Guía de soluciones de cableado Spine-Leaf para IDC: Transceptores vs cables DAC vs cables AOC

La arquitectura de red Spine-Leaf es una nueva arquitectura de topología de centro de datos. A diferencia de la arquitectura tradicional de 3 capas, la arquitectura Spine-Leaf consta de dos capas, una spine y una leaf. La solución de cableado de red predominante incluye cable de conexión directa (DAC), cable óptico activo (AOC) y transceptor óptico + cable de fibra óptica. Es importante elegir un sistema de cableado adecuado para la arquitectura de red. Este artículo indicará qué solución es adecuada para partes específicas de la arquitectura Spine-Leaf.

¿Por qué es importante la arquitectura de red Spine-Leaf?

La arquitectura de red tradicional de switches de los centros de datos adopta una arquitectura de red de tres capas, es decir, núcleo-agregación-acceso, como se muestra en la figura 1. Según la arquitectura tradicional de 3 capas, la comunicación entre dos switches de acceso puede necesitar tres switches de la capa agregación-núcleo-agregación, lo que no es adecuado para centros de datos virtuales a gran escala. 

El flujo de datos del centro de datos que se gestiona es cada vez mayor, lo que requiere menor latencia, mayor ancho de banda, una implementación más rápida y mayor escalabilidad para los sistemas de red. Así surge la arquitectura de red Spine-Leaf, que es la primera opción para la construcción de centros de datos de Internet. A diferencia de la arquitectura tradicional de 3 capas, la arquitectura de red Spine-Leaf adopta una arquitectura de red de 2 capas, estableciendo enlaces entre todos los switches de acceso (switches Leaf) y los switches de agregación (switches Spine), como se muestra en la figura 1. Con la arquitectura anterior, dos switches de acceso cualesquiera dentro del centro de datos permiten la comunicación directa sin switches intermedios. Además, hay suficiente ancho de banda para garantizar una comunicación efectiva entre cada switch de acceso y switch de agregación. Asimismo, la arquitectura Spine-Leaf es más adecuada para la expansión del centro de datos mediante la interconexión de diferentes redes Spine-Leaf para realizar fases dinámicas y construir el centro de datos de Internet según la demanda.

Figura 1 - Arquitectura de red tradicional de 3 capas frente a arquitectura Spine-Leaf de 2 capas

Solución de cableado de arquitectura Spine-Leaf: transceptor vs cable DAC vs cable AOC

Comparación de distancias admitidas: transceptor vs cable DAC vs cable AOC

La velocidad de red actual ha alcanzado los 400Gb/s; se puede predecir que los datos Ethernet alcanzarán los 800Gb/s o incluso 1.6Tb/s en las próximas décadas. En los enlaces de larga distancia de redes Spine-Leaf y Spine-Core Spine, los transceptores combinados con una solución de cable de fibra siguen siendo la primera opción, ya que esta solución tiene una clara ventaja en la distancia de transmisión. Según la norma ISO 11801,   la distancia admitida es de hasta 2km sobre fibra monomodo (SMF), de hasta 300m a 400m en Ethernet 10G, y de hasta 100m a 150m en Ethernet 40G/100G sobre fibra multimodo (MMF).

En cuanto al Cables de conexión directa (cables DAC) y Cables ópticos activos (cables AOC) solución de cableado, IEEE especifica que los cables DAC admiten una distancia de hasta 7m a una velocidad de datos de 400Gb/s, mientras que la solución de cableado AOC admite hasta 30m. Por lo tanto, tanto la solución de cableado DAC como la AOC son adecuadas cuando la longitud del enlace está dentro de 5m, mientras que la solución de cableado AOC es más aplicable en longitudes de enlace de 5m a 30m.

Comparación de costos: transceptor vs cable DAC vs cable AOC

La Tabla 1 muestra la comparación de precios entre las soluciones de cableado DAC, AOC y con transceptores de la empresa QSFPTEK. Se observa claramente que los sistemas de cableado DAC y AOC tienen una ventaja clara en comparación con los sistemas de cableado con transceptores y fibra en diversas velocidades de datos. Entre las tres soluciones de cableado, la solución de cableado DAC tiene el costo más bajo, que es solo aproximadamente entre el 20 y el 40 por ciento de los sistemas de cableado con transceptores en la transmisión a diversas velocidades de datos. En consecuencia, en un enlace de corta distancia dentro de los switches Top-of-Rack (ToR) y el servidor de una arquitectura de red Spine-Leaf, las soluciones de cableado DAC y AOC permiten ahorrar más costos.

Tabla 1 - Costos de la solución de cableado QSFPTEK: transceptor vs DAC vs AOC

* La solución de cableado de transceptores incluye dos transceptores y un cable de fibra.

* El precio de las tres soluciones de la tabla anterior se basa en una longitud de enlace de 3 m.

Comparación de consumo de energía: transceptor vs cable DAC vs cable AOC

El consumo de energía siempre es uno de los problemas más preocupantes en la industria. El mayor gasto de la operación y el mantenimiento de los centros de datos de Internet es el gasto eléctrico. La Tabla 2 muestra el consumo de energía de las soluciones de cableado DAC, AOC y con transceptores. Dado que las arquitecturas de red Spine-Leaf actuales son principalmente de 10 Gb/s y 25 Gb/s, según la tabla siguiente se puede observar que la solución de cableado DAC y AOC es una mejor opción que la solución con transceptores.

Tabla 2 - Consumo de energía de la solución de cableado QSFPTEK: transceptor vs DAC vs AOC

Comparación de fiabilidad y compatibilidad: transceptor frente a DAC frente a AOC

En cuanto a la fiabilidad, dado que la solución de cableado con transceptores necesita conectar el conector de fibra a la interfaz del dispositivo y mantener limpia la cara del extremo de la fibra óptica, las soluciones de cableado DAC y AOC existentes con patrones de groupware son más fiables que las soluciones de cableado con transceptores.

En cuanto a la compatibilidad, los transceptores disfrutan de una mejor compatibilidad que los cables DAC y AOC, ya que estos últimos adoptan módulos transceptores preensamblados de terceros y necesitan realizar pruebas de compatibilidad según los dispositivos de marca específicos.

Conclusión

A partir de las diferencias mencionadas entre la solución de cableado de fibra con transceptores y las soluciones DAC y AOC, combinando las características y los requisitos de las diferentes partes de los enlaces de red Spine-Leaf, cómo elegir una solución de cableado adecuada puede resumirse de la siguiente manera:

a. En la red troncal de la arquitectura de red Spine-Leaf, debido a su transmisión de larga distancia y alta demanda de compatibilidad, se sugieren transceptores combinados con una solución de cableado de fibra.

b. En los enlaces de corta distancia dentro de 7 metros entre switches Leaf/switches ToR y servidores, se sugiere el cable DAC por sus ventajas de costo y consumo de energía. Cabe destacar que las estructuras de cable DAC con cable de cobre Twinax coaxial blindado dan como resultado un cable grueso y voluminoso, por lo que no son adecuadas para implementaciones de servidores de alta densidad.

c. En enlaces de ramificación Spine-Leaf de corta distancia dentro de 30 metros y enlaces entre switches Leaf/ToR y servidores de más de 7 metros, se sugieren cables AOC. En comparación con los cables DAC, los cables AOC estructurados con cable de fibra son más delgados y ligeros, lo que resulta más adecuado para implementaciones de servidores de alta densidad.

Si tiene alguna duda sobre la solución de cableado para centros de datos,  le invitamos a visitarnos QSFPTEK.COM y consulte a través de [email protected].