10Gbase-T: come il cablaggio in rame cambierà i datacenter

F.L. -

26 Novembre 2012

Valeva la pena attendere la nuova generazione di cavi. Ce lo spiega Valerie Maguire di Siemon.

Per la tecnologia 10Gbase-T un’attesa lunga sei anni dalla pubblicazione dello standard non è stata un buon inizio, avendo portato a dubbi e cinismo.
Lo pensa Valerie Maguire, Director of Standards and Technology di Siemon, che ci spiega perché invece valeva la pena attendere e perché crede che questa sia l’alba del futuro del rame.

L’attesa per il 10Gbase-T, dice Maguire, ha creato l’errata percezione che questo protocollo sia il massimo raggiungibile dagli apparati e dal cablaggio in rame. In realtà l’allungamento dei tempi di commercializzazione è dovuto alla recessione economica e, soprattutto, al desiderio di integrare all’interno di questa nuova tecnologia significativi miglioramenti dell’efficienza energetica.
Ora che questo è possibile, le soluzioni 10Gbase-T inizieranno a decollare.

Maguire prevede che saranno disponibili sul mercato almeno 20 nuove piattaforme (ad esempio, switch, server e Nic) basate su dispositivi 10Gbase-T Phy.
Un avanzato processo litografico riduce l’utilizzo di energia, le dimensioni della scheda e i costi. Probabilmente questi progressi spiegano la previsione di The Linley Group, secondo cui oltre 2,7 milioni di porte 10Gbase-T Phy potrebbero essere consegnate a fine 2012 (notevole incremento rispetto alle 182.000 porte del 2011).
The Linley Group prevede diversi tipi di applicazioni 10 Gb/s Ethernet nei prossimi anni e si aspetta che il 10Gbase-T raggiungerà una quota di mercato dominante nel 2014.

Il vantaggio del rame

Secondo Maguire 10Gbase-T e il cablaggio a coppie in rame offrono vantaggi unici. Con la significativa riduzione dei costi e della dissipazione di energia consentite dai nuovi sistemi a 40nm, e le ulteriori riduzioni consentite dai dispositivi a 28nm previsti per il 2013, i datacenter manager possono sfruttare i vantaggi offerti dalla tecnologia:

• interoperabilità con tecnologie Ethernet tradizionali più lente tramite autonegoziazione

• facilità di installazione e uso di un cablaggio e di interfacce di connessione familiari

• flessibilità delle topologie di cablaggio strutturato a 4 connettori, 100 metri, che supportano aggiunte, spostamenti e modifiche nelle LAN e nei data center

• capacità di supportare Power over Ethernet (PoE e PoE Plus)

L’interoperabilità con i precedenti dispositivi Ethernet tramite autonegoziazione è di particolare importanza poiché consente una crescita graduale nei datacenter.
Anziché richiedere un aggiornamento completo a 10 Gb/s di server e switch, necessario invece per i sistemi Ethernet non dotati di tale caratteristica che trasmettono su fibra ottica o con connessione diretta come Sfp+, i dispositivi di rete 10Gbase-T supportano la trasmissione 10 Gb/s dei nuovi server e possono anche scendere a velocità di 1 Gb/s (o inferiori) per supportare i server di vecchia generazione.

In tal modo i datacenter potranno implementare un’architettura di commutazione a prova di futuro.
Uno switch 10Gase-T già oggi può comunicare in maniera efficace con i server tradizionali a 1 Gb/s e 100 Mb/s e consentire l’introduzione di server 10 Gb/s, quando necessario e quando supportato dai budget futuri.

Un chip per la crescita

Si ritiene che un altro catalizzatore per l’adozione di 10Gbase-T sarà l’introduzione dei chip Lan-on-Motherboard (Lom). Già disponibile quest’anno, la soluzione consentirà ai produttori di server l’implementazione della tecnologia di auto-negoziazione direttamente negli apparati.
Le implicazioni di questo sviluppo sono profonde, in quanto per la prima volta i server saranno pre-configurati con connessioni Ethernet in grado di negoziare velocità di 100 Mb/s, 1 Gb/s, o 10Gb/s in funzione delle possibilità degli altri dispositivi presenti in rete.
Il datacenter manager deve essere pronto per questo sviluppo, implementando switch 10Gbase-T che possano sfruttare la completa capacità del server al quale sono collegati.

Meno energia

I dispositivi a 40 nm disponibili oggi dissipano meno di 4W per porta, i dispositivi a 28nm disponibili nel corso del 2013 si prevede dissiperanno meno di 2,5W per porta!
Protocolli speciali potranno migliorare ulteriormente la dissipazione energetica di 10Gbase-T.
Oltre alle riduzioni consentite dai progressi tecnologici dei semiconduttori, i sistemi Base-T, e i sistemi 10Gbase-T in particolare, possono sfruttare alcuni esclusivi algoritmi basati su standard che sfruttano la natura del traffico per ridurre ulteriormente la dissipazione.

In particolare, le opportunità per migliorare l’efficienza si presentano quando i dispositivi di rete sono inattivi, sia per lunghi periodi di tempo sia per periodi di tempo molto brevi, con le nuove tecnologie come Wake-on-Lan (WoL), Energy Efficient Ethernet (EEE), e la modalità 10Gbase-T Short Reach.

10Gbase-T è l’applicazione 10 Gb/s Ethernet più economica. Se distanza, consumo energetico e compatibilità con i dispositivi precedenti sono considerazioni importanti nella selezione dei supporti, la maggior parte dei progettisti sanno che i costi influenzano in modo significativo il processo di decisione.

La verità, per Maguire, è che 10Gbase-T offre più vantaggi e flessibilità rispetto alle altre applicazioni 10 Gb/s a un prezzo più conveniente.
La scelta più economica per la trasmissione a 10 Gb/s consiste in apparati di rete 10Gbase-T e cablaggio a copie in rame di categoria 6A Utp, 6A F/Utp, o 7A S/Ftp.

Questo vantaggio economico spingerà l’adozione di 10Gase-T.

L’interesse per velocità superiori a 10 Gb/s su cablaggio twisted-pair equilibrato in rame sta crescendo.
La conferma più significativa che le applicazioni Ethernet Base-T hanno un ottimo futuro, per Maguire, è il crescente interesse nel cablaggio di prossima generazione. Q
uesto supporto sarà specifico per applicazioni su coppie bilanciate in rame successive a 10Gbase-T.
Poiché le applicazioni Ethernet per le dorsali Lan e i datacenter core hanno sempre preceduto le specifiche Ethernet per le distribuzioni orizzontali nelle Lan e i datacenter edge, è facile scommettere che la velocità della prossima generazione Ethernet in rame sarà 40 Gb/s, per potere interagire con gli apparati di rete in fibra ottica e i backplane Ethernet 40 Gb/s conformi Ieee 802.3ba4.

Inoltre, fa osservare Maguire, nel corso dei meeting estivi di Ieee 802.3 a San Diego, è stato costituito un nuovo Gruppo di studio per studiare un’applicazione Ethernet Base-T Prossima generazione su coppie in rame.

Per tutti questi motivi, secondo Maguire, valeva dunque la pena attendere 10Gbase-T: mentre il cablaggio a coppie in rame pronto per 10 Gb/s è disponibile da tempo, è stato necessario attendere a lungo che gli apparati 10Gase-T arrivassero sul mercato. L’attesa è terminata: gli apparati di rete 10Gbase-T offrono una maggiore portata e flessibilità rispetto a qualsiasi altra soluzione 10 Gb/s in rame, e sono un’ottima alternativa alle soluzioni 10 Gb/s in fibra ottica se la lunghezza dei canali installati è inferiore a 100 metri.

Quest’anno, osserva Maguire, i datacenter e Lan manager che hanno avuto la lungimiranza di installare un cablaggio a coppie in rame 10 Gb/s pronto per Ethernet nelle proprie reti sono pronti a capitalizzare le caratteristiche di negoziazione e riduzione energetica di 10Gbase-T e iniziare un aggiornamento graduale di server e switch per diminuire la congestione della rete e aumentarne la capacità.