Jörgen Janson Marketing Spezialist für Rechenzentren

Präsentation zum Thema: "Jörgen Janson Marketing Spezialist für Rechenzentren"—  Präsentation transkript:

1 Jörgen Janson Marketing Spezialist für Rechenzentren LWL Verkabelungstechnologien verändern die Kommunikation. Lernen Sie, wie Sie Ihren Unterricht verändern können Notes:

2 Agenda Herausforderungen im Netzwerk Überblick der Netzwerk Topologie
Der Vergleich zwischen Kupfer und Glasfaser Die Wahl der Verkabelungsart im Rechenzentrum und deren Auswirkungen auf die Umwelt Die Trends bei der Verkabelung im Rechenzentrum Nützliches zur Glasfaser DAS NETWORK IQ TRAINING

3 Herausforderungen eines Netzwerkausrüsters
LAN Herausforderungen Glasfaserterminierungen am Installationsort Zuverlässigkeit Installations- /laufende Kosten Access/FTTX und Rechen-zentrums Herausforderungen LWL Installation im RZ bei hoher Packungsdichte an Kabeln, in kurzer Zeit Optimale Raumnutzung Reduzierung von Umwelteinflüssen Installations-/laufende Kosten Trends bei Verkabelungs-lösungen Einfache Terminatierung Einfache Installation Zuverlässig/zukunftssicher Ruduzierte Dämpfungs-verluste Weniger Systemausfälle Bandbreitengewinn Umweltbewusster

4 LAN Topologie Rechenzentrum / Data Center Horizontal Backbone
Building Backbone Campus Backbone Campus Backbone Horizontal Backbone Building Backbone Campus Backbone Building Backbone Campus Backbone LAN Topologie Corning Cable Systems veröffentlicht den ersten LWL-Netzwerk Verkabelungs-Design Guide

5 Vorteile des Medienwandels von Kupfer auf Glasfasersysteme

6 Glasfaser versus Kupfer
Medium Distanz ohne Verstärker  Bandbreite Sprachkanäle (per Kupferpaar oder LWL Faserpaar) Std. Kabel-gewicht Std- Kabel Durchmesser Kupfer 2.5km 1.544Mbps (T-1) 24 5200kg/km (400 Paar) 60mm Glas 100+ km 2.5 Gbps + (OC-48) 130kg/km (24 Fasern) 11.6mm LWL Kabel übertragen mehr Informationen über eine deutlich längere Distanz LWL ermöglicht 1000x mehr Bandbreite, auf bis zu 100x längeren Links LWL Kabel sind kleiner und leichter LWL Kabel, die die selbe Informations-Übertragungrate übertragen (Bandbreite) haben nur ca. 1% der Größe und des Gewichts von vergleichbaren Kupferkabeln Traditional voice trunk running T-1 or DS-1 is 1.544Mbps; 24 voice channels at 64kbps each. Max length is 6000feet (1829m) Newer HDSL can carry T1 signal over longer un-repeatered links ft (3.5km)

7 Überlastung durch Verkabelungsdichte – Erforderlicher Platzbedarf bei 10Gbps Systemen
Cat6A UTP ≈ 0.55cm² => 144 Links ≈ 100cm² ANEXT / EMI issues … Cat7 STP ≈ 0.46cm² => 144 Links ≈ 83cm² ANEXT / EMI FO 288f ≈ 2.43cm² => 144 Links < 3,1cm² Loose Tube Cable Vorteile der LWL Verkabelung Verbesserung der Auslastung von Kabelkanälen Weniger Lüftungsstaus in Doppelböden Reduzierte Brandlast / feed through Ø in firewalls Keine Probleme mit Cross-Talk Verkürzte Installation bei neuen und ausgetauschten Links Reduzierter Stromverbrauch in 10G LWL Systemen

8 Überlastung durch Kabel Verpackungsdichte – Anforderungen Rechenzentrum bei 10 Gbps
Höheneinheiten Vergleich bei 144 Port Lösungen Kupfer Verteilerfeld: 144 ports = 6U LWL Verteilerfeld: 144 ports = 4U LWL HD Verteilerfeld: 144 ports = 0.5U 1 copper port = 1 plug (RJ-45) 1 fibre port = 2 single-fibre connectors While copper is limited in port density at 10Gb/s, FO connectivity can go beyond that. However, Looking at HD applications, one finds that it‘s our own anatomy which turns the „High Port Density“ requirement into a „High Port Density“ problem. Large scale improvements can be made, though, using multifibre connectivity – An equivalent of 144 duplex ports can be consolidated into 1U.

9 Vorteile einer Migration auf LWL Leistungsaufnahme bei 10 Gbit über Glasfaser
10Gbps Transceiver Stromaufnahme: mit Kupfer: ≈ 10 W / port - 60W Chassi Leistung + 300W Kühlung mit LWL: ≈ 1 W / Port - 75W Chassi Leistung + 100W Kühlung Reduzierung der Leistungsaufnahme von ca. 18W per Link Die Einsparungen bei 24 Links entsprechen dem Jahresverbrauch eines 1-Familien Haushalts2) 24 converted link saves ~3,7 ton CO2 / year3) => Einsparung 9 W / Port Assumption: 1 link = 2 ports (Send/Rcv) = 2 x 9W = 18W more with copper than fibre Stat. consumption of power for an one family house kWh/ Year Incl. savings in cooling (100% => 24W) Assumption: 4500 kWh / year (4 persons) 1 MWh equal to 0,830 T CO

10 Rohstoffeinsparungen mit LWL Verbindungen
Abbau: Kupferabbau beeinflusst die Umweltzerstörung 100x als bei Glas1) Herstellung: 1km Twisted-Pair Kabel verursacht ca Tonnen an aushüben Bei 1km LWL Kabel sind es ~68.52) kg Kabel Mantel: Kupfer Kabel benötigen ~7,5x mehr petrochemische Kunststoffe als LWL Kabel 1) Schmidt-Bleek „ Der ökologische Rucksack“ – 1984, q.v. Institute f. Climate, Environment and Energy, GmbH, Wuppertal 2) Due to technical gasses and dopants; 48 fibre cable Die weltweit größte Kupfer-Mine: Chile Chuquicamata Tiefe: 1km Ausdehnung: 4,3km x 3km Geplante Tiefe 1,8 km (Untertage) ca Arbeiter

11 Rohstoffeinsparungen mit LWL Verbindungen
Beispiel: 264 Links in einem LAN Gebäude Backbone Kupfer Kabel Gewicht: 60kg/km davon 35,6 kg Kupfer 25,3 kg/Km Kunststoffe (Mantel) benötigt: (264 Kabel mit je 1 Link), 264 x 45m = Gesamtlänge m 11.880m = Gesamtgewicht 712,80kg 160.38t an abgebauten Rohstoffen versus LWL Kabel: 117 kg/km Gesamtgewicht 36,0 kg Glas 81,0 kg/Km Kunststoffe (Mantel) benötigt: (11 Kabel1 mit je 24 Links), 11 x 45m = Gesamt Kabellänge 495m 495m = Gesamtgewicht 57,92kg 0.034t an abgebauten Rohstoffen 1) 48 Faser Kabel

12 Vorteile einer Migration auf LWL Simulation der Effekte der Kabelkühlung
Corning hat die Kühlung in Mittelgroßen Rechenzentren simuliert: Im Vergleich waren 10G Kupfer- vs. 10G LWL-basierte Server/Switches Verbindungen Lighting Room exhaust max: 92.7m3/hr Doppelböden Kaltgänge Beleuchtung 0.4m We have considered some key parametres althought I assume some of you could knock holes in the assumptions but do we agree this is a reasonable assumptions for sae of discussion? Will not be representative for all cases. 6 rows of 9 cabinets  54 cabinets 177m2 floor, 2.9m to ceiling, 0.8m raised floor Mix of switches, “pizza box” servers, blade servers Power consumption balanced across cabinets 3 cold aisles, 4 hot aisles For a given AC(CRAC): 1KW energy generates 3-4Kw out put cooling AND 1KW cooling kills 1KW heat. (Entropy) So 1 KW cooling energy kills 3KW heat.

13 Vorteile einer LWL Migration Platz- und Konstruktionseinsparungen
Reduziert Kabelüberlastungen um ~ 94% Reduziert das Kabelgewicht (z.B. 264 Links) 264 Kupfer Kabel  15,84 kg/m 11 LWL Kabel (48F)  1,29 kg/m Reduziert die Brandlast um ~ 96% Kupferkabel RZ Installation [rm] = runing meter 21 Glasfaserkabel (48F) mit 2,7 kg/rm or 7 Glasfaserkabel (144F) mit 1,3 kg/rm 264 Cu Kabel x 60kg/km running meter = Ein LWL Kabel kann 24 Kupfer Kabel ersetzen

14 Vorteile einer LWL Migration Wärmeverteilung
- Kupfer und LWL Kabel Unterboden-verkabelung Kupfer 10 GBaseT NIC - 2 CRACs Ergebnis: hot spots, höherer Luftdruck erforderlich um für ausreichende Kühlung in den Kupfermodellen zu sorgen Air temperature °C All sources: Corning 2008

15 Vorteile einer LWL Migration: Zusammenfassung der Luftstrom Simulation
10 Gbit over Copper Simulation 2 10Gbit over Fibre Difference Unit Rechnerleistung Verbrauch (inkl. Netwerkleistung) 2,268,840 2,084,880 183,960 [kWhr(elec)/Jahrr] Kühlleistung 567,210 521,220 45,990 [kWhr(elec)/Jahr] Ventilatorenleistung 43,607 37,221 6,386 Gesamtverbrauch 2,879,657 2,643,321 236,336 Gesamtkosten (6p/kWhr) 172,779 158,599 14,180 € / Jahr 196 Tonnen1) weniger CO2 Emissionen/Jahr 3 calc for different fans: Cooling power: Assume ~0.25 cooling watt to eliminate 1 watt heat (chiller coefficient= 1:4) + Fan inside CRAC; not included outside fans A low performance fan changed to better performance fan and changing from copper to fibre, then energy saving can be 5500 to 6500KW. Can use lower perf fans b/c demand for cooling is reduced with FO solution. 5500Kw based on high performance fan 236MWhr/year x 0.83T C02 = 196 Tons C02 Kosteneinsparungen in Höhe von 8% 1) 1 MWh equal to 0,830 T CO2

16 Rechenzentrum

17 Rechenzentrums (DC) - Topologie
Zwei überlappende Netzwerke LAN unterstützt Server zu Server Verbindungen: Ethernet SAN unterstützt Server zu Storage Verbindungen: Fiber Channel Storage Equipment SAN Direktoren Storage Area Main Distribution Area Use this slide to explain: There are (2) networks in the Data Centre – the LAN & the SAN The LAN connects users to servers over Ethernet switches The SAN connects servers to storage devices over Fibre Channel switches Server Farm Area Server Server Area Expansion Main Distribution Area Core Router / Switches

18 Die Notwendigkeit für die strukturierte Verkabelung
Punkt zu Punkt Verkabelung Die Verkabelung beginnt mit einigen wenigen Verbindungen…und so endet es dann meistens... Keine definierten Kabelwege Änderungen werden an den aktiven Komponenten vorgenommen Identifizierung von Konflikten ist schwierig Dadurch wird das Wachstum eingeschränkt Undurchsichtige Verkabelung im Unterboden Server Schränke Storage Switch Schränke

19 Packungsdichte und Kabelüberlastung: Klassische Patch Cord Verkabelung
Cisco 9513, 96f/1U card x 11cards = 1056 fibres (512 ports) Traditionelle Lösung Slide 2:  11 cards x 48 ports = 528 ports (not 512) = 1056 fibres Slide 3:  OK.  Brocade 48K takes max of  8 cards. But picture shows only 6 cards x 48 ports = 288 ports = 576 fibres Slide 4: This pic shows all 8 cards loaded, so 8 x 48 ports = 384 ports = 768 fibres Slide 5: OK  Nexus 7010 takes 8 x 32 port cards = 256 ports = 512 fibres

20 Packungsdichte und Kabelüberlastung: Maßgefertigte EDGE Harness mit UniBoot LC Duplex
Reduziert die Kabelstrecke und damit verbundene Staus um 50% Kürzere Peitschenlängen vermeiden zusätzlich Kabelstaus Konfektionierte LWL-Peitschen ermöglichen ein perfekt installiertes Erscheinungsbild Installationsvorteile ggü. Standardverkabelung 1ST Harness 2nd Harness 3rd Harness … Optimale Lösung! Cisco Nexus 7000 64f / card x 8 cards = 512 fibres

21 Network IQ Neue Lernerfahrungen

22 Theorie und Prinzip von Glasfaseroptik
Sicherheitshinweise Anatomie einer Glasfaser Glasfasertypen Prinzig der Übertragung System Performance Parameter Wellenlänge, Dämpfung und Dispersion Trainingsumgebung

23 Sicherheitshinweise in der Ausbildung
Chemische Sicherheit Isopropyl Alkohol ist feuergefährlich, Flammpunkt = 22 °C, Kann bei Augenkontakt zu Entzündungen führen, Bei Augenkontakt ca. 15 Minuten mit klaren Wasser spülen! Laser Bedienungshinweise: Laserstrahlen sind unsichtbar, ein direktes Hineinsehen verursacht keinen Schmerz, Das heißt, dass sich die Iris nicht freiwillig schließen kann, Infolgedessen ist eine ernsthafte Beschädigung der Retina möglich, Falls eine versehentliche Augenverletzung durch Laserlicht vermutet wird, lassen Sie unverzüglich Ihr Auge bei einem Augenarzt untersuchen! Schauen Sie niemals in das Ende der Faser eines LWL-Steckers oder einer Kupplung ohne sich vorher vergewissert zu haben, das keine Leistung/Power auf dem System vorhanden ist!

24 Sicherheitshinweise Die meisten Lichtquellen haben eine niedrige Leistung und bergen somit keine große Gefahr Lichtquellen mit großer Leistung können die Retina verbrennen! Laser eye burn examples : Different levels of retine burns by different laser sources.. LaserCLASS Information (US classification ANSI – American Nat’l Standards Institute ) Class I lasers - Lasers that are not hazardous for continuous viewing or are designed in such a way that prevent human access to laser radiation. These consist of low power lasers or higher power embedded lasers. (i.e. laser printers) Class II visible lasers (400 to 700 nm) (UK AND EUROPE LEGAL) - Lasers emitting visible light which because of normal blink response. do not normally present a hazard. but would if viewed directly for extended periods of time. (like many conventional light sources). Class IIa visible lasers (400 to 700 nm) - Lasers emitting visible light not intended for viewing. and under normal operating conditions would not produce a injury to the eye if viewed directly for less than 1000 seconds. (i.e. bar code scanners). Some laser pointers are of this class. but very rare. Class IIIa lasers - (USA LEGAL )Lasers that normally would not cause injury to the eye if viewed momentarily but would present a hazard if viewed using collecting optics (fibre optics loupe or telescope). Class IIIb lasers - Lasers that present an eye and skin hazard if viewed directly. This includes both intra-beam viewing and specular reflections. Class IIIb lasers do not produce a hazardous diffuse reflection except when viewed at close proximity. May singe or burn through certain materials. Class IV lasers - Lasers that present an eye hazard from direct. specula and diffuse reflections. In addition such lasers may be fire hazards and produce skin burns. (James Bond's laser watch) gesund zerstörte Hornhaut zerstörte Retina

25 Glasfaser Verarbeitungshinweise
Gebrochene Fasern sind scharf und können in die Haut eindringen, Räumen Sie Faserreste auf, damit sie keine Probleme verursachen, Benutzen Sie eine Pinzette, um Faserreste auf ein Klebeband zu kleben oder in einen Plastikbehälter zu bringen, Bewahren Sie die Reste richtig auf, Benutzen Sie Handschuhe wenn Sie Kabel absetzen

26 Faseranatomie Single-mode Multimode 8μm 125μm 50μm
Kern (Core): Überträgt das Licht Cladding: verhindert den Lichtaustritt Coating: Schützt den Kern & Cladding Coating und Cladding können nicht voneinader getrennt werden 125μm Multimode 8μm or 62.5μm 50μm

27 Fasertypen Multimode: Single-mode:
Erlaubt mehreren Lichtmoden (rays) durch den Kern zu führen Single-mode: Erlaubt nur eine Lichtmode (ray) durch den Kern zu führen

28 System Performance Parameters
Wellenlänge Ist die Eigenschaft des Lichtes, das von einer Lichtquelle ausgestrahlt wird. Die Wellenlänge wird in Nanomtern (nm) gemessen Typische übertragungstechnische Wellenlängen 850 nm (MM) 1300 nm(MM) 1310 nm(SM) 1550 nm(SM)

29 Dämpfungsarten Dämpfung - ein Maß optischen Leistungsabfalls
Zwei Arten der Dämpfung: 1, tatsächliche 2, beeinflußbare - Absorption Macrobending - Scattering (Zerstreuung) - Microbending

30 Quellen erhöhter Dämpfung
Zu starke Kabel- Dehnung Kabelbiegung über Kanten eingeklemmte Kabel Shit happens – muss aber nicht zum Systemausfall führen bevor er entdeckt wird Pinched Fiber zu enge Schleifen

31 Hohe Packungsdichte optimal handhaben
Biegeunempfindliche ClearCurve Faser Praktisch kein Verlust durch Biegung Ermöglich sehr geringe Biegeradien SMF: 5mm (G.652-D, G.657–A,B,”C”) MMF: 7.5mm (keine Standards verfügbar) Für Biegungsanfällige Umgebungen Robuste Kabel ermöglicht Kabe zu tackern Sorglose handhabung Verlegung wie bei Kupfer Tight bends Under load

32 System Leistungsparameter: Dispersion
Dispersion ist die Verbreiterung (Verschiebung) eines Lichtim-pulses, der durch die Faser geschickt wird. Bandbreite wird als die Menge von Informationen definiert, die ein System tragen kann, daß jeder Impuls des Lichtes durch den Empfänger unterscheidbar ist

33 Dispersion - Modal Dispersion
In der multimode Faser durchläuft der Lichtimpuls in verschiedenen Schichten (Moden) Jeder Ball zeigt eine Mode Alle Bälle starten vom gleichen Impuls Modale Dispersion tritt nur in der multimode Faser auf

34 Dispersion – Effekte beim Signal beeinflußt die Qualität der Übertragungsbandbreite
Logische Informationen elektrisches Eingangssignal Übertragenes optisches Signal Empfangenes optisches Signal (mit Dispersion) Elektrisches Ausgangssignal logische information BIT ERROR BIT Fehler

35 Inhalte aus dem Corning Glasfaser- und Kupfertraining
Faser Grundlagen und Sicherheit Kupfer Grundlagen Glasfaserkabel Kupferkabelaufbau Kabeltypen Vorteile geschirrmeter Kabel Kabel abisolieren und reinigen* Kupfer auflegen* Installationsmethoden im Überblick Module und Verteilerfelder UniCam Faserterminierung*, Kupfersysteme und Standards Glasfaser Hardwarekomponenten und Installationsvoraussetzungen Klassen /Kategorien/Erdung Testen und Fehlerbehebung* Fasersysteme und Standards Parameter, Fluke Messung Systemaufbau* *praktische Übung

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37 Programmbestandteile
Train-the-Trainer Weiterbildungen Webinare Werksbesichtigungen Eigene Programmwebseite mit zahlreichen Dokumenten (Videos, Event Informationen, Trainingsanmeldung, Präsentationsmaterial, Bilder, etc.) Newsletter Vor-Ort Unterstützung beim Tag der offenen Tür, Lehrerfortbildung, etc. inkl. Demonstrationen, Glasfaserhandling, UniCam und vieles mehr

38 Unterricht unterstützen durch Poster und Boards

39 Registrierung für das Network IQ Programm
Wie ist die Registrierung möglich? Registrierung direkt am Corning Stand möglich per an Online auf

40 Ihre Ansprechpartner Network IQ Programm Manager Igor Canjko Leipziger Strasse Berlin Phone: CDCDP Jörgen Janson Leipziger Straße Berlin Webseite Network IQ Poster bestellen

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