Vì sao Category 8, BASE-T được lựa chọn trong trung tâm dữ liệu?

PDF. In Email

Thứ hai, 10 Tháng 10 2016 15:01   |  Số truy cập: 434

Cat. 8 có băng thông lê n đến 2000 MHz và khoảng cách truyền tối đa 30 m, sử dụng chuẩn đầu cắm RJ-45, cho phép tương thích ngược với các hệ thống mạng đang sử dụng hiện nay.

Khi đầu tư xây dựng một trung tâm dữ liệu (TTDL), ngân sách dành cho hạ tầng vật lý thường chiếm khoảng 3%, nhưng 3% này lại tác động đáng kể đến hiệu quả đầu tư TTDL vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất mạng. Hiện nay, TTDL đang hướng đến các yếu tố tăng băng thông mạng và giảm nhỏ tiết diện dây dẫn. Do đó, cáp sợi quang là lựa chọn tối ưu nhất cho lớp vật lý. Tuy nhiên, bạn sẽ tốn khá nhiều chi phí khi lựa chọn cáp sợi quang. Để tiết kiệm chi phí, cáp đồng đang được ưu tiên cân nhắc nếu vẫn đáp ứng được nhu cầu, vì cáp đồng có cấu trúc linh hoạt, tiết giảm chi phí hơn, phù hợp với đại đa số khách hàng và có khả năng mở rộng trong tương lai để đạt hiệu suất cao và băng thông rộng hơn. Bài viết này sẽ đề cập đến những ưu điểm giúp cáp đồng đôi xoắn vẫn được lựa chọn sử dụng trong TTDL nhiều năm tới đây.

NÂNG CẤP TỐC ĐỘ VƯỢT TRÊN 10 G

Việc nâng cấp tốc độ vượt trên 10 G không còn là khái niệm xa vời, vì hầu hết các cổng kết nối trên máy chủ hiện nay đang chuyển từ tốc độ 1 G thành 10 G. Sắp tới, cổng kết nối trên máy chủ sẽ cần tốc độ 40 G để đáp ứng thêm các ứng dụng đám mây. Xu hướng này kéo theo nhu cầu cần tốc độ 40 G và 100 G để kết nối các thiết bị chuyển mạch với nhau hoặc kết nối thiết bị chuyển mạch với máy chủ.

Do đó, các tổ chức đang nghiên cứuđể đưa ra tiêu chuẩn truyền dữ liệu bằng cáp đồng để đáp ứng các ứng dụng trong tương lai. Tiêu chuẩn mới sẽ giúp thiết lập hệ thống mạng cáp cấu trúc linh hoạt hơn, dễ nâng cấp và tiết kiệm chi phí hơn, hỗ trợ truyền 40 G và 100 G với cáp đồng đôi xoắn.

Khi nâng cấp lên 1 G và 10 G, cáp đồng chỉ thay đổi về băng thông truyền, còn lại vẫn giữ nguyên các thành phần cấu trúc chính như: sử dụng tám sợi đồng xoắn từng đôi với nhau, giữ nguyên chất liệu đồng, kích thước lõi đồng, vỏ bọc... Việc nâng cấp lên 25 G và 40 G cũng tương tự như vậy. Dự kiến trong năm sau, tiêu chuẩn mới về hệ thống mạng và cáp kết nối sẽ công bố phương thức truyền BASE-T hỗ trợ cho hệ thống mạng doanh nghiệp và hệ thống mạng ứng dụng trong TTDL. Tổ chức IEEE 802.3bq cho biết, tiêu chuẩn 40GBASE-T sẽ được công bố vào năm 2016. Trong năm 2014, 802.3bq đã cho ra đời tiêu chuẩn 25GBASE-T, nhưng chỉ hỗ trợ cho kết nối máy chủ và nhiều khả năng tiêu chuẩn 40GBASE-T sắp ra mắt cũng sẽ tương tự, chỉ hỗ trợ cho kết nối máy chủ, 25 G và 40 G sẽ đảm bảo tốc độ truy xuất dữ liệu tốt hơn 1 G và 10 G.

25 G và 40 G sẽ được truyền dựa trên nền tảng Cat. 8. Tổ chức đang xem xét đưa ra hai phiên bản Cat. 8: Lớp 1 và lớp 2. Theo bản phác thảo hiện tại, tài liệu kỹ thuật Cat. 8 của TIA chỉ bao gồm lớp 1, định nghĩa kênh truyền và kết nối phần cứng băng thông lên đến 2000 Mhz và khoảng cách truyền tối đa 30 m, sử dụng chuẩn đầu cắm RJ-45, cho phép tương thích ngược với các chuẩn đầu cắm và các loại cáp trước đây. Tài liệu kỹ thuật Cat. 8 của TIA sẽ được công bố vào đầu năm 2016, cùng thời điểm với ANSI/ TIA-568C.2-1 và chưa có thông tin yêu cầu kỹ thuật cho lớp 2.

Tương tự, tiêu chuẩn ISO và IEC cũng được phát triển cho Cat. 8, hiện đang bổ sung Cat. 8 lớp 1 và lớp 2 vào tiêu chuẩn TR11801-99-1. Mới chỉ có thông số kênh truyền được đề cập trong tài liệu TR11801-99-1. Tuy nhiên, các thành phần này có thể thay đổi đôi chút và được công bố bằng văn bản riêng. Lớp 1 sẽ giống như tiêu chuẩn TIA sử dụng chuẩn đầu cắm RJ-45 tương thích ngược với các loại cáp trước đây. Tài liệu kỹ thuật của lớp 2 thì hạn chế hơn, được thiết kế để hỗ trợ các kiểu giao tiếp khác nhau nhưng không hỗ trợ RJ-45 và không tương thích ngược như lớp 1. Báo cáo tài liệu kỹ thuật công bố tiêu chuẩn TR11801-1 chỉ đề cập đến lớp 1 và lớp 2 với băng thông 1600 MHz, còn tiêu chuẩn TR11801-99-1 thì băng thông lên đến 2000 MHz, giống như tiêu chuẩn của TIA.

LỰA CHỌN CÁP ĐỒNG:
TWISTED-PAIR HAY TWINAX?

Chúng ta có tiêu chuẩn kết nối trực tiếp 40 G bằng cáp đồng chuẩn twinax DAC (Direct Attach Copper). DAC là loại cáp kết nối trực tiếp các thiết bị chuyển mạch với nhau hoặc kết nối thiết bị chuyển mạch với máy chủ.

Cả hai phương thức truyền BASE-T và DAC đều phục vụ lợi ích tiết kiệm năng lượng và có độ trễ thấp. Tuy nhiên, khi sử dụng cáp DAC và đầu cắm SFP+ (Small Form Factor – chuẩn đầu cắm được đúc sẵn tại nhà máy có thể "gắn nóng" vào thiết bị chuyển mạch) sẽ bị hạn chế về chiều dài tối đa 7 m. Cáp này chỉ phù hợp kết nối thiết bị chuyển mạch với nhau hoặc kết nối các máy chủ đặt trong cùng một khu vực hoặc cùng một tủ rack. Như vậy nếu áp dụng mô hình ToR (top-of-rack) kết nối từ tủ rack này đến tủ rack khác sẽ bị hạn chế rất nhiều so với khoảng cách truyền tối đa 100 m với phương thức truyền BASE-T.

Ngoài ra, khi sử dụng cáp DAC và đầu cắm QSFP+ (Quad Small Form Factor - chuẩn đầu cắm được đúc sẵn tại nhà máy có thể "gắn nóng" vào thiết bị chuyển mạch truyền tín hiệu trên bốn sợi và nhận tín hiệu trên bốn sợi đồng thời, khác biệt so với SFP+ chỉ một sợi truyền và một sợi nhận) để truyền tốc độ 25 G và 40 G, chiều dài tối đa có thể lên đến 15 m, tuy nhiên chi phí cho giải pháp này tăng rất nhiều so với 7 m của SFP+. Vì vậy, sự ra đời của Cat. 8 trong tương lai sẽ giải quyết được vấn đề khoảng cách và chi phí, cung cấp một hệ thống mạng hiệu suất cao và linh hoạt hơn cáp DAC với khoảng cách truyền đến 30 m cho kết nối 25 G và 40 G. Với khoảng cách đó, có thể sử dụng được tất cả các ứng dụng trong TTDL, tạo được sự linh hoạt không chỉ cho mô hình ToR mà còn có thể áp dụng cho mô hình EoR (end-of-row) hoặc mô hình MoR (middle-of-row) mà trước đây cáp DAC không hỗ trợ được.

Thêm vào đó, sử dụng cáp đồng đôi xoắn hoặc cáp đồng chuẩn twinax sẽ tiết kiệm chi phí hơn so với sử dụng cáp sợi quang. Cat. 6A 10GBASE-T trong mô hình EoR tiết kiệm chi phí đến 18% so với 10 G với SFP+ trong mô hình ToR, cả cáp và thiết bị chủ động đều tiết kiệm chi phí khi chạy ứng dụng 10GBASE-T.

THIẾT KẾ LINH HOẠT, TIẾT KIỆM CHI PHÍ

So sánh giữa cáp đồng đôi xoắn và cáp đồng chuẩn twinax, phương thức truyền BASE-T trên cáp đồng đôi xoắn hiệu quả hơn vì sử dụng cổng đấu nối RJ-45 nhỏ gọn, tiết kiệm không gian có thể đặt được nhiều cổng kết nối, tối ưu hóa không gian trong TTDL. Hiện nay, Cat. 6A 10GBASE-T được sử dụng nhiều trong TTDL, nhưng trong tương lai khi 25GBASE-T và 40GBASE-T ra đời thì Cat. 8 sẽ được ưu tiên lựa chọn hơn vì nó phù hợp với tất cả mô hình đấu nối như ToR, MoR, EoR.

• Mô hình ToR

Trong mô hình ToR, các máy chủ trong tủ rack sẽ kết nối với thiết bị chuyển mạch đặt tại tủ rack đó mà không cần phải thông qua thanh đấu nối trung gian, sau đó kết nối từ thiết bị chuyển mạch của từng tủ về rack đặt thiết bị chuyển mạch trung tâm. Tuy nhiên, các cổng trên thiết bị chuyển mạch tại từng tủ rack sẽ không được sử dụng hết. Giả sử có ít hơn 48 máy chủ trong một tủ rack, chúng ta vẫn phải sử dụng thiết bị chuyển mạch có 48 cổng kết nối. Các cổng không sử dụng trên thiết bị chuyển mạch vẫn tiêu tốn điện năng. Ngược lại, nếu có nhiều hơn 48 máy chủ trong tủ rack thì phải bổ sung thêm một thiết bị chuyển mạch 48 cổng khác, đồng thời bổ sung nguồn cấp và các cổng trên thiết bị chuyển mạch vẫn bị thừa ra, tiêu tốn điện năng.

• Mô hình EoR/ MoR

Mô hình EoR và MoR khá phổ biến hơn trong TTDL hiện nay, được nhiều khách hàng lựa chọn. Trong mô hình EoR, MoR, tất cả máy chủ kết nối đến thiết bị chuyển mạch được đặt riêng tại tủ rack cuối của dãy thông qua thanh đấu nối cáp đặt riêng tại từng tủ. Mô hình đấu nối này giúp giảm thiểu số lượng thiết bị chuyển mạch không cần thiết, tận dụng hết các cổng kết nối trên thiết bị chuyển mạch. Thanh đấu nối cáp riêng của từng tủ được đặt ở hàng trên cùng hoặc hàng giữa, tối đa không gian lắp đặt máy chủ. Tóm lại, cho dù sử dụng mô hình ToR, EoR hay MoR thì chiều dài linh hoạt của Cat. 8 vẫn đáp ứng mọi yêu cầu, không bị hạn chế như khi sử dụng cáp DAC.

TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG

Trong những năm gần đây, hệ thống cáp cấu trúc công nghệ BASE-T được đánh giá tiết kiệm năng lương hơn so với các công nghệ khác. Trước đây, mỗi cổng kết nối Cat. 6A cần đến 10 W thì nay chỉ cần 2-3 W nhờ có sự hỗ trợ của những công nghệ tiên tiến như EEE (Energy Efficient Ethernet – được ban hành vào năm 2010 bởi tổ chức IEEE 802.3az) và cổng kết nối tốc độ cao, bên cạnh đó cải tiến hiệu suất cáp và các thiết kế đầu nối. Thay vì trước đây sử dụng bốn cổng trên thiết bị chuyển mạch cho một kết nối 40 G thì nay chỉ sử dụng một cổng, vừa tiết giảm số lượng cổng kết nối trên thiết bị chuyển mạch vừa tiết kiệm điện năng cung cấp cho TTDL. Ngoài ra, công nghệ EEE cho phép hệ thống tiêu thụ ít năng lượng khi hoạt động ở mức dữ liệu thấp, giảm thiểu điện năng tiêu thụ và giảm chi phí vận hành.

NÂNG CAO HIỆU SUẤT

Không giống khoảng cách 100 m và cho phép bốn khớp nối như các loại cáp trước đây, Cat. 8 chỉ giới hạn ở 30 m và tối đa hai khớp nối, vì vậy Cat. 8 chỉ dùng để triển khai trong TTDL, khó có thể triển khai bên ngoài như hạ tầng cáp ngang, cáp trục... Nhưng nhu cầu về tốc độ truyền tải dữ liệu từ thiết bị chủ động đến thiết bị của người dùng cuối trong doanh nghiệp (bao gồm cả mạng không dây) ngày càng tăng, vì vậy, yêu cầu đặt ra là cần nâng cấp hạ tầng cáp mới để đáp ứng cho các thiết bị chủ động ngày càng hiện đại. Để hỗ trợ điều này, tổ chức IEEE sẽ sớm đưa ra tiêu chuẩn truyền 2.5GBASE-T và 5GBASE-T sử dụng Cat. 5e và Cat. 6 cho hạ tầng sẵn có để giải quyết vấn đề trên. Tuy nhiên, tiêu chuẩn sẽ giới hạn về chiều dài tối đa với hai loại cáp trên. Bên cạnh đó, tổ chức TIA cũng đang đánh giá khả năng truyền 2.5GBASE-T và 5GBASE-T của hai loại cáp này thông qua các thử nghiệm TSB-5021. Ngoài ra, TIA khuyến nghị người dùng nên sử dụng Cat. 6A thay cho Cat. 5e và Cat. 6 khi nâng cấp hạ tầng cáp mới, như vậy sẽ đảm bảo về tốc độ cũng như chiều dài tốt nhất, sử dụng tốt các ứng dụng trong tương lai.

BASE-T GIẢI PHÁP ĐỒNG BỘ HOÀN CHỈNH

Giải pháp cáp cấu trúc BASE-T là nền tảng của cơ sở hạ tầng TTDL. BASE-T sử dụng cổng kết nối RJ-45 và có khả năng tương thích ngược nên khi nâng cấp tốc độ mới, giải pháp tương thích với nhiều loại tốc độ khác nhau như 1 G, 2.5 G, 5 G, 10 G, 25 G, 40 G, cho phép người quản trị linh hoạt về thời gian triển khai, có thể nâng cấp riêng từng máy chủ mà không nhất thiết phải nâng cấp cùng lúc, không làm gián đoạn hệ thống, giảm thiểu phát sinh chi phí khi nâng cấp hệ thống. Không có một giải pháp nào hoàn hảo cho tất cả hạ tầng TTDL, vì còn lệ thuộc vào cách bố trí, phạm vi, nhu cầu băng thông, khả năng mở rộng, chính sách quản lý và ngân sách của từng TTDL cụ thể. Tuy nhiên, để tạo ra một TTDL linh hoạt và có khả năng mở rộng, ta nên sử dụng các kết nối đồng tốc độ cao từ Gigabit trở lên với tiết diện cáp nhỏ. Với khả năng cung cấp hầu hết chi phí, hiệu quả, có nhiều tùy chọn khi truy cập lớp mạng, giải pháp cáp đồng cấu trúc trên nền tảng BASE-T sẽ tiếp tục thống

Huỳnh Thành Nhân
Theo ICT Today

 

DMCA.com Protection Status


Các bài viết khác

ABB
ACTi
Brother
CommScope
Emerson
Fluke Network
Fredton
Vietrack