Big-Data, IoT, KI und weitere neue Technologien sorgen für steigende Anforderungen an Rechenzentren. Hinzu kommt noch der Wunsch nach geringeren Latenzzeiten und die Einführung von 400-/800-GBit/s-Ethernet. Traditionelle Verkabelung kommt hier schnell an ihre Grenzen, vor allem, wenn noch Kupfer zum Einsatz kommt. Rechenzentrumsbetreiber brauchen heute moderne, auf Glasfaser basierende Verkabelungskonzepte, die modular und skalierbar sind. Hans-Jürgen Niethammer, verantwortlich für Business Development und Solution Architect Data Center EMEA bei Commscope, stellt drei Ansätze für Verkabelung der Zukunft vor.
Die Netzwerke innerhalb von Rechenzentren sind dynamische Infrastrukturen, die sich immer wieder an neue Anforderungen anpassen müssen. Zusätzliches Equipment muss installiert und verkabelt werden, Ethernet-Dienste verändern sich im Laufe der Zeit, Bandbreiten steigen. In der Vergangenheit führte das nicht selten zu chaotischen Zuständen auf der Verkabelungsseite mit unübersichtlicher Kabelführung. Zu viele verschiedene Kabel führten zu überfüllten Kabelschächten, was die Kühlung beeinträchtigen kann. Schlechtes Kabelmanagement in den Schränken beeinträchtigt überdies die Bedienbarkeit der Verkabelungs-Infrastruktur. Diese beiden Faktoren führen zu zeitintensiveren Anpassungen, An- und Umbauten sowie Reparaturen. All das treibt die Betriebskosten für Rechenzentren nach oben. Neben den allgemein steigenden Anforderungen sind dies weitere Gründe, um auf moderne Architekturen und Verkabelungskonzepte zu setzen:
Spine-Leaf-Architektur
Traditionelle Netzwerke hatten noch drei Switch-Hierarchien, die hinsichtlich Latenzzeit und Verfügbarkeit modernen Cloud-Ansprüchen nicht mehr genügen. Moderne Spine-Leaf-Netzwerke bestehen dagegen nur aus zwei Switch-Hierarchien und sind speziell auf virtualisierte Cloud-Netzwerke optimiert. Jeder Leaf-Switch ist mit allen Spine-Switches verbunden und in der Regel als Top-of-Rack (ToR) ausgeführt. Dank dieser Parallelanbindung der Leaf-Switches stehen jedem Server am Leaf-Switch mehrere Wege des Datentransportes zur Verfügung, sodass er mit mehreren Servern gleichzeitig kommunizieren kann. Dieses Konzept benötigt allerdings auch wesentlich mehr Glasfaserverbindungen, was bei der Planung von Kabeltrassen und Kabelmanagement berücksichtigt werden muss. Die Verbindungen zwischen Spine und Leaf sind heute hochperformant, also auf mindestens 100 GBit/s ausgelegt, und können somit nicht mehr mit Kupferkabeln umgesetzt werden.
Central-Patching-Location
Eine Central-Patching-Location (CPL) oder auch Crossconnect stellt die Zentrale für alle Glasfaserverbindungen im Rechenzentrum dar und ermöglicht Verbindungen nach dem sogenannten Any-To-Any-Konzeot, also zwischen allen Schränken eines Rechenzentrums. Gegenüber alten, dezentralen Patch-Konzepten sind damit einige Vorteile verbunden. Die Verkabelung mittels CPL ist universell und nicht an eine bestimmte, momentan benutzte Netzwerktopologie gebunden. Außerdem ist die CPL von Anfang an einfach zu dimensionieren und lässt sich während des Betriebs skalieren. Sie muss nicht zwingend in den Netzwerkreihen stehen: Optimal ist die Positionierung der CPL in ungenutzten Flächen im Rechenzentrum, beispielsweise an Wänden oder anderen Freiflächen. Dies ermöglicht mehr Platz für aktive Netzwerkkomponenten in den Reihen. Die Glasfaserverteilergestelle (ODF, Optical Distribution Frame), die normalerweise als CPL eingesetzt werden, müssen Normvorgaben hinsichtlich Kabelmanagement entsprechen. So lassen sich Planung, Installation und Verwaltung der Kabelführung wesentlich vereinfachen.
Modulare Systeme
Durch einen modularen Aufbau können Betreiber von Rechenzentren die Skalierbarkeit und eine lange Lebensdauer ihrer Verkabelung garantieren. Dabei spielen vor allem vorkonfektionierte Glasfasersysteme bestehend aus Patch- und Trunk-Kabeln sowie sogenannten Breakout-Modulen eine Schlüsselrolle. Patchkabel zum Anschluss von Geräten an Patchpanel, Switches oder Server müssen entsprechende Kabelstandards erfüllen, um kompatible und zuverlässige Verbindungen zu gewährleisten.
Trunk-Kabel werden zur Übertragung großer Datenmengen zwischen verschiedenen Netzwerkkomponenten eingesetzt. Sie ermöglichen Hochgeschwindigkeitsverbindungen, die den Datenverkehr zwischen Servern, Switches, Routern und anderen Netzwerkelementen innerhalb des Rechenzentrums sicherstellen. Damit sorgen Trunk-Kabel für eine schnelle und zuverlässige Kommunikation zwischen Geräten und Systemen. Trunkkabel sind mit sogenannten Mehrfaser-Steckverbindern (in der Regel MPO) terminiert und ermöglichen daher die gleichzeitige Verbindung mehrerer Glasfasern. Diese Trunkkabel können zwischen Breakout-Modulen verlegt werden, die die Glasfasern des Mehrfachsteckverbinders in mehrere Duplex-Steckverbinder (in der Regel LC-Duplex) mit je zwei Glasfasern aufteilen. Alternativ werden die Mehrfaser-Steckverbinder direkt mit dem Switch-Interface verbunden. Trunking, also die Bündelung mehrerer Übertragungskanäle zu einer logischen Verbindung, erlaubt die effizientere Nutzung von Netzwerkressourcen und erhöht die Zuverlässigkeit des Netzwerks.
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