10 Gigabit Ethernet – światłowód czy skrętka?

0

Nie ma wątpliwości, że inżynierowie budują sieci 10 Gigabit Ethernet, ponieważ jest coraz większa presja na łączenie serwerów, pamięci masowych i urządzeń końcowych z wykorzystaniem jednego medium. Ale projektując firmową sieć, działy IT mają bardzo duży wybór, począwszy od podstawowego okablowania, a skończywszy na aktywnych komponentach sieci. Przyglądamy się, jaki wpływ na wydajność i zasięg połączeń w standardzie 10 Gigabit Ethernet ma wybór okablowania.

Przygotowując się do wprowadzenia sieci 10 GbE w serwerowni, dział IT musi wybierać między technologią optyczną a skrętką. Rozwiązania te różnią się maksymalną odległością połączeń, zasilaniem i ilością wydzielanego ciepła, opóźnieniem sygnału, niezawodnością i możliwościami dostosowania do przyszłych rozwiązań. Każda opcja ma swoje wady i zalety. Najczęściej wybór polega na ustaleniu, które właściwości są najważniejsze z punktu widzenia danej sieci czy centrum danych. Całkowity koszt nie jest jedynie prostą wypadkową kosztów kabli i interfejsów. Istotnym czynnikiem kalkulacji kosztów jest też pracochłonność. Zrozumienie znaczenia wszystkich właściwości jest kluczem do podjęcia właściwej decyzji.

Światłowody
Światłowody obejmują włókna jednomodowe i wielomodowe. Światłowód wielomodowy charakteryzuje się krótszymi maksymalnymi odległościami niż światłowód jednomodowy. Ponieważ światłowód wielodomowy jest gęściej upakowany, porcje światła pokonują różne ścieżki, odbijając się od ścian włókna. W efekcie na drugi koniec kabla sygnał dociera zakłócony. Jeśli wiązka światła pokonuje dystans przez kabel jednomodowy, zakłócenia są znacznie mniejsze.

Początkowo standard optyczny 10GBase-SR zakładał wykorzystanie kabli o maksymalnej długości 26 metrów. Usunięcia i wymiana istniejącego okablowanie to kosztowne przedsięwzięcie, więc IEEE opracowała standard 10GBase-LRM, znany również jako 802.3aq. Przewiduje on wykorzystanie obwodów, które kompensują zakłócenia. To pozwala na przesyłanie sygnału na odległość do 220 metrów światłowodami o szerokości 62,5 mikrona.

Techniki produkcji światłowodów są coraz doskonalsze. Nowe kable wielomodowe mają szerokość tylko 50 mikronów, a interfejsy 10GBase-SR umożliwiają przesyłanie sygnału na odległość 300 metrów poprzez kable wielomodowe.

Światłowody jednomodowe umożliwiają przenoszenie sygnału na odległość 40 km, więc są wykorzystywane w sieciach WAN. Ze względu na cienkość tego rodzaju kabli ich kładzenie jest trudnym zadaniem, a ponadto wymagają znacznie droższych laserów, niż kable wielomodowe. Dlatego kable wielomodowe są wykorzystywane wszędzie tam, gdzie długość połączeń nie wymaga stosowania kabli jednomodowych.

Kable miedziane
Okablowanie 10GBase-CX4 opisane w standardzie 802.3ak w 2002 roku było pierwszym tego rodzaju okablowaniem umożliwiającym transfer 10 Gbit/s. Podobny do miedzianych kabli InfiniBand, 10GBase-CX4 wykorzystuje cztery kable, z których każdy przesyła 2,5 Gbit/s. Maksymalna długość kabla wynosi około 10 do 15 metrów, ale jest to bardzo efektywna kosztowo metoda łączenie urządzeń na krótkich dystansach. Innym, tanim i energooszczędnym rozwiązaniem jest też Small Form-Factor Pluggable Copper (SFP+CU). W tym przypadku długość połączeń jest ograniczona do 10 metrów.

Skrętka
Standard IEEE 802.3an, szerzej znany jako 10GBase-T, został zatwierdzony w 2006 roku i jest najpopularniejszą metodą budowy połączeń 10 GbE. Wykorzystuje on dobrze znaną skrętkę oraz złącza RJ-45.

Obecnie dostępne chipsety do obsługi takich interfejsów zużywają więcej prądu i generują większe opóźnienia, niż światłowody czy kable miedziane. Takie same problemy występowały w przypadku pierwszych wersji skrętki jednogigabitowej, ale należy się spodziewać, że kolejne wersje chipsetów będą charakteryzować się lepszymi parametrami.

W wielu sytuacjach wykorzystanie skrętki 10GBase-T wiąże się z wymianą istniejącego okablowania. Czasem jednak udaje się uruchomić sieć 10 GbE, wykorzystując kable kategorii 5, ale nie jest to polecane rozwiązanie. Nawet jeśli testy wykazują transfer 10 Gbit/s, w przyszłości mogą wystąpić okresowe problemy.

Zaleca się używanie skrętki kategorii 6, 6a UTP oraz 6a F/UTP (foil wrapped UTP). Maksymalna długość kabli kategorii 6 wynosi 55 metrów, podczas gdy kable 6a oraz 6a F/UTP mogą mieć nawet 200 metrów długości. Kable 6 oraz 6a są grubsze, niż kable kategorii 5 – jest to związane z koniecznością wyeliminowania tzw. przesłuchów obcych, czyli przesłuchów pomiędzy sąsiadującymi kablami. W grubszym kablu odległości między poszczególnymi parami skrętki są większe, co redukuje prawdopodobieństwo wystąpienia przesłuchów. Foliowanie zastosowane w kablach kategorii 6a F/UTP całkowicie eliminuje przesłuchy.

Wymiana istniejącego okablowania może być bardziej skomplikowana, niż odłączenie kabli z interfejsów i podłączenie nowych. Większa szerokość kabla kategorii 6 oznacza, że zajmują one więcej miejsca. To oznacza, że w dotychczas dostępnych uchwytach może zabraknąć miejsca. Należy też dopilnować, żeby nie układać zbyt wielu kabli jeden na drugim. Ciężar kabli może ścisnąć te znajdujące się na dole, przez co zmniejszy się odległość między parami przewodów.

Koszty instalacji
Ocenia się, że koszty pracy są najwyższe w przypadku światłowodów, ponieważ podczas układania tego rodzaju kabli należy unikać zbyt ostrych załamań oraz konieczne jest instalowanie specjalnych złączy. Instalacja skrętki 10GbE również wiąże się z dodatkowymi kosztami w porównaniu ze skrętką o mniejszej przepustowości, co wynika z instalowania złączy oraz rozmieszczania kabli w uchwytach. Koszty instalacji skrętki mogą znacznie wzrosnąć, jeśli trzeba zamontować dodatkowe uchwyty.

Koszty nie powinny być jednak decydującym czynnikiem o wyborze. Należy zwrócić uwagę, że zostały już zatwierdzone standardy 40 GbE i 100 GbE, które zakładają transport sygnału na odległość 40 km włóknem jednomodowym (40GBASE-LR4 oraz 100GBASE-ER4) i na odległość 100 metrów kablem wielodomowym (40GBASE-SR4 oraz 100GBASE-SR10). Dlatego warto rozważyć instalację światłowodów, nawet jeśli skrętka wydaje się najlepszym wyborem na obecne potrzeby.

BRAK KOMENTARZY

ZOSTAW ODPOWIEDŹ