Por: Ken Hall, RCDD NTS / CommScope

A finales de diciembre de 2017, la Asociación de Estándares del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) adoptó el estándar 802.3bs para 200 y 400 Gbps. Entre otras cosas, el estándar allanó el camino para 400GBASE-SR16, que requería 32 fibras multimodo por MPO, entregando 16 carriles 25G NRZ. Se derramó mucha tinta sobre 400GBASE-SR16; sin embargo, en unos pocos años, 400GBASE-SR16 había muerto.

Resulta que, en aquel momento, poner 32 fibras en un solo conector puede haber sido ir demasiado lejos. Entonces, ¿cuál es la lección aquí? Podría ser simplemente que, en la búsqueda de un rendimiento cada vez más rápido, la practicidad sea tan importante como la velocidad.

La migración de alta velocidad es un término relativo que se basa en el modelo de negocio y el propósito del operador del centro de datos. Las organizaciones empresariales están pasando de la transmisión dúplex a la transmisión paralela de 10G a 40G, de 25G a 100G y superiores para aumentar la capacidad. Actualmente, los líderes de la industria están preparados para migrar a 800G y luego a 1,6T. Los diseñadores de redes están analizando sus opciones, tratando de garantizar que tengan la infraestructura adecuada para ofrecer de manera eficiente un rendimiento rentable, de mayor velocidad y menor latencia.

En lo que respecta al cableado, hay muchos enlaces de 12 fibras instalados (y algunos de 24 fibras). Algunas instalaciones cambiaron desde el principio de 12 fibras a 8 fibras para soportar aplicaciones y, más recientemente, otras han decidido pasar de la opción de 8 fibras, saltando directamente a una infraestructura basada en 16 fibras.

En este blog, analizaremos algunos enfoques que los centros de datos pueden adoptar para manejar la transición de sus configuraciones de fibra heredadas a diseños más nuevos que los colocarán en el camino hacia 1,6 T y más, o hacia aquellas aplicaciones de próxima generación. para sus necesidades de capacidad. Antes de sumergirnos en las soluciones, un poco de contexto.

¿Cómo llegamos aquí?

Para acelerar el desarrollo de la velocidad de datos, las aplicaciones dúplex como 10G, 25G y 50G se agruparon en diseños cuádruples de cuatro carriles para proporcionar una migración confiable y constante a 40G, 100G y 200G. La configuración elegida fue el MPO de 12 fibras, el primer conector MPO aceptado en los centros de datos. Sí, había una variación de 24 fibras menos utilizada, pero la de 12 fibras era común, conveniente y una interfaz multifibra implementada con mayor frecuencia se encontraba en el módulo óptico de los conmutadores.

A medida que los centros de datos migran a aplicaciones de 8 o 16 fibras para mejorar el rendimiento, las configuraciones de 12 y 24 fibras se vuelven menos eficientes. Ampliar la capacidad del switch utilizando troncales de 12 y 24 fibras se convierte en un desafío mayor. Los números simplemente no cuadran, lo que deja capacidad varada en el puerto del switch o obliga a la combinación de múltiples cables troncales en cables hidra o de matriz para utilizar completamente las fibras en el equipo. Irónicamente, los cálculos que hicieron que las 12 fibras fueran perfectas para aplicaciones dúplex por debajo de 400G de repente las hicieron mucho menos atractivas con paralelo a 400G y superiores. Introduzca el diseño “octal” de 8 carriles: es decir, 8 carriles de recepción y 8 de transmisión.

¿Qué tiene de bueno la conectividad de 16 fibras?

A partir de 400G, la tecnología octal de ocho carriles y los desbloqueos MPO de 16 fibras se convirtieron en el componente básico multipar más eficiente para aplicaciones troncales. Pasar de implementaciones cuádruples a configuraciones octales duplica el número de rupturas, lo que permite a los administradores de red eliminar capas de conmutadores o maximizar la presentación y densidad de la fibra en la parte frontal de un conmutador, al tiempo que admiten aplicaciones de velocidad de línea. Las aplicaciones actuales están optimizadas para cableado de 16 fibras. La compatibilidad con aplicaciones de 400G y superiores con tecnología de 16 fibras permite a los centros de datos ofrecer la máxima capacidad de conmutación a conmutadores o servidores. Por cierto, los grupos de 16 fibras también son totalmente compatibles con aplicaciones de 8, 4 o 2 fibras sin concesiones ni desperdicios.

Este diseño de 16 fibras, que incluye transceptores, cables troncales/matriz y módulos de distribución coincidentes, se convierte en el componente básico común que permite a los centros de datos avanzar a través de 400G y más. ¿Quiere migrar a 800G usando carriles de 100G? Una sola conexión MPO16 o dos conexiones MPO8 desde una troncal común en un solo transceptor pronto será una opción que también proporcionará total compatibilidad con versiones anteriores. Una vez que se conecta una velocidad de línea de 200G, esa misma idea nos lleva a 1,6T.

Espera, ¿qué pasa con mis enlaces de 8 fibras?

Si bien las 16 fibras pueden ser la configuración más eficiente para velocidades superiores a 400 G, todavía hay algo de valor en las implementaciones heredadas de 8 fibras, principalmente para aquellos centros de datos que ejecutan aplicaciones de hasta 400 G. Para aquellos que actualmente utilizan troncales de 8 fibras y necesitan actualizarse a 16 fibras, la pregunta es: ¿Cuál es la mejor manera de manejar eso y cuándo?

Básicamente, necesita duplicar la cantidad de fibras en la parte frontal del panel para admitir el mismo número de puertos dentro del panel. Una forma de hacerlo es cambiando los conectores LC existentes en el frente a conectores SN más pequeños, siempre que sea una opción con el panel de fibra. El empaque SN proporciona el espacio necesario para al menos duplicar el número de fibras en el mismo espacio que un adaptador LC dúplex, mientras utiliza el mismo tamaño y férula probada. Dos conectores MPO8 (trasero) a 8SN (frontal) en un módulo caben en el mismo espacio que un único módulo conector MPO8 a 4duplex LC. Este cambio libera la mitad del espacio del panel, lo que permite que los centros de datos dupliquen la cantidad de fibras disponibles y admitan el doble de puertos sin agregar espacio en rack (que generalmente no está disponible para el día 2). Se pueden agregar cables troncales adicionales de manera sencilla y sencilla con administradores de cables flexibles. Esto genera importantes dividendos cuando se trata de gestionar los desafíos del día 2.

¿Debería pasar directamente a los troncales de 16 fibras?

Pero, ¿qué sucede si actualmente utiliza troncales de 12 o 24 fibras y ahora está listo para pasar a una configuración más eficiente de 8 o 16 fibras para adaptarse a las aplicaciones? La primera consideración es su modelo de negocio. ¿Debería considerar la opción de 8 fibras si su equipo de red está evaluando aplicaciones que pueden requerir un enlace de 16 fibras? Gran pregunta.

Si bien las conexiones de 8 fibras se combinan con soluciones de 12 o 24 fibras para aplicaciones de mayor velocidad, en comparación con un diseño de 16 fibras, existe un fuerte argumento comercial para olvidar las implementaciones troncales de 8 fibras. ¿La diferencia clave entre los dos? Recuentos de puertos. La densidad típica de puertos MPO es 72 por unidad de rack. Si la troncal y las aplicaciones se basan en 8 fibras, son 72 puertos. Si las aplicaciones pasan a ser de 16 fibras, esa misma base de 8 fibras proporciona sólo 36 puertos. 16 troncales de fibra coinciden con la aplicación de 16 fibras con 72 por RU, pero también pueden admitir 144 puertos de 8 fibras en ese mismo espacio.

La realidad para muchas organizaciones empresariales es que las aplicaciones de 8 fibras con capacidad de conexión de 4 vías tendrán una vida de migración más larga según las necesidades de capacidad. Sin embargo, la eficiencia energética y el menor costo por gigabit utilizando conexiones de 8 vías disponibles con puertos de 16 fibras pueden cambiar los modelos antes de lo planeado originalmente. Pasar de conexiones de 8 a 16 fibras le permite distribuir mejor la capacidad total del conmutador y, en algunos casos, eliminar algunos conmutadores y sus costos asociados. En el caso de una implementación totalmente nueva, la apuesta inteligente está en troncales de 16 fibras, que soportan de manera eficiente rutas futuras y aplicaciones heredadas sin desperdiciar fibra.

Lo ideal es que la decisión de 8 contra 16 se tome en colaboración entre el equipo de cableado de infraestructura y el equipo de redes. Sin embargo, a menudo el equipo de redes toma la decisión y el equipo de infraestructura debe encontrar la mejor manera de realizar la transición.

¿Qué pasa con mis implementaciones heredadas de 12 o 24 fibras?

Si bien las configuraciones de 8 y 16 fibras son las más adecuadas para las velocidades más altas que nos llevarán a 1,6 T y más, la realidad dentro de muchos de los centros de datos actuales (incluidas las grandes instalaciones de hiperescala) es que muchos troncales heredados de 12 fibras todavía son en uso.

Supongamos que la decisión es pasar de implementaciones de 12 y 24 fibras dúplex a aplicaciones paralelas de 8 y 16 fibras. ¿Cómo se hace esa transición sin un desmontaje y reemplazo completo?

Una forma de hacerlo es mediante el uso de adaptadores y cables de matriz; por ejemplo, usando LC en la parte frontal de un panel de conexión de fibra y una matriz que termina en cuatro LC dúplex conectados a un MPO de 8 fibras. También podría dividir un troncal de 24 fibras en tres conjuntos de 8 fibras o dos cables de 24 fibras conectados a tres MPO de 16 fibras. Una desventaja de la solución de matriz/adaptador MPO es la gestión de cables. Las longitudes de ruptura deben ser prácticas para que sean útiles. Además, los transceptores basados ​​en MPO tienen clavijas de alineación incorporadas, lo que requiere cables de equipo sin clavijas. Los cables de equipo que no tienen clavijas en ambos extremos son los más simples para los técnicos en el campo. Pero la combinación correcta de fijado/no fijado debe aparecer en todo el canal.

La conclusión: hay muchas maneras de hacer que los números funcionen; el objetivo es siempre el mismo: soportar los requisitos de la aplicación de la manera más eficiente posible sin encallar fibras en los puertos. Los administradores de redes deben priorizar las soluciones de infraestructura que puedan ofrecer tanto los diseños más antiguos de 12 y 24 fibras como las configuraciones de 8 y 16 fibras sin requerir modificaciones de paneles que requieren mucho tiempo en el campo.

Capacidad de corte y corte en cubitos dentro del panel

Otro requisito clave es una mayor flexibilidad de diseño en el panel de conexiones. En un diseño de plataforma de fibra tradicional, componentes como módulos, casetes y paquetes de adaptadores son específicos del panel. Como resultado, cambiar componentes que tienen diferentes configuraciones significa cambiar también el panel. El impacto más obvio de esta limitación es el tiempo y el costo adicionales para implementar nuevos componentes y nuevos paneles. Al mismo tiempo, los clientes de centros de datos también deben lidiar con costos adicionales de inventario y pedidos de productos.

Por el contrario, un diseño en el que todos los componentes del panel son esencialmente intercambiables y están diseñados para encajar en un único panel común permite a los diseñadores e instaladores reconfigurar e implementar rápidamente capacidad de fibra en el menor tiempo posible y con el menor costo. También permite a los clientes de centros de datos optimizar su inventario de infraestructura y sus costos asociados.

Soporte de infraestructura para migraciones de mayor velocidad

Entonces, en resumen: cuanto más complejo y saturado se vuelve el entorno del centro de datos, más desafiante se vuelve la migración a velocidades más altas. El grado de dificultad aumenta cuando la migración implica el (eventual) traslado a diferentes configuraciones de fibra. Aquí es donde se encuentran los administradores de centros de datos. La forma en que realicen la transición de sus implementaciones heredadas de 12 y 24 fibras a implementaciones más amigables con las aplicaciones de 8 y (particularmente) 16 fibras determinará su capacidad para aprovechar capacidades de 800G y más para el beneficio de sus organizaciones. Lo mismo puede decirse con respecto a la flexibilidad de diseño que tienen en el panel de conexiones.

Estos son los desafíos que enfrentan ahora los administradores de redes en la nube y en instalaciones de hiperescala. En el lado positivo, CommScope ha ayudado a allanar el camino hacia una migración más fluida y eficiente. Para obtener más información sobre nuestra infraestructura modular de fibra de alta velocidad Propel™, con soporte nativo para diseños basados ​​en 16, 8, 12 y 24 fibras, consulte la Guía de diseño de Propel actual.