коммутатора, так и в части предоставления пути миграции к более высоким скоростям передачи данных. Технологии и стандарты эволюционируют в направлении 40 и 100 Gigabit Ethernet, а также Fibre Channel на 16 Гбит/с, 32 Гбит/с и более, поэтому современная кабельная проводка призвана обеспечивать необходимую масштабируемость для удовлетворения потребности в более широкой полосе пропускания со стороны будущих приложений.
Наряду с надежностью и масштабируемостью нельзя упускать из виду управление инфраструктурой. Проектирование инфраструктуры, кабельные решения и развертывание — те области, где гибкость и управляемость идут рука об руку. Чтобы соответствовать изменениям, постоянно происходящим в центрах обработки данных, кабельная инфраструктура должны быть модульной, а при неизбежной модернизации технологий и системного оборудования она должна оставаться гибкой и легко адаптируемой. Если эти требования будут выполнены, то управление инфраструктурой окажется простым. При перемещениях, добавлениях и изменениях адаптация должна занимать как можно меньше времени.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАБЕЛЬНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ
Для того чтобы проектируемый центр обработки данных отвечал вышеупомянутым требованиям, необходимо придерживаться так называемой «лучшей практики». Стандарт на телекоммуникационную инфраструктуру для центров обработки данных ANSI/EIA/TIA-942 описывает рекомендуемые принципы проектирования для всех областей ЦОД, включая кабельные каналы и кабельную проводку. Стандарт определяет помещения и проводку для типичной редуцированной топологии корпоративного центра обработки данных (см. Рисунок 1). Дополнительная топология определена в TIA-942, где горизонтальная распределительная область вводится в качестве отдельного пространства, а не сжата до основной распределительной области.
Использование структурированной кабельной архитектуры для обеспечения связности, как определено в TIA-942, упрощает создание гибкой управляемой инфраструктуры. Важным компонентом является зонное распределение. Оно не только рекомендовано в TIA-942, но и реализовано во многих функционирующих центрах обработки данных. TIA-942 определяет это пространство как область зонного распределения (Zone Distribution Area, ZDA). ZDA выступает в качестве точки консолидации для многоволоконных кабелей от основной распределительной области (Main Distribution Area, MDA) или горизонтальной распределительной области (Horizontal Distribution Area, HDA) к региональным областям или зонам внутри центра обработки данных. Включение этой архитектуры в проект проводки позволяет ограничиться однократной прокладкой магистральной проводки и обеспечивает необходимую гибкость для осуществления частых реконфигураций в данной зоне при перемещениях, добавлениях и изменениях.
Для реализации ZDA необходимо идентифицировать зоны в центре обработки данных и определить точки распределения внутри этих зон. Типовая реализация зонного распределения предполагает средства соединения между главной распределительной областью и серверными стойками. Многоволоконные кабели прокладываются от MDA к каждой ZDA внутри рядов стоек, а затем маловолоконные кабели распределяются от ZDA к серверным стойкам или шкафам в распределительной области оборудования (Equipment Distribution Area, EDA) внутри зоны (см. Рисунок 2). Кроме того, зонное распределение может быть реализовано в рамках топологии центра обработки данных с горизонтальными распределительными областями. При использовании HDA многоволоконные кабели прокладываются от HDA (а не MDA) к каждой ZDA.
ZDA обеспечивает множество преимуществ при ее включении в кабельную инфраструктуру центра обработки данных. Альтернативный метод реализации соединения предусматривает непосредственную прокладку кабеля от MDA или HDA до каждой стойки или шкафа. По сравнению с этим методом зонное распределение уменьшает заполнение кабельных каналов, сокращает разрыв между главной распределительной областью и шкафами с конечным оборудованием, облегчает осуществление перемещений, добавлений и изменений и делает возможным подход «плата по мере роста» на базе модульного решения проводки в ЦОД.
РЕШЕНИЯ ДЛЯ ЗОННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
В центрах обработки данных, где используется архитектура с зонным распределением, в качестве типовых решений от ZDA до стоек и шкафов EDA применяются удлинительные тракты, жгуты или составные коммутационные шнуры для организации соединения с серверами или системами хранения.
Альтернативу установке этих продуктов между ZDA и стойками или шкафами EDA представляет интегрированный линейный модуль (Integrated Trunk Module, ITM). Это решение идеально подходит для зонной распределительной области, оно включает претерминированную 12-волоконную соединительную сборку на базе MTP внутри кассеты с разъемами LC или SC. Каждый ITM содержит соединительный кабель длиной 12 или 24 м и предоставляет шесть портов с дуплексными адаптерами SC или LC для подключения электроники, например, серверов. ITM имеет скользящий поддон с шарнирами на одной стороне, конструкция которого обеспечивает простой доступ при прокладке претерминированного соединительного кабеля MTP (см. Рисунок 3).
ITM реализует претерминированное модульное решение для построения динамической проводки, что облегчает проектирование и монтаж центров обработки данных (см. Рисунок 4). В ЦОД, где используется зонная распределительная архитектура внутри серверных стоек, ITM размещается внутри шкафа или стойки в EDA ряда серверов. Соединительный кабель в ITM терминируется заделанным соединителем MTP и прокладывается от стойки или шкафа к ZDA, где соединитель подключается к линии от главной распределительной области. Избыток кабеля можно хранить внутри скользящего поддона ITM; сборка ITM подключается к электронике в каждой стойке или шкафу при помощи вилок LC или SC.
РЕАЛИЗАЦИЯ ЗОННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ С ITM
В случае претерминированного решения — как при прямом подключении, так и при зонном распределении — главная трудность состоит в планировании и измерении расстояния для определения длины кабельной сборки, а также в управлении избытками длины кабеля внутри канала. ITM предлагает уникальное решение, предусматривая хранение соединительного кабеля внутри самого модуля. Тем самым время, необходимое для измерения длины канала и планирования проводки внутри зон, сокращается до нуля. Поскольку максимальная удаленность внутри зоны не превышает 12 или 24 м, лишний кабель всегда может храниться внутри модуля. Благодаря интегрированному в ITM управлению излишками, последние практически устраняются из тракта.
В случае альтернативных решений для зонного распределения, таких как удлинительная линия, каждому объекту необходим свой компонент, так как расстояние стоек от ZDA различное. Решение ITM предлагает один компонент, который может быть установлен в любую стойку или шкаф и обеспечит требуемую длину соединительной линии. Таким образом, не придется заказывать множество отдельных компонентов, а кроме того, упростится управление запасами во время инсталляции и в процессе эксплуатации.
Развертывание кабельной инфраструктуры внутри центра обработки данных невозможно без учета вносимого затухания. Поддержка значительных скоростей передачи данных, необходимость обеспечить миграцию к еще более высоким скоростям в будущем и формирование соответствующего бюджета требуют отнестись к этой проблеме со всей серьезностью. На первый взгляд, при сравнении с прямым подключением, зонное распределение вносит дополнительные потери из-за наличия дополнительной точки соединения или стыка в зоне. Для предшествующих решений данное утверждение было справедливо. Однако при использовании ITM разъемное соединение MTP исключается из канала, и зонное распределение может быть реализовано с теми же вносимыми потерями, что и типичное прямое соединение между MDA и EDA с коммутационной панелью с каждой стороны тракта.
Зонное распределение в кабельной инфраструктуре центра обработки данных позволяет сократить время на монтаж проводки. Общая протяженность кабеля (не отдельных волокон) существенно уменьшается, а значит, сокращается время, затрачиваемое на монтаж. Например, в центре данных, где установлено множество рядов серверных стоек, а в ряду по 12 шкафов, к каждому шкафу требуется подвести 12 волокон, поэтому экономия времени и трудозатрат зависит от длины линии.
Применение ITM предлагает существенные преимущества по сравнению с непосредственным подключением, а также другими альтернативными решениями для зонного распределения. Интегрированный соединительный модуль обеспечивает следующие преимущества:
-
устраняет потребность в планировании длин кабелей;
-
позволяет избавиться от провисания кабеля благодаря интегрированному в модуль управлению излишками кабеля;
-
упрощает управление запасами за счет сокращения числа заказных компонентов;
-
устраняет одно разъемное соединение MTP из тракта, благодаря чему уменьшаются вносимые потери в проложенной линии;
-
уменьшает время инсталляции и упрощает перемещения, добавления и изменения.
Интегрированный соединительный модуль доступен в варианте длиной 12 м и совместим с монтируемым в стойку оборудованием высотой 1U. Решение оптимизировано для зонной распределительной архитектуры в центре обработки данных. Если применяются три интегрированных соединительных модуля, то монтируемое в стойку решение высотой 1U обеспечивает 36 волоконных соединений на стойку, а в случае решения высотой 4U емкость увеличивается до 144 волокон. Когда требуется соединение большей протяженности, на этот случай доступны решения, где поддерживается длина 24 м, а в стойку монтируется корпус высотой 4U. Зональное распределение с использованием интегрированного соединительного модуля представляет собой идеальное решение для проектирования и развертывания центра обработки данных благодаря таким особенностям, как сокращение вносимых потерь в линию, интегрированное управление излишками, упрощенное управление складскими запасами и уменьшение времени монтажа.
Дженнифер Кляйн — менеджер компании Corning Cable Systems по маркетингу решений для частных сетей в центрах обработки данных, RCDD. Она отвечает за обеспечение коммерческого лидерства компании в области приложений для ЦОД.
© Cabling Business
Рисунок 1. Редуцированная топология центра обработки данных.
Рисунок 2. Топология зонной проводки.
Рисунок 3. Интегрированный линейный модуль ITM.