Jak zwiększyć efektywność połączeń pomiędzy ośrodkami Data Center?

Tradycyjnie centra danych były postrzegane jako instytucje, które nie oferowały firmom dużej elastyczności. Jeśli firma chciała rozszerzyć swoje możliwości w zakresie danych, musiała zainwestować w zakup większej powierzchni serwerowej.

Nie rozwiązywało to jednak problemów związanych z bezpieczeństwem, ponieważ wszystkie dane były przechowywane tylko w jednym miejscu. Wraz z szybkim postępem telekomunikacji można połączyć odległe od siebie centra danych w sposób wszechstronny i ekonomiczny, wykorzystując systemy DWDM.

Pomimo wpływu COVID-19, europejskie centra danych przyciągnęły w pierwszej połowie 2020 roku inwestycje o wartości ok. 23,5 mld funtów - wynika z The Knight Frank Data Centre Report. Dla porównania, w 2019 roku wolumen inwestycji wynosił zaledwie 2 miliardy dolarów. Wzrost jest imponujący, a firmy takie jak Amazon, Facebook i Google nie powiedziały jeszcze ostatniego słowa.

Wraz ze wzrostem wielkości i liczby firm decydujących się na przechowywanie swoich informacji w centrach danych, rośnie zapotrzebowanie na większą przepustowość. Centra danych mogą magazynować jednocześnie dane gigantycznych korporacji, takich jak Google, oraz dane mniejszych firm. Oznacza to, że muszą one spełniać potrzeby klienta, który potrzebuje łączności 1GbE lub 10GbE, oraz międzynarodowej korporacji, wymagającej 100GbE lub nawet 400GbE.

Umiejscowienie filii Data Center w różnych lokalizacjach minimalizuje ryzyko zewnętrznych zagrożeń dla sieci klientów, a także zwiększa możliwości tworzenia kopii zapasowych. Ponadto obsługa danych wrażliwych wymaga użycia silnych protokołów szyfrowania z rygorystycznymi zasadami dostępności.

Przepustowość, odległość i bezpieczeństwo – na te wszystkie wyzwania operatorów centrów danych odpowiedzią są systemy zwielokrotnienia falowego xWDM (Wavelength Division Multiplexing). Umożliwiają one zwielokrotnienie wielu transmisji i przesłanie ich za pomocą pojedynczej infrastruktury światłowodowej, co w konsekwencji pozwala na efektywniejsze wykorzystanie medium i sprostanie potrzebom małych i dużych klientów.

CWDM czy DWDM?

Tradycyjnym rozwiązaniem stosowanym przez centra danych jest Coarse Wavelength Division Multiplexing (CWDM), czyli wygodna i tania technologia umożliwiająca połączenie do 18 kanałów na jednej parze włókien. Pozwala to na wydajne działanie na dystansie do 40 kilometrów.

CWDM ma jednak swoje ograniczenia. Zwiększając odległość do 80 kilometrów między filiami Data Center, musimy liczyć się z tym, że prawidłowo funkcjonować będzie tylko 8 kanałów. Kanały są przesyłane jednocześnie przez jeden światłowód, przy czym odległość między centralną długością fali każdego kanału wynosi 20 nanometrów. Ze względu na to, system CWDM nie może być wzmacniany. Mała liczba kanałów ogranicza również szybkość transmisji danych do około 10 Gigabit Ethernet i 16Gb Fibre Channel.

W przeciwieństwie do CWDM, w systemach DWDM możemy użyć wzmacniaczy optycznych, dlatego wykorzystuje się je do przesyłania danych na znacznie większe odległości, nawet kilku tysięcy kilometrów. DWDM jest w stanie działać na od 40 do 160 oddzielnych długościach fal.

Aby obsłużyć 48 kanałów dla siatki 100 GHz, należy zachować odstęp 0,8 nanometra, natomiast odstęp pozwalający uzyskać 96 kanałów dla siatki 50 GHz wynosi 0,4 nanometra. Oznacza to, że przez jedno włókno można przesyłać ogromne ilości danych, przy czym każdy kanał może mieć prędkość 400 Gb/s, a na parę włókien przypadają 64 kanały.

Kolejną zaletą DWDM jest to, że sieci są przenoszone na odrębnych długościach fal, a kanały nie zakłócają się wzajemnie, co oznacza, że mogą wykorzystywać różne formaty danych i być przesyłane z różnymi prędkościami. Ta cecha jest niezbędna do zachowania integralności danych i zapewnienia wszelkich podziałów związanych z bezpieczeństwem, gdy w tym samym centrum danych znajduje się wielu najemców.

Podsumowując, technologia DWDM jest lepszym rozwiązaniem dla transmisji danych o dużej przepustowości i łączności długodystansowej. Zastosowanie może również znaleźć w gęsto rozlokowanych centrach danych, zwłaszcza u dostawców usług w chmurze hiperskalowej lub dostawców usług kolokacji.

Data Center Interconnect (DCI)

Data Center Interconnect (DCI) to technologia łącząca centra danych ze sobą na krótkich, średnich i długich dystansach z wykorzystaniem połączeń o wysokich przepustowościach.

Aby osiągnąć skuteczną strategię DCI, firmy mogą zdecydować się na wykorzystanie muxponderów. Na przykład muxponder PL-4000M firmy PacketLight zapewnia przepustowość 400G na pojedynczej długości fali w obudowie 1U. Współpracuje z modułami koherentnymi 400G CFP2-DCO do zastosowań metropolitalnych i długodystansowych. Po stronie klienckiej natomiast wspiera 25/100/400Gb Ethernet jak również 16/32G Fibre Channel. Bezpieczeństwo transmisji zapewnia szyfrowanie optyczne w warstwie pierwszej (GCM-AES-256) wykorzystujące wymianę klucza Diffie-Hellmana.

Jednak dla dużych korporacji, które wymagają łączności na jeszcze większe odległości, bardziej odpowiednią opcją jest zastosowanie portów QSFP+/QSFP28. Instalując rozwiązanie transportowe bezpośrednio w takich urządzeniach, użytkownicy mogą wyeliminować dodatkowy sprzęt i znacznie obniżyć koszty wdrożenia i utrzymania sieci.

Rozwiązanie QSFP28 DWDM opiera się na zaawansowanej modulacji impulsowo-amplitudowej, dzięki czemu zapewnia przepustowość do 4 TB/s na jednym włóknie i ułatwia połączenie centrów danych znajdujących się w odległości nawet 120 km. Dużą zaletą tego rozwiązania jest fakt, że moduły są instalowane bezpośrednio w urządzeniach sieciowych, a ich sygnał trafia od razu na multipleksery. Dzięki takiemu podejściu firmy mogą dysponować ekonomicznym, a zarazem skalowalnym rozwiązaniem.

Aby uruchomić QSFP28 DWDM potrzebne będą odpowiednie multipleksery, wzmacniacze optyczne oraz kompensatory dyspersji chromatycznej. Jest to jednorazowa inwestycja. Niedawna analiza przeprowadzona przez ACG Research wykazała, że zastosowanie modułów optycznych QSFP28 DWDM instalowanych bezpośrednio w urządzeniach sieciowych, pozwala użytkownikom zaoszczędzić od 58 do 67 procent na całkowitym koszcie posiadania (TCO) modułów optycznych, w porównaniu z transmisją pomiędzy centrami danych znajdującymi się w odległości do 80 km. Zapewnia to firmom szybki zwrot z inwestycji, dając jednocześnie możliwość skalowania.

Przykładowo, aby uruchomić kolejne 39 kanałów transmisji 100 Gb/s, menedżerowie centrów danych muszą jedynie zastosować odpowiednie moduły optyczne.

Port QSFP+/QSFP28 nie tylko zmniejsza koszty, ponieważ zajmuje minimalną ilość miejsca w szafie, ale także obniża zużycie energii na przesyłany bit. Dzięki temu idealnie nadaje się do łączenia centrów danych na duże odległości.

Współczesne centra danych wymagają nowoczesnych i zaawansowanych rozwiązań. Nie są już postrzegane tylko jako miejsca do przechowywania danych, ale coraz częściej jako realne rozwiązanie do skalowania przedsiębiorstw i poprawy zadowolenia klientów poprzez oferowanie im bezpiecznego i łatwego dostępu do ich danych. Wyższe prędkości, większa pojemność kanałów i większe odległości sprawiają, że DWDM to idealna technologia do łączenia centrów danych.

Chcesz dowiedzieć się więcej o rozwiązaniach DWDM oferowanych przez Salumanus? Napisz do nas: sales@salumanus.com

‍