La industria del centro de datos disfruta por todo el mundo de un período sin igual de crecimiento estimulado y de una demanda urgente de rápido proceso y almacenaje de datos, que tiene su origen en muchos factores, incluyendo la penetración de banda ancha, la convergencia de la virtualización, y la alta capacidad informática, por mencionar algunos.

Junto con el aumento de la necesidad de velocidades de transmisión más altas, las demandas  para los centros de datos avanzados están limitadas por la subida de los costes de la energía, la necesidad del control eficiente de temperatura de los equipos, el espacio de utilización disponible y las preocupaciones ambientales.
Eventualmente, las demandas crecientes de ancho de banda requerirán la migración más allá de 10G a 40G y en última instancia a 100G.
En su último informe, “tamaño de mercado para 10G/40G/100G y su pronóstico”, la investigación de Infonetics, una firma de estudios de mercado, menciona que el mercado 10G está en auge y continuará aumentando a medio plazo, “40G está avanzando rápidamente y 100G debería comenzar pronto y despegar  antes de 2013”.
La investigación de Infonetics pronostica una subida anual compuesta (CAGR) del 59% entre 2007 y 2011 para todas las empresas relacionadas con el 40G y su equipamiento de prestación de servicios.

Propuestas del IEEE para estándares 40G y 100GEn un esfuerzo para responder a esas necesidades, el Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (IEEE) creó un grupo de trabajo específico (802.3ba) en enero de 2008 para desarrollar un estándar para las soluciones de Ethernet de las tarifas de datos next-generation 40G y 100G. La parte del 40G casi apoyará una necesidad inmediata en el mercado del centro de datos y el 100G se espera que cubra las necesidades de aplicaciones de informática de altas prestaciones, agregación de red, conmutación de núcleo y enrutamiento.
La petición de autorización de objetivos del proyecto (PAR) abarca actualmente un objetivo para fibra con varios modos de funcionamiento por lo menos de 100 metros sobre la fibra OM3. En una segunda reunión en mayo de 2008, el grupo de trabajo de IEEE 802.3ba adoptó varias recomendaciones de fijar la base para el boceto inicial de los estándares  40G y 100G. El grupo de trabajo eligió la óptica paralela como base para el nuevo estándar, que estima ser concluido para mediados de 2010. Los estándares tienden generalmente a liderar las ventas por tres años así que las ventas para los adoptantes más tempranos se pueden esperar para la segunda mitad de 2013. El considerar que un sistema de cableado estructurado típico se puede utilizar completamente durante quince a veinte años, tiene sentido estratégico y financiero para plantear instalar redes 40/100G hoy.

El último estándar de cableado estructurado para los centros de datos, el EN 50173-5 requiere que todo el cableado siga una arquitectura centralizada que venga cableado del punto de distribución local (armario de equipamiento) de nuevo a un distribuidor principal central (potencialmente a través de un distribuidor de la zona).
El cableado de la fibra desplegado debe ser del grado OM3 como un mínimo y la conectividad debe ser  construida a través de conectores dúplex LC o conectores de alta densidad de MTP o de MPO. Si usted combina los requisitos del EN50173-5 con la propuesta del IEEE 802.3ab para asegurar una transición normal de 10G a 40G y a una eventual 100G, esto puede ser conseguido solamente desplegando un sistema de cableado estructurado de acuerdo con conectividad de alta densidad de MTP entre el distribuidor principal y el punto de distribución local. Esto permitiría el despliegue de un sistema 10G hoy con el uso de MTP - Módulos dúplex LC y una transición posterior a 40 y a 100G usando fibra de conectividad 12 MTP sin la necesidad de reinstalar el nuevo cableado. La migración de 10G a las velocidades de transmisión de datos de Ethernet 40G y 100G puede ser alcanzada solamente con el desarrollo y la puesta en práctica de los sistemas de cableado estructurados basados en: (1) alto-ancho de banda, fibra óptica multimodo láser-optimizada de 50 µm; (2) conectividad modular de alta densidad y (3) transmisión óptica paralela. Solamente tal sistema puede proporcionar la fiabilidad, la manejabilidad, la flexibilidad y escalabilidad necesarias para garantizar una trayectoria normal de la migración a las velocidades de transmisión aumentadas.

Fibra óptica OM3OM3 es el grado mínimo de fibra que es discutida actualmente por el grupo de trabajo de IEEE 802.3ab para las transmisiones en 40G o 100G. Con un núcleo de 50mm y un perfil del índice de refracción optimizados para uso con láseres VCSEL de 850nm, las fibras OM3 pueden alcanzar distancias de los 300m para las transmisiones 10G y una meta de 100m para 40G y 100G. Las pruebas iniciales tienen demostrado que la distancia de aproximadamente 150m puede hacerse con las fibras OM3 con anchos de banda de 2000MHz.km. Si se utilizan fibras OM3 de alto  rendimiento con ancho de banda superior a los 4700MHz.km, se piensa que las longitudes que se pueden alcanzar serán superiores a los 250m utilizando velocidades de transmisión de 100G.
Un estudio reciente en longitudes de acoplamiento en centros de datos ha encontrado que una distancia de 100m cubre el casi 70% de todas las longitudes del centro de datos y los 250m cubrirían el aproximadamente 99% de todos los acoplamientos. No hay actualmente discusiones o propuestas para el uso de una calidad más inferior OM1 o fibras OM2 en el grupo de trabajo IEEE 802.3ae ya que su estructura y anchura de banda serían longitud prohibitiva. Por lo tanto, si un sistema de cableado tiene cualquier posibilidad de hacer frente a la generación siguiente de tecnología, desplegar, como mínimo, una fibra de la alta calidad OM3 es una obligación.

Propuestas de transmisión 40G y 100G
El grupo de trabajo de IEEE 802.3ae está mirando actualmente tres protocolos de transmisión para alcanzar la transmisión 100G:

• MMF OM3 Parallel Space Division Multiplexed (SDM). 
• MMF OM3 2 wavelengh Course Wavelengh Division Multiplexing (CWDM).
• SMF OS2 10 wavelengh Course Wavelengh Division Multiplexing (CWDM).

El primer método utilizará los láseres VCSEL de bajo coste para transmitir 10 señales discretas 10G para señales paralelas bajo 10 fibras separadas y entonces recombinarlas en el final del acoplamiento. Hay muchas ventajas de esta forma, empezando porque es el más barato de los dispositivos y el  más barato para conducir y para refrigerar los láseres. El segundo método transmitirá dos longitudes de onda de 10G cada uno, de 5 fibras que dan una transmisión total de 100G. Este método utilizará tecnología de multiplexación por división de longitud de onda (WDM) más costosa y requiere láseres más discretos que alcancen la misma transmisión 100G. El tercer método transmitirá diez longitudes de onda de 10G cada uno, de una sola fibra que da una transmisión total de 100G. Este método utilizará tecnología de láseres monomodo y de la multiplexación por división de longitud de onda mucho más costosa. Se estima que en el método 2 de 100m es alrededor de un 50% de ganancia sobre el método 1 y el método 3 es aproximadamente un 100% de ganancia. Debido a esto, se espera la tecnología ganadora, utilizará transmisiones paralelas sobre fibra multimodo. Transmitir señales paralelas sobre fibras múltiples no es una nueva tecnología, las transmisiones Infiniband utilizaban transmisiones de 4,  8  y 12 fibras, han estado en existencia desde 1999, desplegadas  principalmente en informática de alto rendimiento y clusters de servidores. Estos dispositivos de transmisión utilizan todos el interfaz del conector de MTP/MPO y tienen transmisores VCSEL en el mismo espacio que las fibras dentro del conector MTP/MPO.

Conectividad de alta densidad y modularAdemás de requisitos de funcionamiento, la selección de conectividad física también juega un papel dominante en proporcionar un camino de  migración para que el despliegue de cableado estructurado apoye arquitecturas de ópticas paralelas. Y en este marco, la opción preferida es redes ópticas de alta densidad, terminados en fábrica de MTP/MPO-redes ópticas basadas en OM3 incluyendo ensamblajes troncales, módulos de desbloqueo y arneses de desbloqueo. Los montajes troncales MTP/MPO no sólo pueden ahorrar hasta el 80% del tiempo de instalación cuando lo comparados con las soluciones ópticas tradicionales pero más importante es que ofrezca la flexibilidad para transmitir señales en serie y paralelas. La conectividad basada en MTP es un factor crítico también. Los conectores de MTP/MPO representan una tecnología sólida y madura capaz de apoyar las transmisiones 40/100G. Igual se aplica al recientemente desarrollado transmisor cuádruple enchufable (QSFP), un módulo óptico paralelo de alta densidad con un conector interfaz de 12 fibras, resultado de un esfuerzo conjunto de varias compañías de telecomunicaciones para definir un estándar, altamente integrado, de transmisor óptico de 4 canales.

Transmisor óptico QSFP
A pesar de la probada garantía y robustez del conector para tratar las velocidades de transmisión de datos de la siguiente generación, cuestiones como el presupuesto total de pérdida del conector asignado para 40/100G, y el máximo índice de ángulo permitido necesitan ser manejados eficientemente para tener un sistema óptico paralelo óptimo. Para reducir al mínimo el efecto de la pérdida total del conector, los fabricantes se esfuerzan en desarrollar sistemas de pulido de fábrica sofisticados para asegurar la precisión más alta y alineación más estrecha necesarias que proporcionen el mejor funcionamiento sobre la condición mecánica y ambiental dada. Pero sin estándares de industria, cada sistema de pulido de cada ensamblador de cable tiene diferencias, dando por resultado geometrías de acabado diferentes.
Aunque el grupo de trabajo IEEE 802.3ba no haya establecido hasta ahora un estándar respecto a posición oblicua óptica para los usos 40/100G (se está discutiendo actualmente pero todavía no se ha adoptado la decisión final), el índice oblicuo óptico es un factor de las transmisiones ópticas paralelas de la mayor importancia. La posición oblicua se puede definir como la diferencia en tiempo de vuelo entre las señales de luz que viajan en diversas fibras. Los fallos de transmisión bajo la forma de latencia y índices de errores de bits son propensas a suceder si el índice oblicuo es demasiado alto, es decir si hay un considerable retardo entre los pulsos ópticos más rápidos y más lentos. En la carencia de estándares, los criterios de la posición oblicua del cable 12X-QDR InfiniBand emergen como la referencia métrica patrón al funcionamiento de la posición oblicua para velocidades 40/100G. 12X-QDR InfiniBand es un protocolo usando la transmisión paralela de la óptica donde 12 fibras transmiten 10G y 12 fibras reciben 10G, para acumular una velocidad de transmisión de datos total de 120G - es exactamente este diseño lo que le hace comparable a la siguiente generación 40.
Las especificaciones 12X-QDR Infiniband, requieren un máximo de 0,75ns de angularidad en el sistema de cableado, incluyendo fibra óptica y conectores MTP/MPO. Hoy en día las arquitecturas ópticas de cable que cumplen los requisitos de angularidad de cable 12X-QDR Infiniband son una prueba futura en el sentido de que son capaces de proporcionar una migración suave a transmisiones ópticas paralelas 40/100G.

Propuesta OM4
La Organización Internacional de Estándares, y la Comisión Técnica Internacional de Electricidad (ISO/IEC), a través de uno de sus grupos de unión (ISO/IEC JTC1 SC25 WG3), propusieron a principios del 2008 la estandarización de la fibra multimodo de alta banda ancha. La nueva categoría provisional de fibra se llamó OM4 y está destinada como soporte de las soluciones Ethernet 40/100G. El objetivo de especificaciones de niveles de rendimiento son significativamente superiores que las normales de OM3: más del doble de ancho de banda, mayor distancia de uso y menores costes de implementación de sistemas (menor número de fibra ópticas paralelas requeridas).
Presumiblemente, OM4 será estandarizada a finales del 2009 y principios del 2010.

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