Tendenze importanti per il cablaggio di data center orientato al futuro – Parte 1

“The Need for speed” - focus su velocità di trasmissione e connettori multifibra

Il volume di dati in tutto il mondo è in rapido aumento. Spinte dalla crescente digitalizzazione, le esigenze dei data center sono in costante aumento. Enormi quantità di dati devono essere trasmesse in modo rapido, sicuro e affidabile. Affinché tutti i componenti possano operare al massimo delle proprie capacità e soddisfare i requisiti, è indispensabile un cablaggio dei data center orientato al fabbisogno. Fondamentale in termini di concorrenza per gli operatori di data center è essere sempre al passo con i tempi, impostare fin da ora gli sviluppi dei prossimi anni e creare un’infrastruttura di data center a prova di futuro.

Questa serie di blog in due parti illustra tendenze importanti per il moderno cablaggio dei data center. In questo articolo ci concentriamo sui seguenti temi:

“The Need for speed” - In che modo può essere realizzato il cablaggio per una rete Ethernet a 400G
Rete ad alta velocità con connettori multifibra

“The Need for speed” - In quale modo può essere realizzato il cablaggio per la rete Ethernet da 400G

La necessità di velocità nei data center è la ragione dell’evoluzione molto dinamica avvenuta negli ultimi anni. Come illustrato nel grafico sottostante, questo riguarda in particolare Ethernet.

Ethernet Speeds Graph — Ethernet Roadmap 2019 (Source: Ethernet Alliance)

Le più recenti versioni Ethernet includono le velocità 400GBASE-SR8 e 400GBASE-SR4.2. Inoltre è stata già introdotta anche la 400GBASE-SR16. Tuttavia questa velocità è oggetto di controversia con l’argomentazione che la 400GBASE-SR16 non si affermerà perché è già stata sostituita dalla 400GBASE-SR8.

Nel complesso l’introduzione di velocità sempre più elevate rende tuttavia evidente come l’utilizzo di tecnologie di parallelizzazione abbia un ruolo sempre più importante, alla luce del fatto che la “lane speed” seriale nei ricetrasmettitori multimodali sia attualmente di max. 50 Gigabit/s, ma allo stesso tempo siano necessari 100, 200 o 400 Gigabit/s.

Parallel Optics su connettori MTP^®/MPO multimodale per Ethernet 400G

Una soluzione di parallelizzazione orientata al futuro che consenta ai data center di fornire le più alte velocità di trasmissione dati è costituita da sistemi di cablaggio multimodale MTP^®/MPO basati su Parallel Optics. Il numero desiderato di 50G-lanes da 850 nm viene trasmesso attraverso fibre OM4/OM5 parallele. Una trasmissione full-duplex a 400Gbit/s si ottiene dunque con la tecnologia 400GBASE-SR8, utilizzando 2 x 8 fibre OM4. A questo scopo, nei transceiver optoelettronici va implementato il numero corrispondente di trasmettitori (Tx) e ricevitori (Rx). Questi ricetrasmettitori parallel optics multimodali necessitano di connettori multifibra sulle loro interfacce MDI (Media Dependent Interface). Per la tecnologia 400GBASE-SR8 la soluzione è l’MTP^®/MPO16.

La nuova soluzione di cablaggio di Rosenberger OSI PreCONNECT^® SEDECIM è progettata in modo ottimale per il cablaggio di data center basato su MTP^®/MPO con 16 fibre per canale MTP^®/MPO. Inoltre è specifica per l’applicazione ottica parallela 400GBASE-SR8 e può anche essere facilmente migrata a ritroso a 40, 100 e 200 GBASE-SR4.

Un’ulteriore possibilità è la migrazione in avanti del collaudato sistema di cablaggio PreCONNECT^® OCTO a 400GBASE-SR8. I cavi harness di migrazione da SR8 a 2x SR4 offrono la possibilità di un cablaggio punto a punto 400GBASE-SR8 MTP^®-MTP^®/MPO-MPO.

Il più recente MSA (Multi Source Agreement) per transceiver multimodali 400G è 400GBASE-SR4.2 / 400G BiDi. La tecnologia ottica bidirezionale permette a ogni singola fibra di trasmettere segnali in entrambe le direzioni, migliorando l’utilizzazione delle fibre rispetto agli standard MMF 400G esistenti. La specifica 400G BiDi è una versione quadrupla dell’approccio 100G BiDi con quattro coppie di fibre che possono essere trasmesse con un cablaggio standard del data center come l’MTP^®/MPO a 4+4 fibre. In questo caso il sistema di cablaggio PreCONNECT^® OCTO con la sua polarità 4+4 è la soluzione perfetta.

Rete ad alta velocità con connettori multifibra

Per la trasmissione ottica parallela dei dati il connettore MTP^®/MPO è attualmente un passo avanti. Questo connettore dovrebbe essere la prima scelta per tutti coloro che si affidano all’ottica parallela e intendono mantenere flessibilità anche in futuro per la migrazione di velocità di dati più elevate. Lo svantaggio principale del connettore MTP^®/MPO è tuttavia la sua elevata sensibilità alle impurità. La conseguenza è che senza strumenti MTP^®/MPO adeguati, come il videomicroscopio e strumenti di misura, e senza il relativo know-how non si riescono a effettuare misurazioni di collaudo senza difficoltà.

Per eliminare il fattore di rischio delle impurità e rendere questo sistema di connessione più forte contro le contaminazioni esistono diversi approcci. In questo contesto Rosenberger OSI si affida alle qualità distintive di PreCONNECT^® PURE. PreCONNECT^® PURE protegge le superfici di contatto dei connettori in fibra ottica grazie a interfacce di accoppiamento FO sigillate ai cavi trunk garantendo in tal modo una fornitura e un’installazione assolutamente pulite.

Sistemi di connessione a lente - Un’alternativa?

Un ulteriore approccio per ridurre al minimo il rischio causato dalle impurità è l’utilizzo di sistemi di connessione a lente multifibra. Ne sono esempi MXC^® di USCONEC e 3M^™ SDC Expanded Beam Optical Interconnect. La tecnologia a lente offre il grande vantaggio di un’attenuazione di inserzione (IL) notevolmente più bassa rispetto a un sistema di connessione MTP^®/MPO da parte di un granello di sporco. Il motivo è ovvio: con un raggio ottico ampliato (expanded beam) l’area occupata dal granello di sporco è notevolmente più piccola.

3M™ EBO Expanded Beam Optical Latch Connector — 3M^™ EBO (Expanded Beam Optical) Latch Connector

Sistemi di connessione a fibra ottica con ferule in ceramica integrale

In sintesi, considerando globalmente i sistemi MTP^®/MPO e i sistemi di connessione a lente multifibra, si può tuttavia concludere quanto segue. Nonostante i numerosi vantaggi, entrambi i sistemi di connessione presentano uno svantaggio importante rispetto ai sistemi di connessione a fibra ottica, come il connettore LC o il connettore SC basati su ferule in ceramica integrale: a causa del design si osserva un’attenuazione di inserzione complessivamente maggiore.

Per questo motivo MDC^® di USCONEC e SN^™ di SENKO sono stati sviluppati con la ferula in ceramica integrale da 1,25 mm MU e LC (Grafico 3). Per entrambi i nuovi sistemi di connessione si prevede un futuro brillante, poiché diventeranno una delle possibili facce di accoppiamento MDI ai futuri fattori di forma dei transceiver SFP-DD e QSFP-DD per velocità superiori a 100G.

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In the second part of our blog series we will focus on the following trends:

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