Este artículo corresponde a la segunda parte del publicado con el mismo título en CONECtrónica número 140, septiembre 2010, páginas 14 a 16. El orden de las figuras en esta segunda parte es correlativo con el de la primera.

Topologías y cableado de virtualización
Los proveedores de switches Ethernet ofrecen volúmenes de información sobre el diseño de redes para servicios virtualizados. Independientemente de la topología elegida, se darán tres características en relación con la infraestructura de conectividad:

•    El cableado cambiará.
•    El cableado sobrevivirá a muchos activos de computación, almacenamiento y conexiones de red.
•    Los fallos del cableado de red del centro de datos pueden afectar incluso a servicios virtualizados.

Puesto que los servicios virtualizados requieren un replanteamiento de la conectividad del centro de datos, resulta útil reconocer las categorías de cable creadas por las topologías End-of-Row y Top-of-Rack.
En la actualidad, algunos enlaces de dispositivo a switch pueden tener bastante con 1 Gigabit, pero los numerosos alicientes de las tasas de bit superiores hacen que pensar en el futuro sea una sabia inversión. La buena noticia es que existen muchas maneras de admitir tráfico de 10 Gigabits. La Tabla 2 muestra las soluciones de 10 Gigabits más comunes.

•    Twinax: un cable apantallado que se utiliza inicialmente para almacenamiento InfiniBand, Twinax admite tasas de bits altas en distancias modestas. Los cables Twinax resultan caros en configuraciones más extensas y son menos flexibles que los cables de cobre de par trenzado. El cable SFP+ Twinax está terminado con módulos SFP+ compactos en lugar de grandes conectores CX4.

•    Par trenzado sin apantallar de Categoría 6: el IEEE aprobó el estándar 10GBASE-T en 2006 para 10 Gigabits sobre cable de par trenzado, incluidos enlaces UTP de Cat 6 más cortos. 10GBASE-T amplía la estandarización y coste reducido de UTP hasta 10 Gigabits. Es compatible retroactivamente con Cat 5e/100 Mbps y admite todas las funciones de Ethernet. Los latiguillos de Cat 6 para aplicaciones dentro de rack pueden adquirirse preterminados o conectorizarse in situ. La Cat 6 para rack en rack se conectoriza in situ.

•    Par trenzado sin apantallar de Categoría 6A: el aumento de la Cat 6 se reconoció oficialmente en 2008 en la norma TIA 568-B.2-10 que especificaba un rendimiento de cable de hasta 500 MHz y definía requisitos para rendimiento alien crosstalk. Los cables de categoría 6A son más gruesos y costosos que los de categoría 6, pero admiten tráfico de 10 Gigabits hasta 100 metros. Algunos cables de Cat 6A tienen apantallado alrededor de cada par de hilos para el control de interferencias alien crosstalk. Los latiguillos de Cat 6A pueden adquirirse preterminados con conectorizarse in situ. Cat 6A para rack a rack o en centro de datos se conectoriza in situ.

•    Par trenzado apantallado de Categoría 7: aunque se denomina más apropiadamente “Clase F” como se indica en la norma ISO/IEC 11801, el STP de Categoría 7 precede a la Cat 6A y fue diseñado específicamente para aplicaciones de tasa de bits alta. Cat 7 soluciona la interferencia alien crosstalk con un apantallamiento metálico alrededor de cada par de hilos y un apantallamiento para todo el cable. El cable de Cat 7 es la solución de cobre de par trenzado más cara y requiere un paso de instalación adicional para terminar el apantallamiento. La inmunidad al ruido inherente en el apantallamiento de Cat 7 proporciona mejor rendimiento que UTP y teóricamente está más preparada para el futuro. Los cables de Cat 7 no utilizan conectores RJ-45 estándar, por lo que deben conectorizarse in situ.

•    10GBASE-SR: ésta es una opción de fibra común para centros de datos cuando se acoplan con transceptores multimodo de 850 nm. 10GBASE-SR puede implementarse con módulos SFP+ para ahorrar espacio y alimentación de conectores. La distancia máxima para 10GBASE-SR viene determinada por la fibra empleada. La fibra OM1 y OM2 admite 10 Gigabits hasta 80 metros. El cable OM3 más nuevo admite 10 Gigabits hasta 300 metros.

•    10GBASE-LRM: LRM se concibió para tráfico de 10 Gigabits usando láser de 1310 nm en fibra multimodo en largas distancias. La norma IEEE 802.3aq se aprobó en 2006. Los cables son de fibra FDDI dúplex con conectores SC o LC. La fibra para latiguillos puede adquirirse con conectores o se pueden empalmar los conectores in situ. Las fibras para instalaciones de mayor distancia se empalman con conectores in situ.

•    10GBASE-LR: LR es la opción más común en la que se utiliza fibra monomodo. Los cables son de fibra dúplex con conectores SC o LC. La distancia y el coste están directamente relacionados, por lo que los módulos 10GBASE-LR son muy caros. Las numerosas alternativas nuevas convierten a 10GBASE-LR en una elección extravagante para el centro de datos virtualizado, pero continúa siendo una opción viable para redes de campus.

La emergencia de 10GBASE-T
Mientras que el estándar 10GBASE-T fue ratificado en 2006, la adopción por parte del mercado se retrasó a causa de problemas de densidad, calor y consumo de energía que ralentizaron la implementación en switches y tarjetas de interfaz de red. Pero los recientes avances del silicio han solucionado dichos problemas y el lanzamiento de 10GBASE-T está acelerando rápidamente.

Broadcom, líder del mercado en redes para PHY, NIC y switch de silicio, comenzó a suministrar soluciones 10GBASE-T a finales de 2008. En la actualidad, prácticamente cada proveedor de Ethernet suministra un producto con capacidad 10GBASE-T, incluido Cisco® Systems, que anunció compatibilidad 10GBASE-T en enero de 2010. Se espera que los proveedores de servidores adopten interfaces de placas base 10GBASE-T próximamente.
Puesto que 10GBASE-T se ejecuta sobre cobre CAT6/6A/7, puede emplearse en aplicaciones dentro de rack, rack a rack y entre centros de datos. 10GBASE-T tiene la característica única de funcionar bien tanto en topología ToR como EoR. Admite negociación automática de velocidad de transmisión, permitiendo la migración gradual a velocidades de 10 Gigabits. 10GBASE-T no ha sustituido aún a 1GBASE-T como denominador común para la conectividad de red de centros de datos, pero su economía y flexibilidad la convierten en un sustituto probable.

Garantía de éxito: el modelo de referencia de prueba de cables y la certificación
La topología y la economía son los principales determinantes de la conectividad, pero cualquier opción requiere una infraestructura de cable fiable. Aunque el cable es una tecnología pasiva y los proveedores proporcionan garantías, debe tener en cuenta que:

•    Las garantías finalizan.
•    Es probable que la garantía del fabricante no incluya la mano de obra de instalación.
•    La avería de cualquier cable podría significar la interrupción de los servicios.
•    Reparar un problema es siempre más caro que evitarlo.

Para garantizar la correcta prestación de servicios virtualizados, la infraestructura de cables debe estar sujeta a pruebas de certificación. La certificación es una evaluación rigurosa de conectores, instalación y cables realizada antes de poner en servicio la red. El resultado de las pruebas de certificación se compara con estándares del sector, dando como resultado una calificación de “Pasa” o “Fallo” para cada uno de los enlaces. Un enlace que supera la certificación cumple las especificaciones de rendimiento definidas. Los enlaces que no superan la certificación se reparan, habitualmente a cargo del proveedor o instalador de red.

La certificación se centra tradicionalmente en cableado estructurado, pero si se emplea la topología Top-of-Rack, puede incluir latiguillos que se utilizan para cables dentro de rack.

Certificación de cobre
•    Twinax: no existe estándar de prueba para cables Twinax, por lo que no se pueden certificar formalmente.
El usuario de la red no tiene otra elección más que confiar en la garantía del fabricante o tratar los cables Twinax como material desechable.

•    Par trenzado sin apantallar: la certificación Cat 6/6AUTP se realiza en dos fases de prueba: canal y alien crosstalk (ATX). Todos los cables UTP, tanto para aplicaciones dentro de rack, rack a rack y entre centros de datos, deben someterse a la prueba de canal. La prueba de canal certifica trece parámetros definidos por las normas TIA/EIA-568-B e ISO 11801.
Los UTP utilizados para enlaces rack a rack y en centro de datos también deben realizar la prueba de alien crosstalk. Ésta es una prueba de muestra: las normas ISO/IEC sugieren un 1% de los enlaces o 5, el que sea superior. La prueba alien crosstalk garantiza que el acoplamiento cruzado no afecte al rendimiento de la red. El cableado de Cat 6 existente hasta 50 metros de longitud puede volver a certificarse para 10GBASE-T usando los criterios definidos en el boletín de sistemas de telecomunicaciones TIA (TSB) 155.

•    Par trenzado apantallado: la certificación de Cat 7 (denominada también Clase F) es una prueba de canal.

La norma ISO 11801 especifica los límites de parámetros y el rango de frecuencia para esta prueba. Puesto que el cable de Cat 7 no utiliza conectores RJ-45, el comprobador de cable debe incorporar un adaptador que sea compatible con el conector único de cada proveedor.
La configuración para certificar enlaces de cobre se muestra en la Figura 6. Un comprobador de certificación y su unidad remota se conectan en ambos extremos del enlace para realizar todos los aspectos de la certificación.
Es importante documentar los resultados de las pruebas de certificación. Un informe completo, preciso y fácil de comprender sirve para probar que la infraestructura cumple las normas y las especificaciones prescritas por la gestión de centros de datos.
Anteriormente se muestra un informe de prueba de certificación de Cat 6A que indica el rendimiento del enlace en cada parámetro de prueba.

Certificación de fibra
La certificación básica o de nivel 1 para fibra es una prueba de pérdida/longitud realizada con un equipo de comprobación de pérdidas ópticas (“OLTS”). El OLTS mide la pérdida en el enlace de fibra y la compara con un umbral de pérdida basado en la longitud y ancho de banda establecidos por la norma correspondiente, como la TIA-568-C.0, Cableado de telecomunicaciones genérico para instalaciones de clientes. En función de estas medidas, el OLTS muestra una calificación de Pasa o Fallo para dicho enlace. Esta prueba se utiliza para fibra multimodo y monomodo.
Para la certificación de fibra es fundamental un informe de resultados detallado, al igual que para el cobre. En la Figura 9 se muestra un ejemplo.

Si un enlace de fibra no supera la prueba de Nivel 1, es necesario utilizar un reflectómetro óptico en el dominio del tiempo (OTDR) para identificar áreas problemáticas. Un OTDR es un instrumento de resolución de problemas y comprobación de un sólo extremo que realiza una evaluación detallada de cada componente de un enlace de fibra. Un OTDR emite pulsos de luz por la fibra y mide la luz reflejada. Según la intensidad relativa de los pulsos de retorno, se traza la pérdida como una función de longitud de fibra. Esto revela la ubicación de los conectores y los fallos, mide las pérdidas y determina la longitud del enlace.

Un OTDR es una herramienta muy potente para certificar fibra antes de utilizarla. Ofrece la ventaja de medir pérdidas en cada conector y en cada segmento de cable. La Figura 10 muestra un trazado de un OTDR que evalúa la fibra que se está probando.
El resultado “Pasa” evidencia que este enlace de fibra cumple las normas especificadas. Como se ha mencionado previamente, los trazados del OTDR son indispensables para documentar la calidad de la instalación y para solucionar problemas de fibra en caso de un fallo de certificación de pérdida/longitud.

Conclusión
A medida que la virtualización avanza, genera cambios fundamentales en las redes de centros de datos que son inevitables y, en muchos casos, deseables. Para proporcionar un ancho de banda fiable para activos virtualizados y usuarios finales, se empleará 10 Gigabit Ethernet en el centro de datos virtualizado. El uso de 10 Gigabit Ethernet es importante porque es una manera de preparar la red del centro de datos para los próximos años al tiempo que se satisface la necesidad inmediata de compatibilidad con servidores y servicios virtualizados.

10 Gigabit Ethernet puede implementarse mediante una serie de opciones de cobre y fibra. El estándar 10GBASE-T y el nuevo 10GBASE-T de silicio abren las puertas para una implementación rentable de 10 Gigabit Ethernet en todo el centro de datos virtualizado. Independiente-mente de la elección de tecnología de Capa 1, la transición a 10 Gigabit Ethernet requiere previsión, planificación detallada y metodología para pruebas y solución de problemas.

Fluke Networks certifica instalaciones de cable 10-GbE de cobre y fibra con la gama de Broadcom de tecnologías de redes de centros de datos líderes del sector.

Biografía de los autores
-    David Veneski es el director de la unidad de negocio de instalación de comunicaciones de datos de Fluke Networks. Su responsabilidad incluye la gestión y comercialización de productos de todas las soluciones de certificación de cobre y fibra para redes empresariales. Anteriormente, fue ejecutivo de marketing en Cisco Systems, Apple® Computer y Motorola®. David es licenciado por el Instituto Politécnico de Rensselaer y posee un máster de la Universidad de Connecticut.
-    Abhijit Aswath es responsable de productos senior de Broadcom Corporation. Sus responsabilidades incluyen la gestión y comercialización de productos de todo el software para controladores de red de alta velocidad. Dispone de una amplia experiencia en los sectores de almacenamiento, servidores y semiconductores. Abhijit posee una licenciatura de ciencias en redes informáticas y un máster de administración de empresas de la North Carolina State University.

Autores: David Veneski, director de la unidad de negocio de instalación de comunicaciones de datos de Fluke Networks;
y Abhijit Aswath, responsable de productos senior de Broadcom Corporation

Más información o presupuesto