Mehr Ports mit höheren Datenraten 3 Prinzipien für das Design von Datacenter-Netzen

Ein Gastbeitrag von Lewis White*

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Der Anstieg des globalen Datenverkehrs und ressourcenintensiver Anwendungen wie Big Data, IoT, KI und maschinelles Lernen erfordern größere Kapazitäten und geringere Latenzzeiten im Rechenzentrum. Betreiber müssen mehr Ports mit höheren Datenraten und einer höheren Anzahl optischer Stränge bereitstellen. Dies erfordert unter anderem eine durchdachte Skalierung mit flexibleren Bereitstellungsoptionen.

Lewis White, Vice President Enterprise Infrastructure Europe bei Commscope, erläutert drei Prinzipien für das Design von Rechenzentren, die mit möglichst niedrigen Latenzzeiten aufwarten müssen.
Lewis White, Vice President Enterprise Infrastructure Europe bei Commscope, erläutert drei Prinzipien für das Design von Rechenzentren, die mit möglichst niedrigen Latenzzeiten aufwarten müssen.
(Bild: gemeinfrei: Pexels / Pixabay)

Die zugrundeliegende Infrastruktur in einem Rechenzentrum muss gut durchdacht und mit flexiblen Bereitsstellungsoptionen ausgestattet sein. Es gibt drei Prinzipien für das Design:

1. Anwendungsbasierte Bausteine

In der Regel ist die Anwendungsunterstützung durch die maximale Anzahl von E/A-Ports an der Vorderseite des Switches begrenzt. Bei einem 1RU-Switch ist die Kapazität derzeit auf 32 QSFP/QSFP-DD/OSFP-Ports begrenzt. Der Schlüssel zur Maximierung der Port-Effizienz liegt in der Fähigkeit, die Switch-Kapazität optimal zu nutzen.

Traditionelle Vier-Lane-Quad-Designs ermöglichten die stetige Migration von 50G auf 100G und 200G. Doch ab 400G werden die 12- und 24-Faser-Konfigurationen, die zur Unterstützung von Quad-basierten Anwendungen verwendet werden, weniger effizient und lassen erhebliche Kapazitäten am Switch-Port ungenutzt. An dieser Stelle kommt die Oktal-Technologie ins Spiel.

Ab 400G werden die Achtfasertechnologie und MPO-Breakouts mit 16 Fasern zum effizientesten Multipair-Baustein für Trunk-Anwendungen. Durch den Wechsel von Quad-basierten Implementierungen zu oktalen Konfigurationen verdoppelt sich die Anzahl der Breakouts, wodurch Netzwerkmanager einige Switch-Layer eliminieren können.

Die Switches entwickeln sich weiter, um mehr Spuren mit höheren Geschwindigkeiten bereitzustellen und gleichzeitig die Kosten und den Stromverbrauch der Netze zu senken. Octal-Module ermöglichen es, diese zusätzlichen Verbindungen über den 32 Ports in einem 1U-Switch. Die Beibehaltung der höheren Radix wird durch die Verwendung von Lane Breakout vom optischen Modul erreicht.
Die Switches entwickeln sich weiter, um mehr Spuren mit höheren Geschwindigkeiten bereitzustellen und gleichzeitig die Kosten und den Stromverbrauch der Netze zu senken. Octal-Module ermöglichen es, diese zusätzlichen Verbindungen über den 32 Ports in einem 1U-Switch. Die Beibehaltung der höheren Radix wird durch die Verwendung von Lane Breakout vom optischen Modul erreicht.
(Bild: Commscope: „The migration to 400G/800G: the Fact File“)

Außerdem sind die heutigen Anwendungen für 16-Faser-Verkabelungen ausgelegt. Durch die Unterstützung von 400G- und höheren Anwendungen mit 16-Faser-Technologie können Rechenzentren ihre Switch-Kapazität deutlich ausbauen. Dieses 16-Faser-Design – einschließlich passender Transceiver, Trunk-/Array-Kabel und Verteilermodule – wird zum gemeinsamen Baustein, der es Rechenzentren ermöglicht, von 400G auf 800G, 1,6T und darüber hinaus zu gelangen.

Doch nicht jedes Rechenzentrum ist bereit, sich von seinen alten 12- und 24-Faser-Implementierungen zu trennen. Betreiber müssen auch in der Lage sein, Anwendungen zu unterstützen und zu verwalten, ohne Fasern zu verschwenden oder Port-Zahlen zu verlieren. Daher werden auch effiziente anwendungsbasierte Bausteine für 8-, 12- und 24-Faser-Konfigurationen benötigt.

2. Flexibilität durch Design

Eine weitere wichtige Anforderung ist ein flexibleres Design, das es Managern von Rechenzentren und ihren Partnern ermöglicht, die Glasfaserkapazität am Patchpanel schnell umzuverteilen und ihre Netzwerke an Änderungen der Ressourcenzuweisung anzupassen. Eine Möglichkeit dafür ist die Entwicklung modularer Panel-Komponenten, die eine Anpassung zwischen Point-of-Delivery (POD) und Netzwerk-Design-Architekturen ermöglicht.

Bei einem herkömmlichen Glasfaserplattformdesign sind Komponenten wie Module, Kassetten und Adapterpakete Panel-spezifisch. Folglich muss beim Austausch von Komponenten mit unterschiedlichen Konfigurationen auch das Panel ausgetauscht werden. Dadurch steigen Zeit- und Kostenaufwand für die Bereitstellung neuer Komponenten und neuer Panels. Gleichzeitig müssen die Kunden des Rechenzentrums zusätzliche Kosten für Produktbestellungen und Lagerhaltung in Kauf nehmen.

Im Gegensatz dazu erlaubt ein Design, bei dem alle Panel-Komponenten im Wesentlichen austauschbar sind und in ein einziges, gemeinsames Panel passen, schnelle Neukonfiguration und Bereitstellung von Glasfaserkapazitäten in kürzester Zeit und zu geringeren Kosten.

3. Routinen bei Bereitstellung und Verwaltung von Glasfasern

Routine-Aufgaben, die mit dem Deployment, Upgrade und Management von Glasfaserinfrastrukturen verbunden sind, sollten vereinfacht und beschleunigt werden. Zwar haben Panel- und Blade-Designs im Laufe der Jahre durchaus Fortschritte in Bezug auf Funktionalität und Design erfahren, aber es gibt noch Raum für erhebliche Verbesserungen.

Optimierungspotenzial gibt es auch bei der Faserpolarität. Mit zunehmender Komplexität der Glasfaserinstallationen wird es immer schwieriger, die richtige Ausrichtung der Sende- und Empfangspfade über die gesamte Verbindung hinweg sicherzustellen.

Im schlimmsten Fall müssen Installateure Module oder Kabelbaugruppen umdrehen, um die passende Polarität herzustellen. Fehler werden möglicherweise erst erkannt, wenn die Verbindung bereits eingerichtet ist, und die Behebung des Problems kostet Zeit.

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Es gibt aber bereits Glasfaserplattformen auf dem Markt, die sich diesem Problem annehmen. Sie besitzen eine standardisierte Polarität, die die Ausrichtung vereinfacht und dem Umdrehen der Kabelbaugruppen vorbeugt.

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* Lewis White ist Vice President Enterprise Infrastructure Europe bei Commscope.

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