Аналитики отмечают, что если ранее СКС использовались преимущественно в офисных зданиях, то в последнее время сфера их применения значительно расширилась. Этот процесс стимулируется как объективными предпосылками, так и частными интересами производителей СКС и интеграторов.

К объективным факторам следует отнести появление приложений, открывающих для СКС новые горизонты. По данным FTM Consulting, объем глобального рынка СКС увеличится с 2007 года по 2012-ой с 6,8 до 15,9 млрд долл.; усредненный ежегодный коэффициент роста превысит 18%. Основными стимулами повышения спроса на СКС аналитики FTM считают быстрое распространение приложений VoIP, рост мультимедийного трафика в сетях IP и потребностей в СКС для центров обработки данных.

Традиционные локальные сети предприятий все еще остаются крупнейшими потребителями СКС (на этот сегмент рынка, согласно FTM, приходятся 64,4% глобальных продаж), а в сектор ЦОДов поставляются 12,1% решений и продуктов СКС. В дата-центрах, где востребованы медные и волоконно-оптические кабельные системы, ежегодные темы роста потребления СКС в течение пяти лет составят примерно 26,8% (это в 1,7 раза больше темпов роста всего рынка). К 2011 году доля поставляемых СКС для ЦОДов увеличится почти до 31% и достигнет 2,2 млрд долл.

Стандартизация решений

Методы проектирования кабельной инфраструктуры ЦОДов меняются с появлением новых технологий и изменением требований к самим центрам. В первые годы их использования при разработке инфраструктурных решений специалисты руководствовались преимущественно собственным опытом, но положение в корне изменилось с появлением соответствующих стандартов.

Первым стандартом, определяющим единый набор требований к ЦОДам и серверным залам, стал ANSI/TIA/EIA-942 Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centres. Его выпустил Национальный институт стандартизации США в 2005 году. Положения этого стандарта регламентируют требования к организации инфраструктурных служб ЦОДов (в том числе систем электроснабжения, кондиционирования, сигнализации и пожаротушения, кабельной проводки и заземления) с учетом их взаимовлияния.

Согласно этому стандарту, в залах ЦОДов, предназначенных для установки компьютеров, выделяют области основной, горизонтальной и зоновой разводок, а также область разводки оборудования. В каждом случае предусмотрено использование разных типов кабелей и коммуникационных компонентов, обеспечивающих эффективность соединений.

Сфера действия европейского стандарта EN 50173-5 охватывает, в основном, только кабельные соединения ЦОДов. В начале декабря прошлого года была опубликована на немецком языке его последняя редакция DIN EN 50173-5-2007. Однако оба стандарта содержат много сходных положений.

И оптика, и медь

В качестве среды передачи данных в ЦОДах традиционно применялась волоконная оптика (стандарт IEEE 802.3ae, определяющий передачу 10-гигабитного трафика по оптоволокну, принят в 2002 году). Имея такие характеристики, как широкая полоса пропускания и значительная дальность передачи данных, волоконно-оптические линии связи к тому же устойчивы к электромагнитным помехам, не создают перекрестных помех и не требуют заземления. Кроме того, кабели на базе волоконной оптики обеспечивают весьма существенную для ЦОДов экономию места, поскольку суммарная площадь их сечения меньше, чем у жгутов на основе медной витой пары. Это особенно справедливо по отношению к медным системам категории 6a, в которых увеличение габаритов — одна из мер борьбы с межкабельными наводками.

Применение в ЦОДах оптического многомодового волокна (например, OM3), оптимизированного для работы с лазером, позволяет передавать данные с быстродействием до 10 Гбит/с на расстояния более 300 м. Решения на базе волокна OM3, протоколов 10GBASE-LRM и 10GBASE-LX4 соответствуют требованиям к магистральным линиям связи при их прокладке внутри зданий или между отдельными строениями. А на больших дистанциях приемлемое качество связи достигается за счет использования одномодового волокна. Из-за относительно высокой стоимости приемо-передающего оборудования одномодовое волокно обычно применяется в специальных коммуникациях, например предназначенных для организации взаимодействия с магистральными маршрутизаторами или опорными системами операторов связи.

Конструктивно наиболее удобны и надежны претерминированные (в заводских условиях) оптическими разъемами кабели и компактные кабельные сборки, выпускаемые ныне всеми ведущими производителями пассивного оборудования. К ним относятся, например, ленточные оптические кабели с групповыми разъемами MTP, объединяющие более 70 волокон.

Однако следует учитывать высокую стоимость волоконно-оптических решений. И хотя наблюдается тенденция снижения их цены (так, сейчас превышение стоимости оптического многомодового волокна OM3 над его модификациями OM1 и OM2 составляет не более 20–40%), медная проводка в пределах залов ЦОДов обходится заметно дешевле.

Появление неэкранированных медных систем категории 6а (Augmented Category 6), увеличивших частотный диапазон СКС до 500 МГц и обеспечивших быстродействие 10 Гбит/с в стометровом канале с четырьмя коннекторами, существенно расширило возможности организации высокоскоростного обмена информацией в ЦОДах. Согласно зарубежной статистике, длина кабельных линий в дата-центрах обычно не превышает 75 м, а длина почти 90% кабельных соединений составляет менее 55 м. Таким образом, в большинстве случаев для систем связи ЦОДов вполне допустимо применять СКС категорий 6a и 7.

Центры обработки данных являются основным потребителем медных СКС, обеспечивающих передачу 10-гигабитного трафика, и определяют почти 5% общего объема рынка СКС.

К новым вершинам

При будущем переходе к более производительным системам, обеспечивающим трафик данных на скорости 40 или 100 Гбит/с, потребуется индивидуальное экранирование медных витых пар, заметно возрастут энергопотребление и стоимость оборудования. Как полагают специалисты, поначалу 100-гигабитные решения будут более чем на порядок дороже 10-гигабитных. Ожидается, что стандарт IEEE, описывающий системы 100 Gigabit Ethernet, появится не ранее 2009 года.

Сейчас ведутся исследовательские работы, нацеленные на дальнейшее повышение производительности медных систем. Ученые университета штата Пенсильвания совместно с компанией Nexans разрабатывают методы передачи 100-гигабитного трафика по кабелям категории 7 на расстояние не менее 70 м.

Внедрение 10-гигабитного Ethernet в ЦОДах только начинается, и этот процесс сопряжен с определенными трудностями. Решению части из них должно способствовать появление особого Руководства в новой редакции стандарта ISO/IEC 14763-3. Он регламентирует процедуры тестирования и сертификации волоконно-оптических трактов, которые обеспечивают 10-гигабитную производительность в условиях ограниченного «бюджета» допустимых потерь.

Между тем производители сетевого оборудования наращивают выпуск продуктов для 10-гигабитных коммуникаций в ЦОДах. Уже неоднократно сообщалось о коммутаторах для blade-серверов. Осенью 2007 года совсем молодая компания Arastra представила первый в отрасли 48-портовый коммутатор (1U) со стоимостью 10-гигабитного порта 400 долл.

Тестирование в лаборатории Interoperability Lab университета штата Нью-Гемпшир 10-гигабитных продуктов почти 40 производителей активного и пассивного оборудования показало, что типичные протоколы, используемые в локальных сетях (включая iSCSI и iWarp), поддерживаются 10-гигабитной инфраструктурой. Продемонстрирована работоспособность приложений, формирующих трафик VoIP, FTP и IPTV, как и возможность их работы с кабелями систем FDDI (Fiber Distributed Data Interface) с оптическими интерфейсами LRM (Long Reach Multimode), которые все еще часто применяются в ЦОДах.

Согласно Dell’Oro Group, за последнее время в мире удвоилось количество установленных портов 10 Gigabit Ethernet. В России, по данным компании «АДП Сети», гигабитные и 10-гигабитные порты составили в первом квартале прошлого года, соответственно, 37,4 и 0,24% поставок. В 2009 году суммарное количество таких портов достигнет половины общего объема.

Мнения экспертов

Мы обратились к ведущим специалистам отрасли, чтобы выяснить их мнения о наиболее востребованных кабельных системах российских ЦОДов, о перспективах оптической и медной проводки, об уровне спроса на пассивные коммуникационные системы и необходимости выпуска отечественного стандарта, регламентирующего создание инфраструктурных решений для ЦОДов.

Роман Китаев, директор представительства Systimax Solutions

Наиболее часто в российских ЦОДах применяют медные кабельные системы категории 6 и оптические системы OM3. В последние два года заказчики постепенно переходят на системы категории 6а. Отмечается повышенный интерес к претерминированным оптическим решениям и системам управления кабельной инфраструктурой в режиме реального времени. В нашей практике встречались ЦОДы, как почти полностью базирующиеся на оптических магистралях, так и использующие преимущественно медные соединения. В конечном счете, соотношение оптической и медной подсистем определяется оборудованием конкретного ЦОДа.

Мне сложно судить о том, способны ли другие производители удовлетворить спрос российских владельцев ЦОДов на пассивные решения в области СКС. А вот линейка продукции Systimax позволяет строить ЦОДы любого уровня — от небольшой серверной комнаты до гигантских центров обработки данных.

Сейчас Международная организация по стандартизации (ISO) разрабатывает стандарт ISO/IEC 24764, описывающий построение кабельной инфраструктуры в ЦОДах. Представляется рациональным принятие в России этого стандарта сразу после его одобрения. Кстати, его предварительная редакция определяет медные кабельные системы класса EA (соответствует категории 6а) и оптические кабельные системы OM3 как минимально возможные при построении ЦОДов.

Сергей Логинов, директор представительства Reichle & De-Massari

Заказчики отдают предпочтение комплексным решениям премиум-класса, характеристики которых превышают требования стандартов СКС. Львиную долю наших поставок для ЦОДов определяет медная проводка категорий 6 и 6а, имеющая запас по производительности и способная передавать 10-гигабитный трафик. Вызывают также интерес модульные коммутационные панели и наличие средств, препятствующих несанкционированному вмешательству в эксплуатируемые системы. Доля оптической проводки в ЦОДах значительно больше, чем на других объектах (иногда она превышает 50%), причем можно ожидать роста применения решений, претерминированных в заводских условиях.

Спрос полностью способны удовлетворить производители высококачественных кабельных систем. Последних на российском рынке не так уж много: лишь четыре-пять компаний могут предложить весь спектр решений для кабельной инфраструктуры ЦОДов.

Отсутствие российского стандарта можно воспринять и как благо. Сейчас удается строить ЦОДы в полном соответствии с международными нормами, не сталкиваясь с бюрократическим произволом чинуш «от информатики». Хочу напомнить, что международные стандарты имеют рекомендательный характер и, вообще-то, не противоречат нашим нормам проектирования. Было бы полезно перевести их на русский язык и распространить в отраслевых институтах и вузах.

Александр Ласый, директор департамента автоматизации инженерных систем компании «Крок»

В проектах, выполняемых «Кроком», по-прежнему лидируют медные решения. Соотношение оптической и медной проводки можно оценить примерно как 30:70. В отношении волоконной оптики все более популярными становятся претерминированные решения. Они, как детский конструктор, собираются на объекте, что позволяет экономить при монтаже массу времени.

Отечественные ЦОДы строятся преимущественно с использованием зарубежного оборудования, отвечающего требованиям национальных и международных стандартов. Можно сказать, что предложения основных производителей пассивных коммуникационных систем вполне удовлетворяют спрос отечественных ЦОДов.

Между отечественными и зарубежными ЦОДами нет специфических различий, поэтому особый российский стандарт нам не нужен. Наверное, самым разумным бы было ратифицировать американский стандарт TIA/EIA-942, наиболее полно описывающий инженерные системы ЦОДов. А в отношении кабельных систем вполне достаточны европейский и международный стандарты EN50173-5 и ISO/IEC-24764.

Андрей Семенов, директор компании «АйТи» по развитию «АйТи-СКС»

В России строятся, в основном, малые и средние центры обработки данных. Поэтому в большинстве случаев достаточно использовать традиционные решения, которые созданы для классических аппаратных и серверных помещений. Специальные разработки для отечественных проектов пока не требуются, а соотношение между оптикой и медью составляет примерно 30:70. Отмечу: в ЦОДах очень жестко «завязано» множество подсистем (в том числе ИТ-, коммуникационных, инженерных решений), и все это требует высокой квалификации проектировщиков.

Специализированная элементная база ведущих мировых производителей удовлетворяет требованиям к СКС в известных мне проектах построения ЦОДов. Необходимость выпуска российского стандарта на ЦОДы — под большим вопросом. Очень желательно появление рамочного документа на русском языке. Попытка решения этой проблемы с помощью простого перевода западных стандартов может привести к конфликту с действующими отечественными нормативами инженерного обеспечения. Задача явно не имеет простого решения.