Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Тренды развития инфраструктуры передачи данных

В рубрику "ИТ-интеграция" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Тренды развития инфраструктуры передачи данных

Основными проблемами, с которыми сталкиваются современные ИТ, являются увеличение объемов используемой и хранимой информации и рост скорости передачи данных. К тому же пользователей не интересует сам процесс обработки информации, они просто желают скорейшего получения результатов. Ярким примером реализации такого подхода при вышеуказанных тенденциях можно считать использование облачных вычислений. Однако ИТ-облака, в отличие от одноименного природного явления, всегда имеют конкретное место прописки, поскольку реализуются на базе центров обработки данных (ЦОД), и доступ к ним осуществляется в том числе и по корпоративной ЛВС. В настоящей статье хотелось бы обратить внимание на один из менее заметных, но от этого не менее важных сегментов облака – инфраструктуру передачи данных
Алексей Кириллов
Менеджер по развитию бизнеса компании CommScope

По сравнению с активным оборудованием, которое в общем меняется каждые 3–5 лет, структурированная кабельная система (СКС) предполагает эксплуатацию в течение долгого времени. Об этом свидетельствует и срок гарантийных обязательств производителей СКС: 20–25 лет. Но насколько созданные 5– 10 лет назад сети отвечают сегодняшним требованиям и будут ли они отвечать им еще через 10 лет? Попробуем ответить на этот вопрос, рассмотрев используемые и проектируемые протоколы передачи данных, а также продукты, существующие и разрабатывающиеся под эти протоколы производителями СКС.

Традиционно СКС выполняются с использованием медных или оптических волокон. Медь применяется в основном для доставки данных непосредственно до рабочего места, а оптические линии благодаря лучшему качеству передачи информации выбираются для соединения сегментов ЛВС и высокоскоростных приложений. В таком порядке их и рассмотрим.

Медь

Исторически для передачи данных в ЛВС служит протокол Base-T, в частности, наиболее распространены его 100- и 1000-мегабитные версии. Именно для поддержки этих протоколов и созданы наиболее распространенные категории СКС: 5е и 6 (по TIA/EIA-942-A, или класс D и E по ISO/Genelec; в дальнейшем будем использовать обозначения TIA/EIA), на основе которых построено подавляющее большинство ЛВС за прошедшие 15 лет. Однако в последние несколько лет имеющихся резервов стало не хватать. И кабельные, и беспроводные технологии перешагнули рубеж 1 Гбит/с и вышли из лабораторий производителей на широкий рынок. Практически все производители СКС сейчас предлагают кабели категорий 6а, 7 и 7а, обеспечивающие передачу данных на скоростях до 10 Гбит/с. Из них наибольшее распространение получает категория 6а, которая обеспечивает данную скорость наряду с адекватной стоимостью и технологичностью, в отличие от остальных, в которых используется не только экранирование проводников, но и нестандартные разъемы типа TERA.

Рассмотрим основные факторы, влияющие на растущие требования к инфраструктуре.

Эволюция технологий Wi-Fi
Принятый в 2014 г. стандарт технологии Wi-Fi 802.11ac дает возможность организовать обмен данными с беспроводными устройствами на скоростях, превышающих 1G. И если работу в диапазоне скоростей до 2G возможно обеспечить с помощью Link Aggregation (так, точки доступа 802.11ас "первой волны" имеют 2 гигабитных uplink-а), то для "второй волны" этого уже недостаточно. А впереди нас ждут еще более высокоскоростные протоколы, находящиеся в разработке, например 802.11ax. Таким образом, беспроводные технологии способствуют расширению применения в сетях высокоскоростных кабелей категории 6а.

Инновации стандарта PoE
Еще одним поводом для использования категории 6a является планируемый к принятию в 2017 г. новый стандарт PoE – IEEE 802.3 bt. Он предъявляет повышенные требования к ЛВС на основе витой пары. В частности, значительно, практически в 2 раза (до 90 Вт), поднимается мощность, которая доставляется до оконечного устройства. А температурный режим, предусматриваемый этим стандартом, превосходит возможности кабелей категории 5e.

Продление жизни категории 5e и 6
Однако по многим причинам не все пользователи могут позволить себе переход на высокоскоростную офисную ЛВС. Для их поддержки 28 октября 2014 г. компании Cisco, Freescale, Xilinx и Aquantia сформировали альянс NBASE-T с целью разработать стандарты Ethernet 2.5G и 5G для поддержки 802.11ac "второй волны", а также других приложений в инсталляциях категории 5e и 6. Таким образом получится адаптировать использование существующей проводной инфраструктуры под новые беспроводные технологии введением двух "промежуточных" стандартов передачи данных – 2,5 и 5 Гбит/с.

По задумке участников альянса эти два протокола будут работать на всех стандартных инсталлированных системах на базе кабеля категории 5e до 100 м, хотя подобные ожидания кажутся маловероятными. На гигабитных протоколах категория 5e работает на пределе своих возможностей, и ее дальнейшее развитие на 2,5 и 5 Гбит/с вызывает вопросы.

Маст би для ЦОД
Для новых офисов или реконструкций в настоящий момент как экономически, так и технологически оправданным является выбор СКС не менее категории 6, а лучше 6a. Переход на более высокоскоростные категории кабелей не только диктуется сохранением инвестиций в ЛВС, но и поддерживается со стороны производителей активного оборудования. По информации компании Dell'Oro Group, которая ссылается на данные по отгрузкам заказчикам в 2014 г., количество 10G-портов активного оборудования для ЦОД превысило количество 1G-портов за тот же период.

Для инфраструктуры же ЦОД категория 6а является обязательной в соответствии со стандартами TIA/EIA-942-A, EN 50173-5 и ISO 24764. Однако и 10 Гбит/с может оказаться недостаточно – ожидаемый рост потребности в пропускной способности ЦОД и сетей хранения, а также недостаточная экономическая эффективность предшествующих инфраструктурных решений стимулируют разработку спецификации кабельных систем нового поколения.

  • Было: категория 5е/6; 100/1G-BaseT.
  • Сейчас: категория 5e/6/6a; 100/1G/10G-BaseT.
  • Будет: категория 5е/6/6а/8;100/1/2,5/5/10/25/40G-BaseT

В 2016 г. медные системы в ЦОД пополнятся еще одним стандартом. На смену стандарту CR4 разрабатывается стандарт 40GBaseT. Он призван, с одной стороны, помочь избежать проблем недостатка пропускной способности, а с другой – обеспечить более экономически выгодное решение для топологий End-of-Row (EOR) и Middle-of-Row (MOR).

Оптика

В оптической части основные нововведения связаны по большей части с инфраструктурой дата-центров, поскольку существующие категории оптических проводников – ОМ4 для многомода и OS2 для одномода – вполне удовлетворяют запросам офисных ЛВС.

Легкая модернизация инфраструктуры
В дата-центрах требования к скорости передачи данных заметно возрастают. Чтобы им соответствовать, в 2010 г. был принят стандарт IEEE802.3ba, описывающий работу со скоростью 40 и 100 Гбит/с путем параллельной передачи сигналов по нескольким волокнам. Одним из нововведений в данном стандарте стала возможность применения многоволоконного оптического коннектора MPO, который не только обеспечивает высокую плотность оптоволоконных линий, но и дает возможность легкой модернизации инфраструктуры для поддержки высоких скоростей.

Промежуточные скорости
Как и для офисных приложений, для дата-центров рассматривается возможность введения промежуточного протокола 25 Гбит/с. Ожидается, что 25GBASE-T наряду с предыдущими стандартами даст возможность для экономичного соединения активного оборудования на скорости свыше 10 Гбит/c по одному оптическому волокну. Такое решение будет выгодно для топологий End-of-Row (EOR) и Middle-of-Row (MOR).

Новое широкополосное волокно
В октябре 2014 г. компания CommScope совместно с несколькими производителями волокна, приемопередатчиков и поставщиками системных решений в рамках TIA инициировала проект по разработке стандарта на волокно, которое обеспечивало бы полосу пропускания ОМ4 до 950 нм, тем самым позволяя добиться скорости в 100 Гбит/с по одному оптическому волокну. Поскольку новое широкополосное волокно сохранит производительность ОМ4 на длине волны 850 нм, то оно будет совместимо со всеми существующими приложениями, при этом обеспечит передачу данных в режиме WDM с использованием недорогих лазеров VCSEL.

Одновременно с этим увеличивается скорость передачи данных в среде Fiber Channel, предназначенной для работы с системами хранения данных, и разрабатываются новые протоколы для Fiber Channel over Ethernet.

Именно в оптической подсистеме сосредотачиваются основные усилия по достижению высоких скоростей передачи данных: разрабатываются не только новые протоколы, но и новые типы проводников и решений. Так, все большую популярность набирают претерминированные оптические решения с использованием 12-волоконных коннекторов МРО, которые не только позволяют уплотнить инфраструктуру и ускорить ее развертывание, но и обеспечивают универсальность применения в различных приложениях, а также сохранение инвестиций при модернизации систем

Другие тенденции

При построении современной инфраструктуры передачи данных желательно учитывать и другие тенденции.

Интеллектуальное здание
Подход к обустройству рабочего места в последнее время претерпел большие изменения, связанные с изменениями в поведении сотрудников и способами использования рабочих мест. Эти изменения требуют большей гибкости при проектировании рабочих мест, совместно используемых площадей, переговорных комнат и других помещений. Основными причинами этих изменений является все большее распространение как проводных, так и беспроводных технологий. Эффективность решений интеллектуального здания все больше зависит от интеграции систем ИТ и систем автоматизации здания. Изменения в организации рабочего места влекут за собой изменения в организации телекоммуникаций: если раньше архитектура строилась вокруг подключения рабочей станции, то сейчас требуется принимать во внимание возможность включения в инфраструктуру и других устройств.

Интеллектуальная инфраструктура
Инфраструктура офисов и дата-центров значительно усложняется с ростом скорости обмена и обработки информации, и для более эффективного контроля над инфраструктурой рекомендуется снабдить ее долей интеллекта. Практические все ведущие производители СКС предлагают такого рода решения, и сейчас разрабатываются соответствующие стандарты автоматизированного управления инфраструктурой (Automated Infrastructure Management) TIA 606-B, ISO/IEC 18598 и ISO/IEC 14763-2.

Подобного рода системы являются единственным источником знаний о состоянии физической инфраструктуры, давая возможность:

  • получать информацию о подключенных устройствах в реальном времени;
  • осуществлять контроль за ресурсами – неиспользуемые порты, планирование работ, аккуратность и отчетность;
  • производить интеграции с другими приложениями, например DCIM.

Рекомендации

Итак, что же следует учесть при планировании инфраструктуры передачи данных?

Необходимость в увеличении скорости передачи данных решается за счет разработки новых протоколов. Однако среды передачи данных для реализации текущих и разрабатываемых высокоскоростных протоколов доступны уже сейчас. Существующие инсталляции могут не обеспечивать полноценную работу активных сетевых устройств нового поколения. Чтобы не оказаться на обочине прогресса, следует готовить свою инфраструктуру для работы с этими протоколами.

Категория 5е не может рассматриваться как основная среда передачи данных для новых офисов и ЦОД, поскольку не отвечает требованиям современных и будущих высокоскоростных приложений. Для новых инсталляций следует отдавать предпочтение минимум категории 6, а для дата-центров – категории 6a.

Использование претерминированных решений (позволяют уже сейчас внедрить 10, 40 и 100 Гбит/с по оптическим линиям) дает возможность не только повысить скорость передачи данных, но и легко производить реконфигурацию сети и мигрировать на новые протоколы. Интеллектуальные системы управления СКС облегчают контроль и эксплуатацию системы при росте количества соединений.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #3, 2015
Посещений: 4976

  Автор

Алексей Кириллов

Алексей Кириллов

Менеджер по развитию бизнеса компании CommScope

Всего статей:  1

В рубрику "ИТ-интеграция" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций