Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Выбираем многомодовое волокно для 10-Гбит/с систем

Роберт Рейд

При выборе многомодового волокна необходимо принимать во внимание такие ключевые факторы, как полоса пропускания, максимально допустимая протяженность каналов и его (волокна) стоимость.

Для того чтобы добиться 10-Гбит/с передачи данных на расстояния, характерные для ЛВС и центров обработки данных (ЦОД), обычно инсталлируют кабельную систему на основе многомодового оптического волокна. Сегодня в продаже имеется несколько типов широкополосных, оптимизированных для работы с лазером многомодовых волокон, которые предназначены для использования в высокоскоростных сетевых инсталляциях, однако они обеспечивают разную дальность действия и пропускную способность каналов. Выбор наиболее подходящего для конкретного проекта типа волокна может оказаться далеко не простым делом. Прежде всего вам необходимо хорошо разбираться в ключевых характеристиках оптических волокон и основных положениях стандартов, определяющих правила и нормы их использования.

Типы многомодового волокна

В настоящее время в сетях в основном используются следующие типы многомодового волокна:

• 62,5/125-мкм волокно (волокно класса OM1), разработанное в первую очередь для 10- и 100-Мбит/с сетей; сегодня об этом волокне часто говорят как об унаследованном (legacy);

• 50/125-мкм волокно (OM2), обеспечивающее передачу данных на скорости 1 Гбит/с и выше;

• 50/125-мкм волокно (OM2+, OM3 и OM3+), обеспечивающее передачу данных на скорости 10 Гбит/с и выше. Полоса пропускания многомодовых волокон OM2+ и OM3+ практически вдвое выше таковой «родительских» классов этих волокон.

К наиболее экономичным 10-Гбит/с сетевым каналам связи относятся каналы, на которых применяются 50/125-мкм волокно и последовательные трансиверы. Как отмечается в стандарте IEEE 802.3ae применительно к интерфейсу 10GBase-S, поддерживать 10-Гбит/с передачу данных на расстояние до 300 м способно лишь оптимизированное для работы с лазером волокно класса OM3 (другие многомодовые кабельные системы могут поддерживать такую скорость, но на каналах меньшей протяженности). По этой причине, а также потому, что менеджеры ЦОДов изначально стремятся продлить «активное долголетие» своих кабельных решений, волокно OM3 стало основным при выборе кабельных систем для 10-Гбит/с инфраструктур, развертываемых внутри офисов и в ЦОДах.

Предпочтительными для 10-Гбит/с оптоволоконных кабельных систем являются сегодня коротковолновые (850-нм) последовательные модульные приемопередатчики, спроектированные на основе полупроводниковых лазеров с вертикальным резонатором (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser — VCSEL). Эти недорогие устройства оптимизированы и стандартизированы для использования с волокном OM3 на каналах протяженностью до 300 м и, кроме того, совместимы с волокнами класса OM2. Хотя оптическое волокно для этих устройств оптимизировано для 850-нм окна прозрачности, в 1310-нм окне прозрачности оно имеет коэффициент широкополосности, равный, как минимум, 500 МГц . км.

Выбирая оптоволоконный кабель, необходимо рассмотреть следующие основные факторы: полоса пропускания волокна, максимальная протяженность каналов связи для заданной скорости передачи данных (в нашем случае это 10 Гбит/с) и стоимость волокна.

Полоса пропускания. Данный параметр характеризует информационную емкость волокна. Обладающее более широкой полосой пропускания волокно позволяет реализовать и более длинные каналы связи, обеспечивает больший запас по суммарному затуханию оптического сигнала и повышает гибкость проектирования кабельных систем.

Максимально допустимая протяженность (длина) оптоволоконного канала. В общем случае с увеличением скорости передачи данных по волокну дальность передачи снижается. Задав протяженность линии связи и имея представление о текущих и/или будущих потребностях ваших пользователей в полосе пропускания, вы можете сократить список типов волокна для выбора.

Для характеристики своих волокон производители часто используют уже упомянутый выше коэффициент широкополосности. Современное высококачественное волокно имеет значение коэффициента широкополосности от нескольких сот МГц . км и выше. Что касается основанных на VCSEL-лазере систем, то для них часто используют минимальный расчетный модовый коэффициент широкополосности (minEMBc, EMB — Effective Modal Bandwidth). Эта характеристика полезна для описания 10-Гбит/с систем и для дифференциации классов оптических волокон.

Фактором, во многом определяющим окончательный выбор волокна, является его стоимость. Если вы собираетесь передавать данные с высокой скоростью на небольшое расстояние, то, возможно, для отдельных 10-Гбит/с каналов подойдут менее дорогие волокна (класса OM2 или OM2+). Но, если вашей целью является обеспечение высокой масштабируемости и более продолжительного срока эксплуатации сети, стоит ориентироваться на более дорогое волокно — OM3 или OM3+.

Стандарты TIA

Основные вопросы, связанные со структурированными кабельными системами коммерческих зданий и ЦОДов, описаны в трех стандартах:

• TIA/EIA-568-B Commercial Building Telecommunications Cabling Standard — стандарт на кабельные системы коммерческих зданий;

• TIA/EIA-569-B Commercial Building Standards for Telecommunications Pathways and Spaces — стандарт на каналы для прокладки телекоммуникационных кабелей и места размещения оборудования в коммерческих зданиях;

• TIA/EIA-942 Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers — стандарт на телекоммуникационную инфраструктуру ЦОДов.

Стандарт TIA/EIA-568-B охватывает собой структурированные кабельные системы для коммерческих зданий, а также кабельную проводку между зданиями кампусной среды. В нем описаны различные типы кабелей, соединительные компоненты, архитектуры кабельных систем, методы их тестирования и т. д. Длина волоконно-оптических каналов горизонтальной подсистемы ограничена 90 м, а максимальная протяженность магистрального канала может варьироваться от 300 до 3000 м. В настоящее время в рамках развития этого стандарта рассматривается вопрос об увеличении предельной длины горизонтального волоконно-оптического канала до 300 м.

Обсуждаемый стандарт описывает две хорошо известные сетевые архитектуры. Самой популярной в корпоративном мире является архитектура «иерархическая звезда», при реализации которой в аппаратной комнате (Equipment Room — ER) размещают главный кросс, прокладывают оптоволоконные магистрали до удаленных телекоммуникационных комнат (Telecommunications Room — TR) и далее развертывают «медную» горизонтальную подсистему СКС (рис. 1).

Централизованная оптоволоконная архитектура, или архитектура «оптоволокно до рабочего места» (Fiber-To-The-Desk — FTTD), предусматривает прокладку оптических каналов от главного кросса аппаратной комнаты до пользовательских рабочих станций (рис. 2). Волокно в горизонтальной подсистеме обычно прокладывают для тех пользователей, которым требуется высокоскоростное соединение с серверами и/или устройствами хранения данных (например, для работы системы автоматизированного проектирования или научного моделирования). Хотя стоимость волоконно-оптических сетевых интерфейсных карт и приемопередатчиков за последние два года существенно снизилась, централизованная архитектура, описанная в стандарте TIA/EIA-568-B, по-прежнему остается очень дорогой в реализации.

Стандарт TIA/EIA-569-B описывает требования к помещениям/технологическим пространствам для установки телекоммуникационного оборудования и кабельным трассам для инсталляции телекоммуникационных кабелей. Этот стандарт вкупе с дополнением Addendum 5 к стандарту TIA/EIA-568-B описывает топологию «волокно до телекоммуникационного корпуса» (Fiber To the Telecom Enclosure — FTTE). Это и есть третий вариант развертывания сети.

В соответствии с концепцией FTTE оптоволоконные каналы протягиваются к телекоммуникационным корпусам/шкафам (Telecommunications Enclosure — TE), размещаемым недалеко от рабочих станций (рис. 3). Такая инфраструктура дешевле инфраструктуры FTTD и является очень гибкой.

В стандарте TIA/EIA-942 указаны минимальные требования к телекоммуникационной инфраструктуре ЦОДов и вычислительных центров. Одно из отличий этого стандарта от стандарта 568-B/569-B состоит в том, что в качестве наиболее надежного 10-Гбит/с оптоволоконного решения он рекомендует использовать волокно класса OM3, оптимизированное для работы с лазером.

ЦОД представляет собой среду, «богатую» оптоволокном (рис. 4): компоненты сети SAN (Storage Area Network) почти всегда соединяются друг с другом посредством оптоволокна, да и в качестве высокоскоростного межсоединения для серверов и коммутаторов тоже все чаще и чаще используют волоконно-оптическую проводку. При этом максимальная протяженность волоконно-оптических каналов ЦОДа, как правило, не превышает 50 м.

Примеры

Ниже приводятся три типичных примера использования многомодового волокна для разнообразных 10-Гбит/с сетевых архитектур и каналов различной протяженности.

Пример 1: модернизация существующей инфраструктуры «иерархическая звезда». Требуется модернизировать сеть, первоначально развернутую для поддержки 100-Мбит/с каналов Ethernet до рабочих станций, заменив 100-Мбит/с медные соединения нескольких новых (высокопроизводительных) рабочих станций на 10-Гбит/с оптоволоконные соединения. Магистраль существующей сети реализована на основе многомодового волокна OM2, длина магистральных кабельных каналов — 30 м. Горизонтальная подсистема СКС построена на базе витопарных кабелей категории 5е длиной 50 м.

Какое волокно является оптимальным для данного проекта?

Начнем с магистрали: волокно OM2 способно передавать данные со скоростью 10 Гбит/с на расстояние до 82 м, так что менять волокно на 30-м магистрали нет никакой необходимости. Что касается горизонтальных соединений для высокопроизводительных рабочих станций, то все четыре класса 50-мкм многомодового волокна (OM2, OM2+, OM3 и OM3+) могут поддерживать 10-Гбит/с скорости передачи данных на расстоянии 50 м. Однако, учитывая стоимость этих типов волокон, наиболее экономичным будет выбрать волокно OM2. Для более протяженных 10-Гбит/с каналов связи пришлось бы использовать более дорогое волокно — OM2+ или OM3. Что касается волокна OM3+, то для данной сетевой архитектуры оно является непомерно дорогим вариантом.

Чтобы более эффективно использовать инвестиции в существующую оптоволоконную кабельную систему сети с архитектурой «иерархическая звезда» и оптоволокном до рабочего места, как правило, используют 50-мкм волокно различных классов. Смешивание в оптоволоконном канале 10-Гбит/с волокон разных классов не влияет на итоговую скорость передачи данных гибридного канала, оставляя ее равной 10 Гбит/с, однако сказывается на допустимой протяженности канала. Понятно, что равная 300 м предельно допустимая протяженность канала 10GBase-S на основе волокна OM3 при «смешивании» его с волокнами других классов (например, OM2 или OM2+) будет уменьшаться на вполне определенную величину. (Точный метод расчета описан в документе TR25, который находится по адресу www.panduit.com.)

Пример 2: инсталляция новой кабельной системы FTTE. Предположим, в новом шестиэтажном здании планируется развернуть сеть, которая могла бы поддерживать в течение следующих 10–15 лет необходимую пользователям скорость передачи данных (начиная с сегодняшних 10 Гбит/с). Для новой сети выбрана архитектура FTTE; протяженность постоянных линий, идущих из главной аппаратной комнаты до телекоммуникационных корпусов, размещаемых на каждом этаже в непосредственной близости от рабочих станций, составляет около 100 м.

Для канала протяженностью 100 м наиболее экономичным типом волокна является OM2+; оно обеспечивает надежную передачу данных со скоростью 100 Мбит/с на расстояние до 100 м. (Волокно OM2 обеспечивает меньшую протяженность каналов 10 Гбит/с и потому непригодно для данного приложения.) Волокно OM3 рассчитано на каналы протяженностью более 150 м и, будучи чуть дороже волокна OM2+, обеспечивает вдвое большую по сравнению с ним полосу пропускания.

Пример 3: усовершенствование сети ЦОДа. Для развертывания 2-Гбит/с коммутаторов и устройств хранения Fibre Channel сеть SAN ЦОДа нужно оснастить дополнительными волоконно-оптическими каналами протяженностью до 60 м. Желательно выполнить этот проект таким образом, чтобы обеспечить безболезненный перевод сети SAN на 10-Гбит/с технологию в будущем.

Для 10-Гбит/с систем в первую очередь следует рассмотреть возможность использования волокна OM3, поскольку стандарт TIA-942 для таких систем специально рекомендует именно его. Использование волокна OM3 в качестве стандартного в масштабе всего ЦОДа придает кабельной системе большую конструктивную гибкость. Кроме того, системы OM3 способны поддерживать в масштабе всей сети как каналы очень большой протяженности, так и существующие оптоволоконные приложения OM2. Однако в ЦОДе могут иметься и короткие каналы (менее 50 м), для которых можно использовать волокно OM2+ и/или «переориентировать» для них существующие каналы OM2, что дешевле прокладки новых каналов OM3. (Следует отметить, что волокно OM2+ с расширенной дальностью действия не фигурирует в стандарте ISO и, возможно, не будет поддерживать сервисы следующего поколения.)

Ожидается, что для перевода ЦОДов в будущем на скорость свыше 10 Гбит/с потребуется волокно класса OM3 или OM3+. Не так давно некоторые производители приступили к разработке двухволоконных приемопередатчиков CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing), которые позволят передавать сигналы на скорости до 40 Гбит/с, а возможно, и до 100 Гбит/с. Хотя многие эксперты говорят о возможности использования волокна OM3 с 40-Гбит/с последовательными многомодовыми приемопередатчиками CWDM, для использования со 100-Гбит/с последовательными приемопередатчиками, возможно, потребуется волокно OM3+.

***

Если вы имеете представление не только о преимуществах каждого класса многомодового волокна, но и о рекомендуемых стандартами вариантах его инсталляции, то выбор оптимального типа волокна заметно упрощается. Независимо от того, модернизируете вы имеющуюся сеть или хотите обеспечить долговечность вашего нового ЦОДа, приведенные в статье рекомендации помогут вам создавать гибкие, масштабируемые и экономичные моногомодовые волоконно-оптические инфраструктуры..


Вывоз грунта в москве цена www.trash-construction.ru.




  
11 '2007
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Селу и полю — по телефону

сети связи

• От DSLAM — к мультисервисным платформам доступа

• Видео в корпоративных сетях: тенденции рынка

инфраструктура

• Проектирование и создание ЦОДа

• Альтернативные решения для БЛВС

информационные системы

• Готовы ли вы к Ubuntu?

кабельные системы

• На виражах кабельных трасс. Продукты и решения

• Выбираем многомодовое волокно для 10-Гбит/с систем

защита данных

• Тестируем сканеры программного кода

• Тестируем системы предотвращения «выжимки» данных


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх