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  • Cablaggio in Data Center: la scelta della fibra ottica in relazione al recente standard

    40/100Gb Ethernet

    Mercoled 26 Ottobre 2011, 9:20

    Fulvia Bortolotto

  • Agenda

    Aspetti storici e tendenze legate alla normativa Ethernet 40/100 G

    Tendenze verso un sempre crescente utilizzo di fibra e verso sempre pi elevate larghezze di banda nei DataCenters

    Dettagli della normativa Ethernet 40/100G

    Soluzioni per una semplice migrazione dai 10 ai 40 e, in seguito, ai 100 G

  • Storia e previsioni sullimplementazione dei protocolli Ethernet sul mercato

    1998

    Ratifica

    10Gbps

    Ratifica

    40/100Gbps

    La storia recente suggerisce che tra il momento della ratifica della normative e limplementazione intercorre un lasso di tempo di circa 3 anni

    mili

    oni di serv

    er

    Ratifica

    1Gbp

    Fonte: Intel/Broadcom (Nov. 2007)

  • Ambiente Data Center Cambiamenti di topologia: Switching Network

    CU CU CU CU CU CU CU CU CU

    FO

    CU

    FO

    Servers

    Cavi rame

    Cavi in

    fibra

    To

    po

    log

    ia t

    rad

    izio

    na

    le

    Core

    Switch

    FO FO FO FO FO FO FO FO FO FO

    FO

    Servers

    Cavi in

    fibra

    Cavi in

    fibra

    Nu

    ova

    to

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    log

    ia

    Core

    Switch

    ToR

    Switch

    Edge

    Switch

  • FO FO FO FO FO FO FO FO FO

    Servers

    Bretelle in

    fibra

    To

    po

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    ia t

    rad

    izio

    na

    le

    FO FO FO FO FO FO FO FO FO FO

    SAN

    Switch

    Cavi in fibra Cavi in fibra

    Nu

    ova

    to

    po

    log

    ia

    Servers

    Storage

    Ambiente Data Center Cambiamenti di topologia: Storage Network

  • La virtualizzazione dei server spinge verso velocit pi elevate

    La richiesta in larghezza di banda cresce esponenzialmente

    Pi applicazioni Pi dati

    Pi macchine

    virtuali

    Microprocessori

    pi rapidi

    Server pi

    densi

    Hardware

    Hypervisor

    OS

    App

    OS

    App

    OS

    App

    OS

    App

    Connessioni pi veloci

  • Ethernet 40/100G

    IEEE 802.3ba mozioni approvate 40 e 100G

    Minimo 100 m su fibra multimodale di tipo OM3 (40GBASE-SR4/100GBASE-SR10)

    Minimo 150 m su fibra multimodale di tipo OM4 (40GBASE-SR4/100GBASE-SR10)

    Minimo 10 km su fibra monomodale (40GBASE-LR4/100GBASE-LR4/100GBASE-ER4)

    Minimo 40 km su fibra monomodale (solo 100G) (100GBASE-LR4/100GBASE-ER4)

    Minimo 7 m su bretelle rame (twinax)

    Allinterno dei Data Center il cablaggio sar principalmente basato su fibra multimodale: utenti e progettisti devono rivedere linfrastruttura in fibra

    2-fibre/porta (10G) 12-fibre/porta (40G) 24-fibre/porta (100G)

  • 40G Ethernet Parallel Optics: OM3/OM4

    40GBASE-SR4

    Interfaccia: Connettore 12f MPO/MTP

    4 corsie a 10Gbps in 2 direzioni

  • Transceiver ottico 40G : OM3/OM4

    Transceiver basato sulla tecnologia QSFP

    Connettore standard 12-fibre MPO/MTP

    1.5 watt per porta

    Correntemente in uso per 40G InfiniBand

    Fonte: Zarlink

  • Connessioni ottiche a 40G: OM3/OM4

    Configurazioni degli Switch : 8 schede per chassis

    16 porte per scheda

    192 fibre per scheda

    1536 fibre per chassis

    8 schede per chassis

    32 porte per scheda

    384 fibre per scheda

    3072 fibre per chassis

    Sono TANTE fibre!

  • 100G Ethernet Parallel Optics: OM3/OM4

    Fonte: USConec

    100GBASE-SR10

    Interfaccia: connettore 24f MPO/MTP

    10 corsie a 10Gbps in 2 direzioni

  • Transceiver basato sulla tecnologia CXP

    Connettore standard 24-fibre MPO/MTP

    3 watt per porta

    In fase di progettazione

    IBTA 120G

    100G Optical Transceiver: OM3/OM4

    Fonte: Molex

  • Connessioni ottiche a 100G: OM3/OM4

    Configurazione degli Switch:

    8 schede per chassis

    16 porte per scheda

    384 fibre per scheda

    3072 fibre per chassis

    24 fibre

    12 fibre

  • Impatto della migrazione verso i 40/100G

    21 RU

    256x10G porte

    Connettore LC 2-fibre

    512 fibre per chassis ogg

    i 1

    0G

    E

    40

    GE

    1

    00

    GE

    128 x 40G porte Connettore MTP 12-fibre 1536 fibre per chassis

    128 x 100G porte Connettore MTP 24-fibre 3072 fibre per chassis

  • IEEE Ethernet 40G e 100G

    Canale definito in IEEE 802.3ba:

    OM3/100m 0.75dB 0.75dB

    OM4/150m 0.5dB 0.5dB

    Parametro OM3 OM4 Unit

    Larghezza di banda effettiva a 850 nm (EMB) 2000 4700 MHzkm

    Budget ottico 8.2 dB

    Distanza operativa 0.5 to 100 0.5 to 150 m

    Attenuazione del canale sulla massima distanza 1.9 1.5 dB

    Assegnazione per penalit 6.3 6.4 dB

    Margine non assegnato 0 0.3 dB

    Ulteriore attenuazione consentita 0 dB

    Budget ottico connessioni 40GBASE-SR4 o 100GBASE-SR10

  • Ethernet 40G e 100G: OM3/OM4

    Componenti ad alta performance permettono maggiore flessibilt nella definizione di canale

    0.5/0.35dB 0.5/0.35dB 0.5/0.35dB

    100/150m

    0.75/0.5dB 0.75/0.5dB

    100/150m

    0.35dB 0.35dB 0.35dB 0.35dB

    130m

    Solo OM3

  • Soluzioni: Connettori 40/100G

    Connettori MTP ad alta performance permettono un

    cross-connect su sistemi a 40/100G systems,

    i.e. EDA a MDA a EDA

    Tx/

    Rx

    Tx/

    Rx

    0.35 dB Attenuazione

    fibra

    Coppia

    MTP

    Bretella Bretella Trunk Trunk

    100m OM3

    EDA MDA EDA

    Coppia

    MTP

    Bretella

    Coppia

    MTP

    Coppia

    MTP

    0.35 dB Attenuazione

    fibra

    0.35 dB 0.35 dB

  • Transceiver ottico 40/100G: fibra monomodale

    Fonte: CFP MSA

    Connettore LC-Duplex

    Transceiver basato sulla tecnologia CFP

    Connettore standard LC-Duplex

    4l x 25G nella regione 1300nm

    20 watt per porta

    Da 3 a 4 porte per scheda

    Grosse dimensioni

    Equivalente a 2x10G XENPAK

  • Costo previsto per porta

    Fonte : Cisco

    850nm, MM

    1300nm, SM

    40G/100G

    100GBASE-ER4

    100GBASE-LR4

    40GBASE-LR4

    100GBASE-LR4

    40GBASE-LR4

    $ 175K

    $ 20K

    $ 16K 20 fibre

    $ 4K 8 fibre

    Data

    Cen

    ter

    Metr

    o, B

    B,

    WA

    N

  • Reverse Fibre Polarity (standard)

    Un sistema di gestione della polarit che

    Garantisca la corretta polarit in qualunque sezione della connessione

    Elimini la necessit di complesse pianificazioni e gestione della polarit

    Utilizzi bretelle standard e non richieda componenti speciali

    Permetta luso di connettori monomodali MPO/MTP di tipo APC

    Offra possibilit di migrazione verso nuove tecnologie come il Parallel Optics

    Polarit Universale

    Rx

    Tx Rx

    Tx

    MC

    IC IC

    CABLAGGIO STRUTTURATO

    > Parallel Optics

    Gestione della polarit, riconfigurazioni e

    migrazione

  • Soluzioni 40/100G: facile migrazione

    Cassetto a 12-fibre:

    - 12f MTP su 6 LC-Duplex... porte 10G

    Pannello con bussole MTP:

    - 12f MTP su 12f MTP... porte 40G

    12f MTP

    12f MTP

    12f MTP Porta

    40G Porta

    40G

    12f MTP

  • Pannello con bussole MTP:

    - 12f MTP su 12f MTP, con bretella a Y

    porte 100G

    Cassetto a 12-fibre:

    - 12f MTP su 6 LC-Duplex... porte 10G

    24F MTP Porta

    100G

    12F MTP

    12F MTP

    Soluzioni 40/100G: facile migrazione

  • Soluzioni 40/100G: facile migrazione

    LC-Duplex porte 10G

    LC-Duplex porte 10G + 12f MTP porte 40G

    12f MTP porte 40G e/o 2x12f MTP porte 100G

  • Soluzioni 40/100G: altissima densit

    Cassetto 4U Porte 10G

    2-fibre LC-Duplex

    Porte 40G

    12-fibre MTP

    100G ports

    2 x 12-fibre MTP

    Capacit porte 288 192 96

    Capacit fibre 576 2,304 2,304

  • Soluzioni 40/100G: Altissima densit

    Cassetto 1U Porte 10G

    2-fibre LC-Duplex

    Porte 40G

    12-fibre MTP

    Porte 100G

    2 x 12-fibre MTP

    Capacit porte 48 32 16

    Capacit fibre 96 384 384

  • Conclusioni

    Data Centres del futuro saranno prevalentemente cablati in fibra:

    Connettori MTP / Parallel optics per alte velocit

    40 e 100G su distanze inter-rack sono definiti solo su fibra ottica

    Soluzioni di cablaggio devono offrire:

    Altissime densit ma praticit di accesso

    Migrazione da 10 a 40 a 100G mantenendo la struttura di backbone

    Alta affidabilit: fibre insensibili alle curvature e alta qualit ottica