Оптоволоконный кабель для компьютерной сети

Роль оптоволоконных кабелей в компьютерных сетях

Стекло и фотоны превосходят медь и электроны

Волоконно-оптический кабель представляет собой сетевой кабель, который содержит жилы из стекловолокна внутри изолированного корпуса. Они предназначены для высокопроизводительных сетей передачи данных и телекоммуникаций на большие расстояния.

По сравнению с проводными кабелями оптоволоконные кабели обеспечивают более высокую пропускную способность и могут передавать данные на большие расстояния. Волоконно-оптические кабели поддерживают большую часть мировых интернет, кабельного телевидения и телефонных систем.

Как работают оптоволоконные кабели

Оптоволоконные кабели передают сигналы связи, используя световые импульсы, генерируемые небольшими лазерами или светодиодами.

Кабель состоит из одной или нескольких стеклянных прядей, каждая из которых немного толще человеческого волоса. Центр каждой нити называется сердцевиной, которая обеспечивает путь для света. Сердцевина окружена слоем стекла, называемым оболочкой, которая отражает свет внутрь, чтобы избежать потери сигнала и позволяет свету проходить через изгибы кабеля.

Два основных типа оптоволоконных кабелей называются одномодовым и многомодовым оптоволокном. В одномодовом волокне используются очень тонкие стеклянные нити и лазер для генерации света, в то время как в многомодовых волокнах используются светодиоды.

В одномодовых волоконно-оптических сетях часто используются методы Wave Division Multiplexing для увеличения объема трафика данных, который может быть отправлен через цепь. WDM позволяет объединять (мультиплексировать) и затем отделять (демультиплексировать) свет на нескольких разных длинах волн, эффективно передавая несколько потоков связи через один импульс света.

Преимущества оптоволоконных кабелей

Волоконно-оптические кабели обладают рядом преимуществ по сравнению с медными кабелями на большие расстояния.

• Волоконная оптика поддерживает большую емкость. Величина пропускной способности сети, которую может нести оптоволоконный кабель, превышает пропускную способность медного кабеля с аналогичной толщиной. Стандартными являются оптоволоконные кабели с пропускной способностью 10 Гбит/с, 40 Гбит/с и даже 100 Гбит/с.
• Поскольку свет может распространяться на гораздо большие расстояния по оптоволоконному кабелю без потери его прочности, это уменьшает потребность в усилителях сигнала.
• Волокно менее подвержено помехам. Медный сетевой кабель требует специального экранирования для защиты от электромагнитных помех. Хотя это экранирование помогает, недостаточно предотвращать помехи, когда многие кабели соединены вместе в непосредственной близости друг от друга. Физические свойства стеклянных и оптоволоконных кабелей позволяют избежать большинства этих проблем.

Оптоволокно для дома, других развертываний и оптоволоконных сетей

В то время как большая часть оптоволокна установлена ​​для обеспечения междугородных соединений между городами и странами, некоторые провайдеры интернет-услуг в жилом секторе вложили средства в расширение своих оптоволоконных сетей в пригородных районах для прямого доступа домашних хозяйств. Поставщики и отраслевые специалисты называют эти установки «последней мили».

На сегодняшний день на рынке представлены некоторые более известные услуги «волокно на дом», такие как Verizon FIOS и Google Fiber. Эти услуги могут обеспечить гигабитную скорость интернета для каждой семьи. Однако, хотя поставщики также предлагают более низкую стоимость, они также обычно предлагают своим клиентам пакеты с меньшей емкостью. Различные подходы для домашних пользователей следуют из кабельных подходов, часто сокращаемых с помощью неясных сокращений:

• FTTP (оптоволокно в помещение) . Волокно, проложенное до самого здания.
• FTTB (оптоволокно в здание/бизнес/блок) . То же, что и FTTP.
• FTTC/N (Волокно на обочине узла) . Волокно, которое прокладывается к узлу, но затем медные провода завершают соединение внутри здания.
• Прямое волокно : волокно, которое покидает центральный офис и подключается непосредственно к одному клиенту. Это обеспечивает наибольшую пропускную способность, но дороже.
• Общее волокно : аналогично прямому волокну, за исключением того, что, поскольку волокно приближается к помещению ближайших клиентов, оно разделяется на другие волокна для этих пользователей.

Что такое темное волокно?

Термин «темное волокно» (часто пишется как «темное волокно» или «неосвещенное волокно ») чаще всего относится к установленным оптоволоконным кабелям, которые в настоящее время не используются. Иногда это также относится к частным волоконно-оптическим установкам.

Источник

Какие кабели можно встретить в стойке дата-центра?

Приступая к работе в ЦОД, можно легко запутаться в различных типах кабелей, которые используются для соединения и подключения сетевых устройств и серверов. Некоторые из них распространены и в повседневной жизни, а потому хорошо узнаваемы – Ethernet-кабели (с коннекторами RJ-45) и кабели питания (например, с распространенными вилками C13). Но другие, такие как оптические кабели с коннекторами стандарта SFP, LC, SC, силовые с вилкой типа IEC-309 и т. д., известны не так широко.

Если вы проводите какие-либо работы непосредственно в стойке, любая ошибка может стоить дорого – нажата не та кнопка, и клиенты уже в дауне, а любимые и глубоко уважаемые специалисты техподдержки шлют вам тикеты счастья. Даже Uptime Institute в своем исследовании 2021 года отмечает, что в 79% случаев причиной падения серверов в ЦОДах является человеческий фактор. Всё надо делать вовремя – и нажимать кнопки, и менять комплектующие, и переключать кабели…

Так вот о кабелях. Чтобы начать с ними работать, было бы неплохо хотя бы знать, как они выглядят и какие функции выполняют.

Этот материал как раз об этом.

В первую очередь, он будет полезен в роли шпаргалки сотрудникам-стажерам, только начинающим работу с аппаратной частью ИТ-инфраструктуры.

0. Коннектор и кабель

Для начала сразу разберемся, что такое кабель, коннектор и какую роль они выполняют во всей СКС дата-центра.

Кабель и коннектор — это две разные вещи, но они используются вместе для подключения питания устройства или передачи данных от одного устройства к другому.

Коннектор (англ. connector) — это соединительный элемент, который позволяет устанавливать связь между различными устройствами или компонентами. Он состоит из гнезда и штекера, которые вставляются друг в друга, образуя соединение. В случае электрических коннекторов общеприняты термины «розетка» и «вилка» .

Кабель — это провод для передачи данных или электрической энергии.

Можно сказать, что коннектор является интерфейсом между кабелем и устройством, к которому кабель подключается.

Очень часто для идентификации вида кабеля используется, в первую очередь, вид коннектора. Это происходит, потому что коннекторы имеют уникальную форму или размер, что позволяет определить, какой кабель подходит для соответствующего устройства или порта. Кабель нельзя полностью идентифицировать только по коннектору, потому что несколько разных типов кабелей могут использовать одинаковый тип коннектора. Кроме того, некоторые кабели могут иметь более сложные конструкции, которые не могут быть идентифицированы только по коннектору, такие как кабели со встроенными конвертерами сигнала или кабели с дополнительным экранированием для защиты от помех. Тем не менее, в большинстве случаев определять вид кабеля в первую очередь по разъему оправдано.

1. Силовые кабели

Силовые кабели служат, очевидно, для передачи питания от электрического ввода ЦОДа к PDU (power distribution unit, они же серверные розетки), а от PDU – к устройствам в серверных стойках. Проблемы с электропитанием часто появляются из-за неправильной эксплуатации силовых проводов: изначально неправильного подбора кабеля или ошибок в подключении.

При выборе силового кабеля необходимо учитывать несколько важных факторов, таких как:

• Мощность оборудования, которое будет питаться от кабеля. Сечение силового кабеля должно соответствовать максимальной мощности оборудования.
• Длина кабеля. Чем больше расстояние между источником питания и потребителем, тем больше должно быть сечение кабеля, чтобы минимизировать потери напряжения.
• Тип контактов. Необходимо убедиться, что кабель имеет подходящий тип разъемов, чтобы обеспечить надежный контакт.

Рассмотрим несколько наиболее распространенных в индустрии ЦОД силовых коннекторов.

Коннектор IEC-309, он же «груша»

Кабели с коннекторами этого типа обычно используются в дата-центрах для запитывания серверных розеток от сети ЦОДа. Как правило, розетки IEC-309 устанавливаются в стойках или распределительных панелях, а также на стене или полу дата-центра.

Обратите внимание, что вилки «груши» могут отличаться между собой количеством контактов. Это зависит от типа соединения, например, однофазного или трехфазного подключения. Редко когда приходится покупать непосредственно провод с такими вилками, обычно достаточно силовых проводов самих блоков серверных розеток. Тем не менее, в любом случае следует всегда уточнять информацию в спецификациях оборудования, чтобы гарантировать совместимость.

В монтаже таких кабелей не требуется особых действий. Нужно лишь не перекручивать провод и доводить вилку при подключении «до щелчка».

Коннекторы C13, C14, С19 и С20

Провода C13-C14, пожалуй, самые широко распространеные силовые кабели в дата-центрах. Их используют для подключения серверов к PDU, разъем C13 – к серверу, C14 к блоку розеток.

В силу распространенности кабеля разъемы такого формата имеются на самом разном оборудовании, в том числе обладающем блоками питания большой мощности. При подключении кабелей питания малого сечения к серверам большой мощности следует быть особенно осторожным, чтобы избежать перегрева и возгорания кабеля. Лучше сделать выбор в пользу кабеля с большим сечением. Самое распространенное сечение такого кабеля 0,75 мм^2 , но в дата-центре лучше использовать кабели с сечением минимум 1 мм^2, а для мощных блоков питания – с сечением 1,5 мм. Кроме того, следует обращать внимание на ограничение самих разъемов по максимальной силе тока – оно составляет 10А.

Провода с разъемами С19-С20 используются в основном с устройствами, требующими повышенную силу тока. Сам разъем рассчитан на 16А. В основном, это устройства АВР. Ещё на работу с такими кабелями рассчитаны многие устройства компании Cisco.

Нередки случаи, когда провода с разъемами С13, С14, С19 и С20 в гнездо розетки встают недостаточно плотно. Если кабель питания воткнут не до конца, то получившееся соединение будет обладать высоким сопротивлением, провоцирующим нагрев. Сложности добавляет тот факт, что в условиях ЦОДа невозможно определить данную проблему «на слух», как в бытовых условиях – по треску электричества. Нагревающийся провод может повлечь за собой срабатывание стоечного автомата, задымление или возгорание. Всегда проверяйте плотность контакта!

Schuko, он же «обычная вилка», он же «евровилка»

SCHUKO (Шуко) — это стандартный тип электрического розеточного коннектора, который широко используется в Европе. Коннектор SCHUKO имеет 2 контакта и предоставляет возможность для подключения к электрической сети широкого спектра устройств. Провода с использованием такого типа коннектора достаточно широко применяются в дата-центрах для подключения конечного оборудования (серверов, коммутаторов и т. д.) к серверным розеткам соответствующего типа.

Коннектор рассчитан на 16А. Распространены кабели питания как вида C19 — Schuko (выше на фото), так и С13 — Schuko.

В заключение можно добавить две вещи.

Необходимо знать типы разъемов и кабелей, используемых в вашей инфраструктуре. Парадоксально, но довольно часто бывают случаи недопонимания с поставщиками, когда сотрудник ошибается в необходимом типе кабелей, в результате чего в поставке приходит гора совершенно бесполезных в работе проводов.

Второе – следует использовать оптимальные по толщине кабели от зарекомендовавших себя производителей. Избегайте использовать слишком тонкие силовые кабели, как по сечению, так и по толщине оплетки. Да, толстые электрические провода всегда стоят дороже, но здесь лучше переплатить за качество и в результате избежать нагрева и возгораний.

2. Медные кабели передачи данных

Медные кабели широко используются для передачи данных внутри ЦОДа. Они надежны и дешевы. Однако их эффективность может быть снижена при больших расстояниях, и они не всегда могут обеспечить нужную пропускную способность. Сленговое название кабеля для передачи данных (медных и не только) – патч-корд.

Витая пара (кабель RJ-45)

Витая пара — первое, что приходит на ум, когда речь заходит о медных проводах в сетевой инфраструктуре. Это кабель, состоящий из четырех или двух пар медных проводников, которые скручены вместе для того, чтобы уменьшить воздействие электромагнитных помех и снизить потери сигнала.

По стандарту ISO/IEC 11801 выделяется 8 категорий витой пары, для передачи информации в ЦОДах в основном используются кабели категории 5е и выше. Главное различие между категориями – в скорости передачи данных: чем выше категория, тем выше скорость.

Источник