Справочное руководство по приложениям LAN и SAN в ЦОД

Приложения хранения и передачи данных, наиболее часто применяемые в ЦОД и рассматриваемые далее, представлены на рисунке 1.  

  

Рис. 1. Приложения и функциональные элементы центра обработки данных  

Приложения можно сгруппировать следующим образом:

Приложение  

Функциональный элемент ЦОД  

Ethernet  

Область обмена данными (отмечено красным)  

Fibre Channel  

Область хранения данных (отмечено желтым)  

Infiniband  

Высокопроизводительные серверные кластеры и устройства хранения данных  

Примечание: IP-конвергенция становится все более популярной в ЦОД и следствием этого является появление приложений Fibre Channel over Ethernet (FCoE ) и Infiniband over Ethernet (IoE). Эти приложения будут рассматриваться в следующих разделах настоящего Руководства.  

3. Стандарт структурированной кабельной системы (СКС) для центров обработки данных ISO/IEC 24764

 

Международный стандарт ISO/IEC 24764 был опубликован в апреле 2010 года. Стандарт описывает требования к кабельным системам центров обработки данных, реализуемых с применением симметричных (витопарных) и волоконно-оптических кабелей, специфицированных в базовом международном стандарте СКС ISO/IEC 11801 ред. 2.2 (с Поправками 1 и 2). При помощи этих двух стандартов осуществляется «привязка» приложений, применяемых в ЦОД, к кабельной системе, которая соответствует указанным стандартам.  

3.1 Медножильные кабельные системы

 

Стандарт ISO/IEC 11801 ред. 2.2 вводит следующую классификацию кабельных трактов на основе витопарных кабелей:  

Class D специфицирован до 100 МГц
Class E специфицирован до 250 МГц
Class Ea специфицирован до 500 МГц
Class F специфицирован до 600 МГц
Class Fa специфицирован до 1000 МГц  

Для использования в качестве интерфейса подключения активного сетевого оборудования (Equipment Outlet—EO) предлагаются следующие соединители:  

Категория  

Стандарт  

Категория 6А неэкранированная IEC 60603-7-41
Категория 6А экранированная IEC 60603-7-51
Категория 7 экранированная IEC 60603-7-7
Категория 7А экранированная IEC 60603-7-71

Табл. 1. Тип соединителя, используемый в интерфейсе подключения активного оборудования (EO)  

3.2. Волоконно-оптические кабельные системы

 

Требования к многомодовым световодам линейных кабелей  

  Коэффициент широкополосности, МГц х км
при насыщающем возбуждении световода (Overfilled Launch) при лазерном вводе
Длина волны 850 нм 1300 нм 850 нм
Категория Диаметр сердцевины волокна, мкм      
ОМ1 50 либо 62,5 200 500 Не специфицирована
ОМ2 50 либо 62,5 500 500 Не специфицирована
ОМ3 50 1500 500 2000
ОМ4 50 3500 500

4700  

Примечание: Требования к коэффициенту широкополосности относятся к волоконным световодам, которые используются при производстве линейного кабеля соответствующей категории и соответствуют параметрами и методам испытаний, специфицированным стандартом IEC 60793-2-10. Волоконные световоды, которые соответствуют требованиям по коэффициенту широкополосности только при насыщающем возбуждении, могут быть неспособны поддерживать некоторые современные приложения.  

Максимальное затухание в волоконном световоде линейного кабеля, дБ/км
  ОМ1, ОМ2, ОМ3, ОМ4 многомодовое волокно OS1 одномодовое волокно OS2 одномодовое волокно
Длина волны, нм 850 1300 1310 1550 1310 1383 1550
Затухание, дБ 3,5 1,5 1,0 1,0 0,4 0,4 0,4

Табл. 2. Характеристики оптических волокон в составе линейного кабеля  

К оптическим соединителям, применяемым в качестве интерфейса подключения активного сетевого оборудования, предъявляются следующие требования:  

  • Для оконцовки одного либо двух одномодовых волокон, интерфейс должен соответствовать стандарту IEC 61754-20 (соединитель LC-типа )
  • Для оконцовки одного либо двух многомодовых волокон, интерфейс должен соответствовать стандарту IEC 61754-20 (соединитель LC-типа)
  • Для оконцовки волокон количеством более двух, интерфейс должен соответствовать стандарту IEC 61754-7 (соединитель МРО-типа)

3.3. Минимальные технические требования к кабельной системе ЦОД

 

Для обеспечения готовности кабельной системы ЦОД к внедрению новых высокоскоростных приложений, ISO/IEC 24764 устанавливает следующие минимальные требования к функциональным характеристикам кабельной системы ЦОД:  

3.3.1 Кабельная система на основе витопарных кабелей

 

Основная распределительная кабельная подсистема (Main distribution cabling subsystem) должна проектироваться таким образом, чтобы обеспечивать пропускную способность кабельного тракта не ниже Класса Ea , специфицированного в стандарте ISO/ IEC 11801 ред. 2.2.  

3.3.2 Кабельная система на основе волоконно-оптических кабелей

 

В случае применения многомодового волокна, основная распределительная кабельная подсистема и зонная распределительная кабельная подсистема должны строиться на основе линейных кабелей с многомодовым волокном категории ОМ3, OM4 или одномодовым волокном, специфицированным в стандарте ISO/IEC 11801 ред. 2.2.  

Примечание: согласно стандартам СКС, протяженность кабельного тракта не превышает 2000 м. Сведения, касающиеся длин > 2000 м взяты из стандартов на протоколы передачи данных.  

4. Ethernet (IEEE 802.3)

 

Приложения Ethernet, соответствующие стандарту IEEE 802.3, являются наиболее распространенными в сетях передачи данных современных ЦОД. На серверных фермах, в области размещения активного оборудования (Equipment distribution area) применяется 1G Ethernet и, в перспективе, возможен переход на 10G Ethernet. В областях агрегирования и в ядре сети, проектировщики по всему миру отдают предпочтение технологии 10 Gigabit Ethernet по оптическому волокну. В середине 2010 года был стандартизирован новый протокол передачи данных: IEEE 802.3 40/100 Gigabit Ethernet.  

4.1 Gigabit Ethernet по оптическому волокну (IEEE 802.3z)

 

Существует две спецификации этого протокола, применяемые в ЦОД: 1000BASE-SX и 1000BASE-LX  

4.1.1 1000BASE-SX  

Сигналы 1000BASE-SX передаются по паре оптических волокон в «коротковолновом» диапазоне (от 770 до 860 нм). Этот протокол очень часто применяется в информационных магистралях офисных зданий и в ЦОД. 

  Длина кабельного тракта, 1000Base-SX Длина кабельного тракта, 1000Base-LX
OM1, 62,5/125 мкм 275 м 550 м*
OM2, 50/125 мкм 550 м 550 м*
OM3, 50/125 мкм 1000 м 600 м
OM4, 50/125 мкм 1040 м 600 м
OS1/OS2, 9/125 мкм 5000 м

  

* ) при использовании специальных коммутационных шнуров со смещенным вводом сигнала  

Табл. 3. Ограничения на максимальную длину кабельного тракта Gigabit Ethernet в зависимости от
спецификации протокола и категории волокна
  

 

Как упоминалось в пункте 3.3.2, кабельные стандарты указывают на то, что в ЦОД необходимо применять кабели с волокном категории не ниже OM3. Другие категории оптических волокон приведены для сравнения.  

4.2 Gigabit Ethernet по витопарным кабелям

 

1000BASE-T (IEEE 802.3ab) является протоколом передачи сигналов Gigabit Ethernet по витопарных кабелям. Каждый сегмент сети, реализованный на протоколе 1000BASE-T, должен иметь максимальную протяженность не более 100 м и обеспечивать пропускную способность кабельных трактов не ниже класса D 1000BASE-T задействует для передачи данных все четыре витые пары в кабеле.  

Как упоминалось в пункте 3.3.2, стандарт на кабельную систему ЦОД требует обеспечения пропускно! способности кабельных трактов не ниже класса ЕА, который является обратно совместимым с классом D.  

4.3 10 Gigabit Ethernet

4.3.1. 10 Gigabit Ethernet по оптическому волокну

 

В 2002 году, передача 10GBE по оптическому волокну была специфицирована стандартом IEEE 802.3ae дл^ использования как в локальных сетях (LAN), так и в операторских сетях (WAN). По причине значительны: ограничений протяженности кабельных линий при использовании обычных оптических волокон 50/125 мк (OM2) и 62,5/12 мкм (OM1), в международный стандарт СКС были включены требования к волоконных световодам 50/125 мкм категории OM3, оптимизированным для работы с лазерными источниками излучени и имеющим улучшенный профиль показателя преломления в сердцевине волокна. Существенж увеличенная ширина полосы пропускания таких волокон обеспечивала увеличение протяженност кабельных линий для соответствия требованиям современных офисных зданий и кампусов.  

Существуют две спецификации протокола 10GBE с использованием многомодового волокна, нашедши: широкое распространение в ЦОД: 10GBASE-LX4 и 10GBASE-SR. Оба варианта используют два волокна для организации двунаправленной (полнодуплексной) передачи данных.  

4.3.2. 10 Gigabit Ethernet по витопарным кабелям

 

Разработчики стандарта на 10GBE по витопарным кабелям (10GBASE-T), получившего в 2007 году обозначение IEEE 802.3an, столкнулись с новыми ограничениями на максимальную длину кабельного тракта, что было характерно и для оптической версии 10GBE (IEEE 802.3ae), принятой в 2002 г. Поскольку протяженность тракта Класса E/ Категории 6 в неэкранированном исполнении (UTP) была ограничена 37 метрами, кабельные стандарты были дополнены новым классом EA, который указан в пункте 3.3.1 как минимальный класс пропускной способности для кабельной системы ЦОД. Кабельные тракты Класса EA обеспечивают передачу данных 10GBASE-T на расстояние до 100 м.  

Спецификации физического уровня для Ethernet 10GBase 
Тип  PMD*  Технология  Соединитель  Среда передачи  Дальность(м) 
Медножильный кабель

10GBase-T  

4 пары проводников  

RJ-45  

Категория 6 UTP  

37  

        

Категория 6 STP, категория 6a UTP/STP  

100  

Волоконно- оптический кабель

10GBase-SR  

850 нм, VCSEL, последовательная передача  

LC и SC Duplex  

ОМ 1 /ОМ2/ОМ3/ОМ4 многомодовое волокно  

33/ 82 /300/ 550  

 

10GBase-LRM  

1310 нм, лазер, последовательная передача  

  

ОМ1/ОМ2/ОМ3 многомодовое волокно  

220/ 220/ 300  

 

10GBase-LX4  

1310 нм, лазер, WDM (спектральное уплотнение сигнала)  

  

ОМ1/ОМ2/ОМ3 многомодовое волокно  

300  

       

OS1/OS2 одномодовое волокно  

10 000  

 

10GBase-LR  

1310 нм, лазер, последовательная передача  

  

OS1/OS2 одномодовое волокно  

10 000  

 

10GBase-ER  

1550 нм, лазер, последовательная передача  

  

OS1/OS2 одномодовое волокно  

40 000  

Примечание: *) Physical Medium Dependent  коэффициент широкополосности: OM1= 200 МГц х км, OM2 =500 МГц х км , OM3 = 2 000 МГц х км;  

OS1= одномодовое волокно 9/125 мкм  

OS2= одномодовое волокно 9/125 мкм LWP-типа (со сниженным водяным пиком)  

Табл. 4. приложения, среда передачи и протяженность кабельных трактов для 10 GigaBit Ethernet  

Как упоминалось в пункте 3.3.2, кабельные стандарты указывают на то, что в ЦОД необход применять кабели с волокном категории не ниже OM3. Другие категории оптических волокон приведены в табл. 4 для сравнения.  

4.4. 40/100 Gigabit Ethernet

 

Последняя на сегодняшний день версия протокола Ethernet, IEEE 802.3ba, была стандартизирована в середине 2010 года. Стандарт описывает обе скорости передачи данных (40 GBE и 100 GBE) одновременно. В центрах обработки данных предполагается использовать 4 спецификации протокола:  

  • 40GBASE-CR4, 100GBASE-CR10
  • 40GBASE-SR4, 100GBASE-SR10
Спецификации с суффиксом «CR» используют твинаксиальный кабель в качестве среды передачи и имеют ограничения по максимальной дальности передачи сигнала 7 м. Спецификации ''SR" подразумевают передачу данных по многомодовому волокну. 40GBASE-SR4 и 100GBASE-SR10 являются первыми Ethernet- приложениями, использующими более одной пары волокон для параллельной передачи сигнала по многомодовому волокну. Для передачи используется несколько параллельных потоков 10 Gb/s в полнодуплексном режиме, 40GBASE-SR4 использует 8 волокон (4 потока), а 100GBASE-SR10 использует 20 волокон (10 потоков). Таким образом, для организации работы этих приложений целесообразно использовать многоволоконные соединители MPO-типа. Несмотря на то, что в перспективе в ЦОДах будут преимущественно использоваться протоколы 40/100 GBE, использующие многомодовое волокно, в таблице 5 также содержится информацию об «одномодовых» спецификациях протоколов 40/10 Gigabit Ethernet.
Длина тракта 40GBASE-SR4 Длина тракта 100GBASE-SR10 Длина тракта 40GBASE-LR4 Длина тракта 100GBASE-LR4 Длина тракта 100GBASE-ER4
ОМ3, 50/125 мкм 100 м 100 м
ОМ4, 50/125 мкм 150 м 150 м
0S1/0S2, 9/125 мкм 10 км 10 км 40 км

Табл. 5. Ограничения на протяженность кабельного тракта 10GBE в зависимости от спецификации протокола и категории волоконных световодов
  

На рисунках 2 и 3 проиллюстрирован принцип параллельной передачи сигналов 40 Gigabit Ethernet по многоволоконным кабельным линиям с использованием соединителей МРО, а также показана схема расположения задействованных волокон в соединителе. 

  

  

4 волокна слева для передачи (Тх)
4 волокна справа для приема (Rx)
4 волокна в средней части не задействованы  

Рис. 2. Прицип полнодуплексной передачи с использованием 8 волоконных световодов в 12 волоконном соединителе МРО для 40GBASE-SR4  

Рис. 3. Торец MPO- соединителя  

4.4.2. 100 GBASE-SR10 (100 GBE)

 

  

Рис. 4. Схема расположения и использования волоконных световодов в соединители МРО для 100GBASE-SR10
 

 

 
 

  

Рис. 5. Принцип полнодуплексной передачи с использованием 20 волоконных световодов в 24-волоконном соединителе МРО для 100GBASE-SR
  

4.5. Максимальное затухание сигнала в кабельном тракте для приложений Ethernet

 

Помимо ограничений на длину тракта в кабельной системе, вторым важным параметром, который необходимо учитывать при проектировании и строительстве сетей LAN и SAN, является затухание оптического сигнала. В таблице 6 содержатся требования по максимально допустимому затуханию в оптическом тракте для обеспечения передачи сигналов рассмотренных ранее приложений.  

Протокол передачи Максимальный уровень затухания в кабельном тракте (дБ)
  Многомодовое волокно* Одномодовое волокно
  850 нм 1300 нм 1310 нм
IEEE 802-3: 10BASE-FL и FBb 12,5 (6,8)
IEEE 802-3: 1000BASE-SXd 2,6 (3,56)
IEEE 802-3: 1000BASE-LXc, d 2,35 4,56
ISO/IEC 8802-3: 100BASE-FXb   11,0 (6,0)
IEEE 802.3: 10GBASE-LX4   2,0 6,2
IEEE 802.3: 10GBASE-SR/SW 1,60 (62,5) 1,80 (OM2 50/125) 2,60 (OM3)
IEEE 802.3: 10GBASE-LR/LW 6,2
EEE 802.3: 40GBASE-LR4
IEEE 802.3: 100GBASE-LR4 6,3
IEEE 802.3: 100GBASE-ER4 18,0
IEEE 802.3: 40GBASE-SR4 1,9 (100 м OM3) 1,5 (150 м OM4)*
IEEE 802.3: 100GBASE-SR10 1,9 (100 м OM3) 1,5 (150 м OM4)*
  

 

  

5. Приложения Fibre Channel (INCITS, T11)

 

Fibre Channel (FC) — это технология передачи данных, применяющаяся преимущественно в сетях хранения данных. Fibre Channel стандартизован Техническим Комитетом T11 Международного Комитета Стандартов в Информационных Технологиях (International Committee for Information Technology Standards (INCITS)), аккредитованного Американским Национальным Институтом Стандартов (American National Standards Institute (ANSI)). Изначально разрабатывавшийся для применения в суперкомпьютерах, в дальнейшем FC стал стандартным протоколом передачи данных для сетей хранения данных (storage area networks (SAN)) в ЦОД- ах. В таблице 7 представлены эволюция и перспективы приложения Fiber Channel, которое разрабатывает и совершенствует ассоциация «Fibre Channel Industry Association».  

5.1 Обзор приложения Fibre Channel

 

Несмотря на свое название, приложение Fibre Channel может работать как по волоконно-оптическим, так и по витопарным кабелям.  

Табл. 6. Максимально допустимое затухание в кабельном тракте для приложений Ethernet в
зависимости от приложения и категории волокна
 

 

Варианты скорости обмена данньми для приложения Fibre Channe H (v11)
Base 2* Обозначение приложения Пропускная способность (МБ/с) Line Rate (Гбод) Год публикации тех. спецификации Т11 ** Год выпуска оборудования**
1GFC 200 1,0625 1996 1997
2GFC 400 2,125 2000 2001
4GFC 800 4,25 2003 2005
8GFC 1600 8,5 2006 2008
16GFC 3200 14,025 2009 2011
32GFC 6400 28,5 2012 По требованию рынка
64GFC 12800 57 2016 По требованию рынка
128GFC 25600 114 2020 По требованию рынка

 

*) Спецификация Base2 реализована во всех вариантах архитектуры Fibre Channel, а также в оборудовании с поддержкой FC. Каждый следующий по скорости вариант обеспечивает обратную совместимость, как минимум, с двумя поколениями менее скоростных приложений (например, 8GFC обратно совместим с 4GFC и 2GFC).  

 **) указаны приблизительно  

Табл. 7. Эволюция и перспективы развития Fiber Channel  

5.2. Fibre Channel для витопарных кабелей

 

Несмотря на то, что в большинстве случаев приложение Fibre Channel передается по оптическому волокну, существуют также спецификации, обеспечивающие возможность передачи FC по витопарному кабелю. В 2007 году, INCITS 435 утвердила набор спецификаций для приложений «FC-BaseT». Причиной тому послужило сложившееся среди пользователей мнение, что волоконная оптика значительно дороже медножильных кабелей. Таким образом, добавляя «медную» среду передачи, T11 ставил целью увеличить коммерческую привлекательность технологии Fibre Channel за счет снижение стоимости ее реализации.  

Спецификации физического уровня наиболее популярных спецификаций Fibre Channel для медножильных кабелей
  

Тип  

PMD  

Технология  

Соединитель  

Среда передачи  

Дальность, м  

Медножильный кабель

4GFCBase-T  

4 витые пары  

RJ-45  

Класс Е/ Еа

40/ 100  

2GFCBase-T  

Класс D/ Е/ Еа

60/ 70/ 100  

1GFCBase-T  

Класс D/ Е/ Еа

100  

Табл. 8. Протяженность кабельного тракта FCBaseT в зависимости от
спецификации и класса пропускной способности кабельной системы
  

5.3. Fibre Channel по оптическому волокну

Как уже было отмечено в предыдущем разделе, приложения FC преимущественно предназначены для передачи по волоконно-оптической кабельной системе. Существует ряд ограничений, касающихся максимальной протяженности тракта и выбора среды передачи (категории волокна) в зависимости от того, какую спецификацию Fibre Channel предполагается использовать. В Таблице 9 приведены все возможные варианты реализации.

 

Протяженность кабельного тракта, м  

Категория волокна  

1 Gbps FC  

2 Gbps FC  

4 Gbps FC  

8 Gbps FC  

16 Gbps FC  

ОМ1, 62,5/125 мкм

300  

150  

70  

21  

15  

ОМ2, 62,5/125 мкм

300  

150  

70  

21  

15  

ОМ2, 50/125 мкм

500  

300  

150  

50  

35  

ОМ3, 50/125 мкм

860  

500  

380  

150  

100  

ОМ4, 50/125 мкм

мин. 860  

мин. 500  

400  

190  

125  

OS1/OS2, 9/125 мкм

10 000  

10 000  

10 000  

10 000  

10 000  

  

 

Примечание: указанные для приложений Fibre Channel длины тракта подразумевают уровень затухания, не превышающий 1,5 дБ (MM) и 2 дБ (ОМ) для всех разъемных и неразъемных соединений в составе тракта. Для определения максимальной длины тракта при иных значениях затухания (в случае использования ММ волокна) см. п. 5.5.  

Табл. 9. Максимальная длина оптического кабельного тракта Fibre Channel в зависимости от 

5.4. Fibre Channel over Ethernet (FCoE)
Fibre Channel over Ethernet (FCoE) — это новая версия протокола Fibre Channel, использующая Ethernet в качестве протокола передачи на физическом уровне. FCoE объединяет Fibre Channel и Ethernet чтобы обеспечить пользователя «конвергированной», единой сетевой технологией, объединяющей преимущества SAN с возможностями обмена данными по LAN. Используя последние достижения технологии Ethernet, FCoE позволяет пользователям ЦОД консолидировать инфраструктуру ввода-вывода и сетевую инфраструктуру в единую сеть передачи данных. Проще говоря, FCoE—это способ передачи данных, при котором кадры Fibre Channel инкапсулируются на сервере в Ethernet-пакеты перед тем, как передавать их по LAN, и затем преобразуются в исходной формат на приемной стороне. Консолидация интерфейса ввода-вывода в сервере позволяет объединить сетевой адаптер (network interface card (NIC)) и хост-адаптер FC (host bus adapter (HBA)) в единый конвергентный сетевой адаптер (converged network adapter (CNA)). Инкапсуляция Fibre Channel требует применения оборудования 10-Gigabit Ethernet.  

 

 

 

Развитие скоростей передачи FCoE (v11)  

FCoE

Приложение  

Пропускная способность (МБ/с)  

Equivalent Line Rate (Гбод)  

Год публикации тех. спецификации Т11**  

Год выпуска оборудования **  

10GFCoE  

2400  

10,3125  

2008  

2009  

40GFCoE  

9600  

41,225  

Пока не определен  

По требованию рынка  

100GFCoE  

24 000  

100,3125  

Пока не определен  

По требованию рынка  

Табл. 10. Скорости передачи данных в существующих и разрабатыаемых приложениях Fibre Channel
  

**) указаны приблизительно  

Технология FCoE предполагает «туннелирование» FC через каналы Ethernet. Для сохранения совместимости, во всех сетевых адаптерах FCFs и CNAs предполагается использовать интерфейс SFP+, который обеспечивает возможность применения различных волоконно-оптических технологий, а также соединительные кабели непосредственного подключения с электрическими разъемами SFP+.  

5.5. Бюджет оптической мощности в кабельном тракте Fibre Channel

Бюджет оптической мощности, дБ

Категория волокна  

1 Gbps FC  

2 Gbps FC  

4 Gbps FC  

8 Gbps FC  

16 Gbps FC  

OM1, 62,5/125 мкм

3  

2,1  

1,78  

1,58  

-  

OM2, 50/125 мкм

3,85  

2,62  

2,06  

1,68  

1,63  

OM3, 50/125 мкм

4,62  

3,31  

2,88  

2,04  

1,86  

OM4, 50/125 мкм

4,62  

3,31  

2,95  

2,19  

1,95  

OS1/OS2, 9/125 мкм

7,8  

7,8  

7,8  

6,4  

6,4  

Табл. 11. Бюджет оптической мощности в кабельном тракте Fibre Channel.
  

Длины кабельные трактов на основе многомодового волокна, приведенные в п. 5.3, базируются на том, что совокупное затухание во всех разъемных и неразъемных соединениях в составе тракта составляет 1,5 дБ . В том случае, если затухание на соединениях отличается от 1,5 дБ, то максимально допустимая длина тракта будет другой (см. табл. 12).  

Максимальная дальность передачи в зависимости от уровня затухания на опт. соединениях в тракте 4 Gbps FC (400-SN)
Дальность передачи, м / Совокупное затухание в тракте, дБ
Затухание на Кат. соединениях волокна

3,0 дБ  

2,4 дБ  

2,0 дБ  

1,5 дБ  

1,0 дБ  

M5F (OM4) 200/ 3,72 300/ 3,49 370/ 3,34 400/ 2,95 450/ 2,63
M5E (OM3) 150/ 3,54 290/ 3,45 320/ 3,16 380/ 2,88 400/ 2,45
M5 (OM2) 70/ 3,26 120/ 2,85 130/ 2,49 150/ 2,06 170/ 1,64
Максимальная дальность передачи в зависимости от уровня затухания на опт. соединениях в тракте 8 Gbps FC (800-SN)
Дальность передачи, м / Совокупное затухание в тракте, дБ
Затухание на Кат. соединениях волокна

3,0 дБ  

2,4 дБ  

2,0 дБ  

1,5 дБ  

1,0 дБ  

M5F (OM4) 50/ 3,18 120/ 2,83 160/ 2,58 190/ 2,19 220/ 1,80
M5E (OM3) 35/ 3,13 110/ 2,80 125/ 2,45 150/ 2,04 180/ 1,65
M5 (OM2) 35/ 2,53 45/ 2,16 50/ 1,68 60/ 1,22
Максимальная дальность передачи в зависимости от уровня затухания на опт. соединениях в тракте 16 Gbps FC (1600-SN)
Дальность передачи, м / Совокупное затухание в тракте, дБ
Затухание на Кат. соединениях волокна

3,0 дБ  

2,4 дБ  

2,0 дБ  

1,5 дБ  

1,0 дБ  

M5F (OM4) 50/ 2,58 100/ 2,36 125/ 1,95 150/ 1,54
M5E (OM3) 40/ 2,54 75/ 2,27 100/ 1,86 120/ 1,43
M5 (OM2) 25/ 2,09 35/ 1,63 40/ 1,14

Табл. 12. Максимальная длина оптического кабельного тракта Fibre Channel в зависимости от спецификации (скорости передачи данных), категории волокна и совокупного затухания на оптических соединениях
  

6. InfiniBand

Технология InfiniBand была разработана для решения проблемы производительности, связанной с перемещением данных между устройствами ввода-вывода высокопроизводительных суперкомпьютеров. Архитектура InfiniBand (IBA) является промышленным стандартом для серверных устройств ввода-вывода и для межсерверных соединений. Она была разработана ассоциацией InfiniBandSM TradeAssociation (IBTA), чтобы обеспечить необходимый уровень надежности, доступности, производительности и масштабируемости для современных и будущих высокопроизводительных вычислительных систем. Несмотря на то, что InfiniBand, в основном, разрабатывался для нужд систем ввода-вывода информации, технология широко применяется в сфере высокопроизводительных вычислений (high performance computing) (HPC)) и сетях хранения благодаря большой широкополосности и малому времени задержки при передаче данных, которые обеспечивает InfiniBand.  

  

Рис. 6. Эволюция и перспективы развития InfiniBand
  

Приложения SDR для многомодовых волокон (IB 1x-SX) и все приложения для одномодовых волокон (IB 1x- LX) используют для передачи 2 волокна с соединителями LC, тогда как все остальные приложения DDR используют многоволоконный соединитель МРО.  

Приложение  

Тип соединителя  

IB 1x-SX

2 x LC  

IB 4x-SX

1 x 12-волоконный MPO  

IB 8x-SX

2 х12-волоконных MPO  

IB 12x-SX

2 х12-волоконных MPO  

IB 1x-LX

2 x LC  

IB 4x-LX

2 x12-волоконных MPO  

Табл.13. Стандартизированные оптические соединители для приложений InfiniBand
 

 

Максимальная протяженность кабельного тракта InfiniBand зависит от скорости передачи, количества параллельных линий и категории оптического волокна (см. табл. 14)  

Максимальная длина кабельного тракта, м  

Категория волокна  

IB 1x-SX  

IB 4x-SX  

I B 8x-SX  

IB 12x-SX  

IB 1x-LX  

I B 4x-LX SDR  

OM1, 62.5/125 мкм

125/ 65/ 33  

75/ 50  

75/ 50  

75/ 50  

-  

-  

OM2, 50/125 мкм

250/125/ 82  

125/ 75  

125/ 75  

125/ 75  

-  

-  

OM3, 50/125 мкм

500/ 200/ 300  

200/ 150  

200/ 150  

200/ 150  

-  

-  

OM4, 50/125 мкм*

500/ 200/ 300  

200/ 150  

200/ 150  

200/ 150  

-  

-  

OS1/OS2, 9/125 мкм

-  

-  

-  

-  

10 000/ 10 000/ 10 000  

10 000  

Табл. 14. Протяженность кабельного тракта InfiniBand с учетом типа приложения и категории оптического волокна  

*) Спецификация физического уровня InfiniBand не содержит информации о волокнах категории ОМ4. Поэтому приведенные в таблице данные для ОМ3 и ОМ4 совпадают.  

 
 

6.2. Бюджет оптической мощности в кабельном тракте для приложений InfiniBand

Категория волокна  

IB 1x-SX SDR/DDR  

IB 4x-SX SDR/DDR  

IB 8x-SX SDR/DDR  

IB 12x-SX SDR/DDR  

IB 1x-LX SDR/DDR  

IB 4x-LX SDR  

OM1, 62.5/125 мкм

6/ 7,93  

4,8/ 6,25  

4,8/ 6,25  

4,8/ 6,25  

-  

-  

OM2, 50/125 мкм

6/ 7,93  

4,8/ 6,25  

4,8/ 6,25  

4,8/ 6,25  

-  

-  

OM3, 50/125 мкм

6/ 7,93  

4,8/ 6,25  

4,8/ 6,25  

4,8/ 6,25  

-  

-  

OM4, 50/125 мкм*

6/ 7,93  

4,8/ 6,25  

4,8/ 6,25  

4,8/ 6,25  

-  

-  

OS1/OS2, 9/125 мкм

-  

-  

-  

-  

9/ 9,8  

6,2  

Табл. 15. Бюджет оптической мощности в кабельном тракте InfniBand  

*) Спецификация физического уровня InfiniBand не содержит информации о волокнах категории ОМ4. Поэтому приведенные в таблице данные для ОМ3 и ОМ4 совпадают.  

  


Поделиться информацией

Вы можете послать эту статью или новость коллеге или знакомому по email со своим комментарием, пригласить обсудить ее. Просто нажмите на иконку конверта --->


Сообщения, вопросы и ответы

Вы можете задать вопрос, написать комментарий, обсудить данную новость или статью.

Ваше сообщение (вопрос, ответ, комментарий)