СКС: реалии и перспективы

В октябре 2011 года произошли три события, имеющие самое непосредственное отношение к кабельной инфраструктуре локальных сетей. Компания AMP Netconnect/Tyco Electronics провела свою ежегодную партнерскую конференцию, BICSI Europe и Fluke Networks организовали мастеркласс «Кабельная инфраструктура и СКС» (это первое мероприятие BICS Iв России), а редакция «Журнала сетевых решений/ LAN» совместно с Агентством корпоративных коммуникаций OSPCon — второй форум «Сетевая инфраструктура 2011».

По данным BSRIA, по типам продукции основную долю мирового рынка СКС занимает медножильный кабель (43%) и соответствующие соединительные компоненты. На волоконнооптические компоненты приходится 9%, многомодовый кабель (MMF) — 11%, а одномодовый (SMF) — 1%. В BSRIA считают, что в ближайшие годы мировой рынок СКС будет устойчиво расти. В 2011 году его объем увеличится с 5 до 5,5 млрд долларов, что соответствует уровню 2008 года, а в следующем вырастет почти до 6 млрд долларов. Согласно прогнозам, сегмент офисных СКС будет расти на 5–7%, а кабельные системы для ЦОД — на 15% ежегодно. В 2012 году на ЦОД будет приходиться уже примерно одна шестая часть рынка СКС. Десять ведущих производителей занимают почти 60% мирового рынка. В первую пятерку мировых вендоров СКС аналитики BSRIA включили CommScope (с долей рынка 12,5%), TE Connectivity (около 10%), Panduit (5%), Nexans и Corning (около 5%). В Европе TE Connectivity (8% рынка) удалось выйти на первое место, оставив позади CommScope (около 7%), BrandRex, Corning, Nexans, Schneider Electric и Panduit.

TE Connectivity — новое название Tyco Electronics/AMP Netconnect. В компании считают, что оно лучше отражает суть ее бизнеса и основной профиль деятельности — коммутационносоединительное оборудование.

Продукцией AMP Netconnect и приобретенной в конце прошлого года компании ADC Krone теперь занимается подразделение TE Enterprise Networks. TE Connectivity лидирует на российском рынке СКС (с учетом доли ADC Krone), а показатели роста ее бизнеса выше среднерыночных: продажи практически достигли уровня 2008 года. Если верить BSRIA, на российском рынке СКС доля TE Connectivity и CommScope составляет по 14%, Panduit — 9%, у Legrand и Eurolan по 8%, у Molex PN и Lanmaster по 7%, у Siemon — 4% и у Reichle & De-Massari (R&M) — 3%. Доля любого другого вендора не превышает 2%.

Российский рынок СКС занимает девятое место среди крупнейших региональных рынков, однако его объем, по данным отчета ’’BSRIA Worldwide Cabling Overview 2010‘‘, в прошлом году не превысил 100 млн долларов (для сравнения: в США оборот данного сегмента — более 1,7 млрд долларов), хотя в 2008-м приближался к 160 млн долларов. Александр Брюзгин, региональный менеджер компании Panduit, объясняет значительный спад на российском рынке СКС в 2009 году провалом «среднего сегмента» — по экономическим причинам предпочтения части заказчиков сместились в сторону дешевых несертифицируемых СКС неизвестных производителей (noname).

Роберт Люйтен, менеджер по маркетингу Fluke Networks в регионе EMEA, считает, что рынок СКС имеет хорошие перспективы, поскольку тенденция к большей связности, интеграции разнородных сетей здания и развитие открытых стандартов на базе протокола IP способствуют спросу на кабельную инфраструктуру. По общим оценкам, в 2009 году спад российского рынка СКС составил 50%. Теперь идет постепенное восстановление, однако прогнозы Fluke Networks — 30% роста ежегодно благодаря высокому спросу со стороны предприятий госсектора, здравоохранения и образования, а также ЦОД — представляются слишком оптимистичными. Эксперты BSRIA ожидают более скромных достижений — примерно 10%, и утверждают, что лишь в следующем году российский рынок СКС выйдет на уровень 2007 года, то есть вырастет до 120 млн долларов.

О таких же темпах роста говорит Андрей Семенов, директор по развитию «АйТи СКС». Он оценивает объем российского рынка СКС в 2–3 млн инсталлированных портов (85% относится к Категории 5e). Причем рынок этот очень «неровный» и подвержен влиянию внешней конъюнктуры, что затрудняет прогнозы. Неэкранированные кабельные системы (UTP) Категории 5e были и останутся в России наиболее популярными: по оценкам Fluke, на них приходится 90% рынка медножильных решений. Между тем, хотя Категория 5e сохранит свои позиции, рост сегмента ЦОД стимулирует спрос на Категорию 6A, но на российском рынке потребности в ней ниже, чем за рубежом. Что касается систем Категории 7, то в России они мало востребованы, да и в Германии, где широко применяются экранированные системы, их доля не превышает 2%. По данным Fluke, примерно 20% российского рынка СКС приходится на волоконнооптические решения. BSRIA оценивает их долю в 25%.

По мнению Екатерины Оганесян, директора учебного центра телекоммуникаций ГК ICS, Категория 5e (с полосой пропускания 100 МГц) в России используется в 80% инсталляций. Категория 6 (250 МГц), поддерживающая приложения 10GbE на небольших расстояниях (до 55 м), не оправдала возлагавшихся на нее надежд, поэтому появилась Категория 6A. Системы Категории 6 в перспективе могут исчезнуть, а если и сохранятся, то благодаря эффективной поддержке PoE: больший диаметр проводника по сравнению с Категорией 5e приводит к меньшему нагреву кабеля и позволяет увеличить мощность питания. Кроме того, они дешевле систем Категории 6A. Основные потребители последних — ЦОД, операторы сетей мобильной связи, контент-провайдеры, медицинские учреждения, однако число таких заказчиков невелико, и массовой Категория 6A не станет никогда.

Стандарт PoE+ (IEEE 802.3at) с мощностью питания до 25 Вт (по двум парам) порождает проблему нагрева кабелей: температура пучка из 100 кабелей Категории 5e может увеличиваться на 100C, рассказывает Евгений Власов, региональный менеджер по решениям для локальных сетей компании Nexans в России и СНГ. В результате до 50–60% мощности рассеивается в кабеле в виде тепла, из-за чего ухудшаются характеристики проводки (затухание). Для решения данной проблемы монтажникам приходится специальным образом раскладывать кабели в каналах, чтобы обеспечить лучшую вентиляцию. Тем временем Институт IEEE разрабатывает стандарт PoE++ с мощностью 30–40, 40–50 и до 70 Вт. Этого вполне хватит для питания тонких клиентов.

Специалист по продуктам Fluke Networks Кристиан Шиллаб считает, что можно ожидать серьезного роста числа инсталляций 10GbE по витой паре, но 40/100GbE до 2015 года останутся нишевыми приложениями, несмотря на увеличение количества установленных портов. А по мнению Евгения Власова, спрос на интерфейсы 40 Гбит/c будет расти из года в год, и в ближайшие пять лет в соединениях «сервер — коммутатор» 40GbE станет применяться во многих ЦОД. Для приложений 40GbE можно использовать системы Категории 7A с индивидуальным экранированием пар (четыре пары по 10GbE) с полосой пропускания 1–1,2 ГГц, поддерживающие все виды слаботочных приложений, однако активное оборудование с соответствующими портами отсутствует. Это вынуждает применять переходные шнуры с соединителями RJ45 Категории 6, из-за чего характеристики тракта снижаются.

Системы Категории 6A и 7A найдут применение в ЦОД, а самая популярная Категория 5e будет существовать еще долгие годы. В офисной проводке пользователю достаточно 100 Мбит/с, даже при применении тонких клиентов, уверена Екатерина Оганесян. Однако из-за конкуренции со стороны безымянных производителей (с продукцией «очень приличного качества по привлекательной цене») системы признанных марок могут потерять долю рынка. Известные вендоры будут реагировать на эту жесткую конкуренцию по-разному: предлагать свои системы по более низкой цене, выпускать «младшие версии» СКС, устанавливаемые по упрощенным правилам без тестирования, или концентрироваться на продвижении систем старшего класса. Последнее кажется наиболее вероятным.

О тенденциях рынка СКС позволяет судить заявленная TE Connectivity стратегия развития. По словам Вольфганга Ригера, директора компании по Восточной Европе, основное внимание планируется уделить высококачественным СКС, обеспечивающим защиту инвестиций заказчиков — высокопроизводительная кабельная инфраструктура должна поддерживать текущие и перспективные требования мультимедиа и предоставлять гибкие возможности для растущего сегмента ЦОД, чтобы тем самым можно было удовлетворить требования новейших технологий и перспективных приложений, включая облачные вычисления, виртуализацию и энергосберегающие технологии. Еще одно фокусное направление — интеллектуальные системы управления кабельной инфраструктурой (см. врезку «Умные» СКС) для создания «самого интеллектуального физического уровня в мире». Рынок таких систем управления пока еще небольшой, но за ними будущее, уверены в компании.

НОВЫЕ СТАНДАРТЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

По словам Владимира Стыцько, директора по продажам TE Connectivity в России, по существу в нормативной базе СКС за последний год ничего не изменилось. После выхода в 2010 году второй поправки к стандарту СКС ISO/IEC 11801, касающейся компонентов Категории 6A/Класса EA и постоянной линии Класса FA, в работе над стандартами проводки «витая пара» наступил перерыв (см. Таблицу 1).

Таблица 1. Стандарты СКС (по информации компании «ИМАГ»).

В июне 2010 года Институт IEEE утвердил стандарт IEEE 802.3ba-2010 для Ethernet на 40 и 100 Гбит/с. В нем описывается, как организовать передачу данных в сети Ethernet со скоростью 40 и 100 Гбит/с, в том числе перечисляются требования к кабельной системе. Спецификации физического уровня предусматривают передачу со скоростью 40 и 100 Гбит/с по биаксиальному медному кабелю (до 7 м), кабелю MMF (до 100 и 150 м) и SMF (до 10 км), а также 100 Гбит/с по SFM (до 40 км).

Для протоколов 40/100GBaseSR4 и SR10 (c источником 850 нм) применяется многомодовое оптическое волокно OM3/ OM4, метод параллельной передачи, полнодуплексный режим и многоволоконные соединители MPO (см. Таблицу 2). Для 40 Гбит/с требуется 8 волокон (4 на передачу и 4 на прием), для 100 Гбит/с — 20 волокон (10 на передачу и 10 на прием). Типового соединителя MPO для этого недостаточно, так как он рассчитан на меньшее число волокон. Возможны два варианта: использовать два спаренных соединителя MPO или один MPO на 24 волокна (при этом две крайние пары остаются незадействованными). Как более экономичная альтернатива рассматривается вариант из восьми волокон с передачей 25 Мбит/с по каждому волокну.

Таблица 2. Характеристики протоколов IEEE 802.3ba (по информации компании RiT).

Рисунок 1. Соединитель MPO содержит от 12 до 72 волокон. Самый распространенный соединитель рассчитан на 12 волокон.

Соединители Multi Parallel Optics (MPO) по размерам соизмеримы с LC (см. Рисунок 1). Для протоколов 40/100GBaseLR4 и ER4 (с источником 1310 нм) применяется одномодовое оптическое волокно и метод последовательной передачи (тоже в полнодуплексном режиме). Максимальная дальность передачи составляет 10 и 40 км. В этом случае используются дуплексные соединители SC с двумя волокнами. На волоконно-оптические компоненты приходится сейчас примерно 20–21% мирового рынка СКС. Эта доля будет расти, в частности за счет ЦОД.

Уточнение характеристик Ethernet на 40 и 100 Гбит/с продолжается в рамках проекта ‘‘IEEE P802.3bg Serial 40 Gb/s Ethernet Operation Over Single Mode Fibre 40GBaseFR’’ и проекта исследовательской группы IEEE 802.3 ‘‘100Gb/s Ethernet Electrical Backplane and Twinaxial Copper Cable’’. Последняя рассматривает реализацию физического уровня с использованием биаксиальных медных кабелей 4×25 Гбит/с. Это может способствовать снижению стоимости решений по сравнению с текущей спецификацией 10×10 Гбит/с. В США TIA также изучает возможности передачи 40GbE по витой паре и перспективы создания «кабельной системы нового поколения» с характеристиками ниже Класса FA.

Изменения, внесенные в стандарт для ЦОД TIA 942-A (Draft), тоже касаются кабельных систем. В новой редакции появился дополнительный функциональный элемент — промежуточная распределительная область (Intermediate Distribution Area, IDA) для крупных центров данных: для распределения между машинными залами в иерархическую структуру добавлены промежуточные распределительные области для каждого такого зала.

Перспективным рынком для СКС считаются объекты здравоохранения, поэтому ассоциация TIA разработала для них стандарт кабельной информационной инфраструктуры TIA-1179 (‘‘Healthcare Facility Telecommunication Infrastructure Standard’’). Регламентируемые им правила позволяют обеспечить подключение оборудования и перемещение рабочих мест с минимальными добавлениями и изменениями. В функционирующих медучреждениях выполнять кабельные работы невозможно, поэтому основная цель стандарта — избежать доработок и изменений в процессе эксплуатации. Стандарт вводит дифференциацию помещений по назначению и рекомендуемое для них количество портов СКС. Минимальными требованиями является применение систем не хуже Класса E/ Категории 6. В магистральной подсистеме для критичных приложений должны быть предусмотрены раздельные трассы.

Европейская организация по стандартизации CENELEC и рабочая группа, отвечающая за стандарты СКС, тоже планировали в рамках общих стандартов EN 50173 разработать документ по кабельной инфраструктуре для медучреждений и аэропортов, но отказались от этой идеи ввиду значительных различий конкретных объектов. Вместо этого было решено подготовить стандарт на кабельные системы для распределительных сервисов зданий (Distributed Building Services). Все слаботочные системы (автоматизации и диспетчеризации, контроля доступа, видеонаблюдения, охранные системы), работающие по протоколу IP, могут использовать общую кабельную инфраструктуру.

В 2010 году — в апреле в ISO/IEC и в сентябре в SENELEC — стандартизированы компоненты Категории 7А/Класса FА (с полосой пропускания 1000 МГц): соединители IEC 61076-3-104 (Tera), IEC 60603-7-71 (GG45) и IEC 61076-3-110 (RJ45). Они дополнили соответствующие стандарты на канал и постоянную линию.

Соединитель GG45 имеет ограничения на использование в точках консолидации и соединениях «кросс-коннект» — при наличии дополнительного соединения в точке консолидации он «недотягивает» до Класса Fa. Стандартизированы два разъема Категории 7A: модульное гнездо IEC 60603-7-71 с модульной вилкой IEC 61076-3-110 и модульное гнездо и вилка IEC 61076-3-104. Гнездо IEC 60603-771 не может использоваться в конфигурациях с точкой консолидации и/или в соединениях «кросс-коннект» из-за недостаточно высоких характеристик. Соединитель IEC 61076-3-104 применим для любых конфигураций без ограничений.

Стандарт IEEE 802.3 на 40/100 Gigabit Ethernet (сейчас имеются только оптические спецификации протокола) породил потребность в высококачественной кабельной системе с очень низким затуханием, что вызвано малым бюджетом мощности — с ростом скорости передачи данных бюджет мощности волоконнооптической линии уменьшается. Для приложений 40/100GbE нужны соединения высокого качества. Самым перспективным вариантом является применение волокон OM4 и соединителей MPO. Спецификации многомодового волокна OM4 приводятся во второй поправке к стандарту ISO/IEC 11801. Если для 10GbE дальность составляет 300 м для волокна OM3 и 550 м для OM4, то для 40/100GbE она снижается до 100 и 150 м соответственно.

Между тем тестирование физических соединений 40GBaseR4 и 100GBaseSR10 оказывается непростой задачей: при небольшом бюджете линии требуется повышенная точность измерений, объясняет Кристиан Шиллаб. Для тестирования каналов и линий существуют разные методики, по которым оценивается бюджет для разных длин волн. При тестировании MPO можно использовать тестовый шнур FC-MPO с эталонным качеством.

Как указывает Максим Уваров, ведущий специалист компании «ИМАГ», развитие стандартов СКС продолжается. В организациях по стандартизации активно обсуждают «медные» кабельные системы нового поколения с полосой пропускания до 2000 МГц. Медножильная кабельная проводка, рассчитанная на 40GbE, будет востребована прежде всего в ЦОД.

Рисунок 2. Тестер Psiber WireXpert — «полевая лаборатория» для проведения измерений в диапазоне 1,6 ГГц. Он имеет сенсорный экран 6,5″, пятиканальный измерительный «движок» и по точности превышает спецификации Level IV.

Тем временем компания Psiber уже выпустила «тестер нового поколения» под названием WireXpert с уровнем точности Level IV (см. Рисунок 2). Он измеряет основные характеристики (потери в линии, сигнал/шум, NEXT/PS NEXT, ACRF/PS ACRF и др.) на частоте до 1,6 ГГц, и это не предел. По словам Максима Уварова, это устройство одобрено большинством вендоров для тестирования систем Категории 6A/Класса FA. Однако, согласно современным стандартам, измерения параметров медножильной кабельной системы проводятся на частоте до 600 МГц. Пока неизвестно, какие параметры нужно будет измерять на частоте 1,5 ГГц, вызывает сомнения и точность таких измерений, подчеркивает Владимир Демиденко, менеджер Fluke Networks по работе с клиентами. Да и процедуры полевого тестирования могут отличаться от нынешних. Поэтому Fluke не спешит выпускать соответствующее оборудование.

Важность измерений возрастает вместе с увеличением скоростей передачи данных и усложнением алгоритмов кодирования. Количество контролируемых параметров и параллельных линий увеличивается, измерения усложняются, а ошибок тестирования все больше. Андрей Семенов считает, что зарубежные методики тестирования нуждаются в модернизации и «кастомизации», однако школа измерений в нашей стране пока не сформировалась.

В разработке стандартов и лучших мировых практик участвует также некоммерческая ассоциация Building Industry Consulting Service International (BICSI) — организация, занимающаяся стандартизацией и созданная при участии ANSI. По словам Риты Рекалкати, регионального директора BICSI в Европе, в настоящее время готовятся документы по лучшим практикам проектирования информационных систем в здравоохранении, проектированию систем безопасности (‘‘Electronic Safety & Security Systems Design’’) и моделированию информационных систем зданий («Building Information Modeling»). Разработаны стандарты и рекомендации по проектированию ЦОД (http://www.bicsi.org/standards), подготовлены различные руководства по проектированию и инсталляции СКС (http://www.bicsi.org/publications).

Стандарты ЦОД развиваются наиболее активно. BICSI разработала свою классификацию ЦОД с пятью классами (0–4), различающимися, подобно классификации Uptime Institute, уровнями надежности. ЦОД Класса 4 имеет сложную кабельную инфраструктуру. В 2010 году BICSI выпустила стандарт BICSI 002 2010 ‘‘Data Center Design and Implementation Best Practices’’. Этот документ объемом более 500 страниц дополняет существующие стандарты TIA, CENELEC и ISO/IEC; в нем много внимания уделяется именно кабельной инфраструктуре. В телекоммуникационной части документа BICSI рассматриваются вопросы формирования демаркационных точек с системами сервиспровайдеров, приводятся требования к проектированию помещений для установки телекоммуникационного оборудования и организации кабельных трасс и затрагивается ряд других проблем. Он охватывает также планирование помещений, электрику и заземление, мониторинг электропитания, охлаждение, безопасность и контроль доступа, защиту от огня, администрирование, катастрофоустойчивость — здесь обобщены передовые методы проектирования и строительства ЦОД.

Рекомендательный стандарт BICS I002 2010, в создании которого участвовали более 150 экспертов, ориентирован на проектирование и строительство центров обработки данных с учетом долгосрочной перспективы их эксплуатации. В отличие от Uptime, BICSI не проводит сертификацию ЦОД на соответствие своим классам.

Централизация ресурсов, виртуализация вычислений, широкое использование видео в корпоративных сетях, новые технологии, предусматривающие необходимость передачи, анализа и хранения больших объемов данных, требуют от ЦОД перехода на более высокие скорости (см. Рисунок 3). Производители активного сетевого оборудования — AlcatelLucent, Brocade, Juniper Networks, Cisco и Huawei — выпустили оборудование и модули 40/100 Gigabit Ethernet. Поставки трансиверов и интерфейсов маршрутизаторов первого поколения (10×10 Гбит/с) начались в 2010 году. Выпуск продуктов второго поколения (4×25 Гбит/с) ожидается в 2012–2013 годах, рассказывает Василий Солдатов, системный инженер по IP-оборудованию компании Brocade. Модули с реализацией 10×10 MSA уже используются в нескольких проектах, включая AMS-IX, Facebook и Google. Не отстают и поставщики пассивных устройств. Наряду с системами для приложений 10GbE производители оборудования СКС уже предлагают соответствующие решения (коммутационные шнуры и панели, кабельные сборки), что позволяет заказчикам подготовиться к переходу на 40/100GbE.

Рисунок 3. Поддерживаемые и планируемые скорости передачи данных на разных уровнях инфраструктуры ЦОД.

КАБЕЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ЦОД

Среди требований к кабельной системе ЦОД Сергей Логинов, директор по продажам R&M Distribution, выделяет полное соответствие существующим стандартам, высокие характеристики, гарантированное качество и модульность конструкции, полноценную техническую поддержку и систему заводских гарантий. В ЦОД можно использовать претерминированные решения (см. Рисунок 4). Большое значение имеют системы организации кабелей, комплексная защита медных и оптических портов. R&M предлагает их цветовое кодирование, что упрощает администрирование и уменьшает вероятность ошибок, а также средства механической блокировки критичных цепей, позволяющие осуществлять отключение и подключение портов только авторизованным сотрудникам.

Рисунок 4. Претерминированные и облегченные решения R&M для ЦОД рассчитаны на быстрый и качественный монтаж.

Уже достаточно хорошо известная на российском рынке система VisiPatch 360 System от CommScope/Systimax Solutions для 10GbE обеспечивает улучшенную организацию кабелей и шнуров, использует технологию реверсивной укладки шнуров и не требует дополнительных организаторов кабеля. По существу это модифицированный кросс 110. Как рассказывает Анатолий Шигаев, инструктор по СКС Systimax компании CompTek, VisiPatch 360 является первым кроссовым решением для кабельных трактов 10GbE на основе соединителей IDC. В конструкции кросса VisiPatch 360 кроссовый шнур убран внутрь кросса. При этом обеспечивается более удобный доступ к соединению, что облегчает чтение маркировки, а также выполнение кроссировок. За счет увеличения плотности соединений (32 порта на 2U вместо 24 портов) данная система может быть экономически выгоднее кроссов на базе RJ45. По словам Анатолия Шигаева, VisiPatch 360 позволяет получить самый дешевый порт Категории 6А.

Это решение совместимо с системой управления СКС Systimax iPatch. Последняя интегрируется с системами управления более высокого уровня, помогая определить наличие устройств в сети, их местоположение и планировать ресурсы. При коммутации соединений iPatch позволяет контролировать правильность действий. Подобно другим вендорам, Systimax предлагает и претерминированные решения. Такие системы тестируются в заводских условиях, однако, как напоминает Екатерина Оганесян, после установки все равно необходимо проверить их работоспособнось, чтобы убедиться в правильности монтажа.

Анатолий Шигаев считает, что за такими решениями будущее. Уже сейчас они применяются в ЦОД, банках и на предприятиях ряда других отраслей экономики. Претерминированное решение Systimax InstaPATCH 360 включает в себя шнуры LC-LC и MPO-LC, адаптеры MPO, полки и панели (1U, 2U, 4U), транковые кабели (до 144 волокон) и модули (LC и SC). Имеется версия InstaPATCH CU с медным кабелем. В блогах CommScope можно найти описание миграции с 10GbE на 40/100GbE для заказчиков «оптической» версии InstaPATCH.

Центрам обработки данных необходимы комплексные решения, подчеркивает Владимир Стыцько. Подходы к ЦОД меняются — здесь нужны гибкость (способность быстро реагировать на изменения потребностей клиентов в сервисах и мощностях), надежность и эффективность. Кабельная система должна вписываться в данную концепцию, и с этой целью TE Connectivity разработала платформу Mixed Media Platform, которая обеспечивает унификацию конструктивов для оптического и «медного» коммутационно-соединительного оборудования. В ее состав входят монтажные шкафы NETpodium и серия коммутационного оборудования Universal Connectivity Platform (UCP). Новая платформа является базовым блоком, на основе которого в ЦОД можно реализовать гибкую кабельную инфраструктуру, способную поддерживать большинство сетевых топологий.

Рисунок 5. Система UCP позволяет объединить различные среды передачи при эффективном использовании полезного пространства в ЦОД. Она включает в себя коммутационные панели, претерминированные кассеты и модули, специальные крепления и кронштейны для организации точек коммутациив пространстве под фальшполом, над монтажными шкафами или в их боковых полостях.

Система UCP (см. Рисунок 5) совместима с претерминированными компонентами СКС и поддерживает интеллектуальное управление физической инфраструктурой AMPTrac. Концепция системы UCP предусматривает эффективное использование монтажного пространства и смешанную установку портов (медь+оптика) благодаря применению единой коммутационной панели для всех сетевых подключений. Тем самым обеспечивается гибкий выбор интерфейсов в кроссовых узлах ЦОД. Модульные коммутационные панели имеют универсальные посадочные места для «медных» и оптических портов. В едином конструктиве можно устанавливать кассеты MPO, MRJ21 и кабельные сборки Категории 6А и 7А.

Каркас NETpodium (см. Рисунок 6) гарантирует механическую и электрическую целостность кабельных трактов и предназначен для организации кроссовых узлов в ЦОД. Коммутационные панели можно устанавливать и в такой 19-дюймовый шкаф, и за пределами его основного монтажного пространства для лучшего расположения коммутационных шнуров. В результате более рационально распределяется место в шкафу и увеличивается скорость сборки, а для установки организаторов не нужны инструменты. При совместном применении шкафов NEТpodium и системы UCP улучшается коэффициент использования монтажного пространства — отношение монтажного пространства шкафа, занятого портами оборудования, и его максимальной емкости. Как утверждают разработчики, система масштабируется от 1 до 100GbE.Для перехода на 40/100GbE в коммутационной панели поддерживаются претерминированные кассеты MPO.

Рисунок 6. Монтажные шкафы NETpodium дополняют систему UCP — при необходимости алюминиевый каркас трансформируется в закрытый монтажный шкаф. Боковые кабельные организаторы крепятся к направляющим с шагом 1U для подключения коммутационных шнуров с соблюдением допустимого радиуса изгиба при высокой плотности портов.

Еще одно решение TE Connectivity предназначено для оптимизации кабельной системы SAN. Система Storage Area Management System (SAM) включает в себя центральную коммутационную панель 2U для адаптерных планок MPO Secure, сами адаптерные планки, разветвительные кабели MPO Secure — LC Duplex, соединительные кабели с 24-волоконными соединителями МРО и ответную коммутационную панель 1U MPO-LC Duplex c маркировкой, соответствующей нумерации портов модулей коммутаторов SAN, например директоров DCX компании Brocade.

Панель 2U размещается в стойке под директором SAN с целью обеспечения допустимых радиусов изгиба кабелей. Дополнительных вертикальных и горизонтальных организаторов не требуется. В панель устанавливаются цветные адаптерные вставки с механической блокировкой. Каждый цвет соответствует определенной группе портов. Вилка MPO имеет механический ключ в виде наплыва на корпусе соединителя MPO. Цветовая маркировка и механическая блокировка предотвращают неправильное подключение. Линейный кабель MPO-MPO в системе SAM содержит 24 волокна. Систему можно использовать в новых инсталляциях или для модернизации уже действующих сетей хранения данных. Она упрощает администрирование и эксплуатацию оборудования.

Рисунок 7. Панели Xlight компании RiT высотой 1U с портами MPO совместимы с 40GBaseSR4 и 100GBaseSR10. Коммутационные шнуры MPO Xlight используют волокно MMF OM4, содержат 12 или 24 волокна и имеют низкие вносимые потери (0,1 дБ), а усиленная круглая конструкция кабеля выдерживает 10 тыс. циклов на изгиб. Специально разработанный соединитель обеспечивает взаимодействие с системой мониторинга и управления PatchView.

Компания RiT выпустила целый спектр пассивного оборудования для 40/100 GbE — кабели, коммутационные панели и шнуры (см. Рисунок 7). Это кабель SMF для внутренней или внешней прокладки, кабель MMF (OM3 и OM4), коммутационные шнуры SMF и MMF с соединителями SC и LC, а также шнуры Xlight с соединителями MPO.

Коммутационные панели SMF компании RiT совместимы с соединителями SC, LS и MT-RJ — от 12 до 192 дуплексных соединителей в корпусе от 1U до 4U. Они имеют выдвижную или модульную конструкцию. Панели Xlight рассчитаны на волокна MMF OM3 и OM4 и содержат 24 адаптера MPO-MPO. Они имеют удобную выдвижную конструкцию. Все панели поддерживают систему мониторинга кабельных соединений PatchView. Над каждым портом панели Xlight есть светодиодный индикатор системы мониторинга и управления PatchView. На панель выведен также разъем подключения к PatchView.

Дмитрий Никулин, технический директор представительства компании RiT в России, рассказал и о путях перехода на 40/100 GbE. Распространенная идея миграции — первоначально построить сеть, которая пока будет работать на скорости 10 Гбит/с по каналам MPO-LC (сборка 1хMPO — 6хLC Duplex). Такая сеть будет готова к применению более высокоскоростных приложений, причем перекладывать кабели не нужно в силу использования одинакового оборудования (соединители MPO, кабель MMF OM3 или OM4).

Когда кабельная система уже поддерживает 10 Гбит/с, применяется другой метод. В таком случае при переходе на более скоростные протоколы кассеты MPO-LC заменяются кассетами (адаптерами) МРО-MPO в панели. В результате каналы смогут поддерживать приложения 40GbE. Кабель перекладывать не потребуется — инфраструктура уже позволяет подключить более скоростное оборудование. Однако для реальной миграции без снижения количества каналов необходима прокладка дополнительных линий, а в действующем ЦОД это может быть неприемлемо.

Еще один аспект — выбор типа волокна. Сегодня в проектах чаще всего закладывают кабель с волокном MMF OM3, но если длина линии более 100 м, при переходе от 10 к 40/100 Гбит/с будет превышено допустимое максимальное расстояние и придется прокладывать новые кабельные линии с волокном MMF OM4. Допустимая длина линии для 10GbE составляет 300 м для волокна MMF OM3 и 500 м для волокна MMF OM4. Если протяженность кабельных линий приближается к максимальным значениям, переход к 40/100 Гбит/с невозможен без использования одномодового волокна.

Когда нужно построить кабельную систему с заделом на будущее, RiT предлагает установить на магистрали панели Xlight 24 MPO-MPO и соединить их между собой посредством 24 каналов. Для подключения оконечного оборудования 10GbE устанавливается нужное количество панелей LC-MPO или подключаются шнуры LC-MPO. Когда требуется перейти на более скоростные протоколы для приложений 40GbE, панели и шнуры MPO-LC убираются и оконечное оборудование подключается шнурами МРО-МPO к панели Xlight 24 MPO-MPO. При этом в случае перехода на 40GbE кабель перекладывать не нужно, так как инфраструктура уже готова к тому, чтобы подключить более скоростное оборудование.

Волоконно-оптические соединения для поддержки 40GbE требуют использования соединителей MPO или LC, а также оптического волокна OM3/OM4, напоминает Евгений Власов. Можно применять кассеты MPO с адаптерами LC. В высокоскоростных медножильных системах компания Nexans применяет соединители GG45 Класса F и FA, обратно совместимые с RJ45. Они имеют характеристики, достаточные для поддержки 40GbE. Альтернативный соединитель TERA разработан компанией Siemon.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ СЕТЕЙ LAN/SAN

Кабельная проводка ЦОД может иметь разную топологию. В конфигурации с коммутаторами Top-of-Rack (ToR) коммутирующее оборудование используется неэффективно: стоимость такого решения высока, энергии потребляется много, а настройка оказывается слишком сложной. В конфигурации с коммутаторами End-of-Row (EoR) выше гибкость, расширяемость, ниже стоимость, однако в общем случае выбор зависит от задачи, подчеркивает Евгений Власов.

Как рассказал Степан Большаков, технический директор CommScope Solutions в России и СНГ, дизайн кабельной инфраструктуры сетей SAN/LAN зависит от ряда факторов: от архитектуры локальной сети, «философии» сетей хранения, типа серверов, физических параметров ЦОД, доступной мощности, требований к отказоустойчивости и безопасности. Виртуализация тоже оказывает влияние на функционирование сети из-за роста нагрузки на серверы.

Новые разработки производителей сетевого оборудования для ЦОД, в том числе компаний Cisco, Juniper Networks, Brocade, Extreme, предполагают создание коммутирующей фабрики ЦОД с «плоской» архитектурой сети, где вместо трех используются всего два уровня. В зависимости от топологии потребность в кабельной инфраструктуре ЦОД может различаться на порядок. Степан Большаков выделяет три варианта топологии кабельной системы в ЦОД: централизованную (с прямым подключением), когда все коммутаторы собраны в центре, распределенную/децентрализованную со стоечными коммутаторами доступа (ToR) в серверных шкафах и зонную, в которой коммутаторы (EoR) распределены по изолированным зонам. Каждый вариант имеет свои плюсы и минусы.

Централизованную топологию отличают хорошая гибкость, наиболее эффективное использование портов коммутаторов LAN/SAN и высокий уровень физической безопасности. Однако она плохо наращивается, стоимость кабельной системы велика и возникают проблемы с размещением кабеля.

При распределенной топологии в каждый серверный шкаф обычно прокладывают только оптику, однако медножильная проводка все равно может потребоваться, например для подключения KVM. В сети с такой топологией придется управлять большим количеством коммутаторов. Для обеспечения отказоустойчивости возможны перекрестные подключения между шкафами, что несколько усложнит кабельную инфраструктуру.

Распределенная топология характеризуется рациональным использованием кабельной системы и пространства серверной, самой низкой стоимостью СКС, но при этом порты коммутаторов LAN/SAN распределяются неэффективно, администрирование СКС на больших объектах оказывается сложным, коммутаторы в серверных шкафах могут перегреваться и вдобавок существует риск отказа.

Зонная архитектура (см. Рисунок 8) имеет несколько вариантов. Чаще всего сетевое оборудование размещается в конце ряда шкафов (EoR). Иногда его располагают в центре ряда (Middle of Row). Реже используют выделенный инфраструктурный ряд — стойки с коммутаторами и коммутационными панелями. Если прокладка СКС в шкаф невозможна или нецелесообразна, применяются рядные консолидационные шкафы или специальные подпольные коробки. Последнее решение популярно в случае мейнфреймов, когда установка панелей в шкаф невозможна/нецелесообразна, а также нельзя подвести шнуры сверху.

Рисунок 8. Логический вид зонной архитектуры (информация представлена CommScope).

Зонная топология предлагает легко наращиваемый воспроизводимый дизайн, хороший баланс между стоимостью кабеля и эффективностью использования портов коммутаторов, повторяемое и предсказуемое решение, позволяющее прокладывать пучки кабеля разумного размера. Именно эта архитектура СКС рекомендована к применению стандартом TIA-942 и компанией CommScope. Данное решение отличается и более низкой стоимостью по сравнению с централизованной структурой. Однако оно невыгодно для небольших ЦОД (для них предпочтительнее архитектура ToR) и в случае очень дорогих портов сетевого оборудования.

Универсального решения нет. Топология СКС должна выбираться в зависимости от топологии сетей и с учетом других параметров. Очень большую роль играет качество СКС, поскольку затраты в случае отказа чрезвычайно велики.

СКС И НЕ ТОЛЬКО: НЕОБЫЧНЫЕ ПРОЕКТЫ

СКС и кабельные решения старшего класса, где применяются самые передовые технологии, встречаются не только в ЦОД. Денис Гурко, руководитель ИТ-проектов компании PwC, рассказал на форуме «Сетевая инфраструктура» об одном из примеров реализации сетевой инфраструктуры современного офиса. В московском офисе PricewaterhouseCoopers (PwC) сетевую инфраструктуру рассматривают как платформу для сервисов ИТ. При проектировании СКС в этом «открытом офисе» за основу были взяты этажный и мебельный планы, а перестановку рабочих мест облегчают заранее спланированные точки консолидации. Данная СКС способна удовлетворить самые высокие требования: в ней используются межэтажные оптические линии 10 Гбит/с и интеллектуальная система кроссирования Systimax iPatch; этажная горизонтальная часть СКС выполнена на основе сетевого кабеля Категории 6A, а проводную сеть дополняет сеть WiFi 802.11g. Денис Гурко считает ключевыми факторами успеха проекта детальное планирование и контроль за его выполнением.

О еще одном интересном направлении в «кабельных» проектах, значительно отличающемся от типовых офисных СКС, рассказал Сергей Логинов. Речь идет об СКС на спортивных сооружениях, в частности стадионах. Согласно рекомендации ФИФА, проектировщики таких спортивных сооружений должны принимать во внимание быстрое развитие технологий, чтобы на протяжении многих лет эксплуатации их объекты могли соответствовать всем важнейшим требованиям, а системы — телекоммуникационным стандартам. Тем самым создаются условия для будущего развития технологий. В R&M считают необходимым применять на стадионах кабельную систему Класса ЕА (например, R&M Real 10) в экранированном варианте: требования ISO/IEC к каналу Класса EA значительно превышают требования EIA/TIA к каналу Категории 6A и IEEE 802.3an (10GbE), что дает не только более высокую эксплуатационную надежность, но и поддержку приложений выше 10GbE. В результате увеличивается срок эксплуатации кабельной инфраструктуры.

Экранированные системы с высокими техническими характеристиками и полосой частот кабеля до 1500 МГц невосприимчивы к внешним помехам, они обеспечивают передачу со скоростью 10 Гбит/с и имеют большой запас для работы будущих приложений. Их можно применять в «тяжелых» условиях эксплуатации. Стадионы имеют помещения разного функционального назначения. Это могут быть конференц-залы и ЦОД. Столь же разнообразны требования к их кабельной инфраструктуре.

Наряду с предложениями для ЦОД компания выпускает решения для точек подключения с классом защиты по IP, кабельные системы для подключения камер видеонаблюдения, продукты для систем управления инженерным комплексом стадиона (соответствующие стандарту ISO/IEC 24702), телефонные кроссы высокой плотности — до 4200 пар на кв. м. Решения R&M используются на стадионах Берна, Цюриха, Базеля, Варшавы, Гданьска, Вроцлава, Львова, Донецка, Киева. На стадионе «Донбасс Арена» в Донецке установлено 6000 портов для одновременного подключения к сети 588 мониторов и 448 камер, которые обеспечивают работу системы видеонаблюдения.

Еще одно перспективное направление — медицинские учреждения. Дмитрий Миронов, директор департамента проектирования и строительства компании Oberon, представил проект магистральной кабельной системы для ФГУ НЦ АГиП им. В. И. Кулакова — крупнейшего акушерскогинекологического учреждения России. Он отметил, что при его реализации 70% времени ушло на планирование системы, и лишь 30% — на инсталляцию. В этом проекте кабельная система (не СКС) имеет топологию, адаптированнyю под требования отказоустойчивости и архитектуру здания. По словам Дмитрия Миронова, обычная топология «звезда» была бы в этом здании неэффективна. Система включает в себя около 10 км оптических сборок и более 600 портов. Оптические порты LC поддерживают 10GbE, а медные порты соответствуют Категории 5e и 6. Она позволяет масштабировать локальные кабельные системы: к 2015 году планируется подключить 5800 АРМ.

Как видно, сегмент ЦОД — далеко не единственное направление, где известные бренды СКС могут продемонстрировать свои технологические преимущества, а системные интеграторы и инсталляторы — свой опыт и квалификацию.

Сергей Орлов — ведущий редактор «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу: sorlov@lanmag.ru.