Guide de solution de câblage Spine-Leaf IDC : émetteurs-récepteurs vs câbles DAC vs câbles AOC

L’architecture réseau Spine-Leaf est une nouvelle architecture topologique de centre de données. Différente de l’architecture traditionnelle à 3 couches, l’architecture Spine-Leaf se compose de deux couches, une spine et une leaf. La solution de câblage réseau courante comprend le câble à connexion directe (DAC), le câble optique actif (AOC) et l’émetteur-récepteur optique + câble à fibre optique. Il est important de choisir un système de câblage adapté à l’architecture réseau. Cet article indiquera quelle solution convient aux parties spécifiques de l’architecture Spine-Leaf.

Pourquoi l’architecture réseau Spine-Leaf est-elle importante ?

L’architecture réseau traditionnelle des commutateurs de centres de données adopte une architecture réseau à trois couches, à savoir cœur-agrégation-accès, comme illustré à la figure 1. Basée sur l’architecture traditionnelle à 3 couches, la communication entre deux commutateurs d’accès peut nécessiter trois commutateurs des couches agrégation-cœur-agrégation, ce qui ne convient pas aux centres de données virtuels à grande échelle. 

Le flux de données traité par le centre de données est de plus en plus volumineux, ce qui exige une latence plus faible, une bande passante plus élevée, un déploiement plus rapide et une évolutivité accrue des systèmes réseau. C’est ainsi qu’apparaît l’architecture réseau Spine-Leaf, qui constitue le premier choix pour la construction des centres de données Internet. Contrairement à l’architecture traditionnelle à 3 couches, l’architecture réseau Spine-Leaf adopte une architecture réseau à 2 couches, établissant des liaisons entre tous les commutateurs d’accès (commutateurs Leaf) et les commutateurs d’agrégation (commutateurs Spine), comme le montre la figure 1. Avec l’architecture ci-dessus, deux commutateurs d’accès quelconques au sein du centre de données peuvent communiquer directement sans aucun commutateur intermédiaire. De plus, la bande passante est suffisante pour garantir une communication efficace entre chaque commutateur d’accès et commutateur d’agrégation. En outre, l’architecture Spine-Leaf est plus adaptée à l’extension des centres de données en interconnectant différents réseaux Spine-Leaf afin de réaliser dynamiquement des phases de construction du centre de données Internet selon la demande.

Figure 1 - Architecture réseau traditionnelle à 3 couches vs architecture Spine-Leaf à 2 couches

Solution de câblage pour architecture Spine-Leaf : émetteur-récepteur vs câble DAC vs câble AOC

Comparaison des distances prises en charge : émetteur-récepteur vs câble DAC vs câble AOC

Le débit réseau actuel a atteint 400Gb/s, on peut prévoir que les données Ethernet atteindront 800Gb/s, voire 1.6Tb/s, dans les décennies à venir. Dans les liaisons longue distance des réseaux Spine-Leaf et Spine-Core Spine, les transceivers associés à une solution de câble fibre restent le premier choix, cette solution présentant un avantage net en matière de distance de transmission. Selon la norme ISO 11801,   la distance prise en charge peut atteindre 2km sur fibre monomode (SMF), jusqu’à 300m à 400m en Ethernet 10G, et jusqu’à 100m à 150m en Ethernet 40G/100G sur fibre multimode (MMF).

Quant au Câbles à connexion directe (câbles DAC) et Câbles optiques actifs (câbles AOC) solution de câblage, IEEE spécifie que les câbles DAC prennent en charge une distance allant jusqu’à 7m à un débit de données de 400Gb/s, tandis que la solution de câblage AOC prend en charge jusqu’à 30m. Ainsi, la solution de câblage DAC ou AOC convient lorsque la longueur de liaison est inférieure ou égale à 5m, tandis que la solution de câblage AOC est plus adaptée aux longueurs de liaison de 5m à 30m.

Comparaison des coûts : émetteur-récepteur vs câble DAC vs câble AOC

Le tableau 1 présente une comparaison des prix entre les solutions de câblage DAC, AOC et à émetteur-récepteur de la société QSFPTEK. On constate clairement que les systèmes de câblage DAC et AOC bénéficient d’un avantage net par rapport aux systèmes de câblage à émetteur-récepteur et fibre à différents débits de données. Parmi les trois solutions de câblage, la solution de câblage DAC présente le coût le plus bas, qui ne représente qu’environ 20 à 40 % de celui des systèmes de câblage à émetteur-récepteur pour la transmission à différents débits de données. Par conséquent, dans une liaison courte distance entre les commutateurs Top-of-Rack (ToR) et le serveur d’une architecture réseau Spine-Leaf, les solutions de câblage DAC et AOC permettent de réduire davantage les coûts.

Tableau 1 - Coûts de la solution de câblage QSFPTEK : émetteur-récepteur vs DAC vs AOC

* La solution de câblage par émetteurs-récepteurs comprend deux émetteurs-récepteurs et un câble fibre.

* Le prix des trois solutions dans le tableau ci-dessus est basé sur une longueur de liaison de 3m.

Comparaison de la consommation électrique : émetteur-récepteur vs câble DAC vs câble AOC

La consommation d’énergie est toujours l’un des sujets les plus préoccupants du secteur. La plus grande dépense liée à l’exploitation et à la maintenance des centres de données Internet est la dépense d’électricité. Le tableau 2 présente la consommation d’énergie des solutions de câblage DAC, AOC et à émetteurs-récepteurs. Comme les architectures réseau Spine-Leaf actuelles sont principalement en 10 Gb/s et 25 Gb/s, le tableau ci-dessous permet de constater que les solutions de câblage DAC et AOC constituent un meilleur choix que les solutions à émetteurs-récepteurs.

Tableau 2 - Consommation électrique de la solution de câblage QSFPTEK : émetteur-récepteur vs DAC vs AOC

Comparaison de la fiabilité et de la compatibilité : émetteur-récepteur vs DAC vs AOC

En matière de fiabilité, comme la solution de câblage avec transceiver doit connecter le connecteur de fibre à l’interface de l’appareil et maintenir propre la face d’extrémité de la fibre optique, les solutions de câblage DAC et AOC existant sous forme de groupware sont plus fiables que les solutions de câblage avec transceiver.

En ce qui concerne la compatibilité, les émetteurs-récepteurs offrent une meilleure compatibilité que les câbles DAC et AOC, car ces derniers adoptent des modules émetteurs-récepteurs préassemblés tiers et nécessitent d’effectuer des tests de compatibilité en fonction des appareils de marque spécifiques.

Conclusion

À partir des différences mentionnées entre la solution de câblage fibre avec émetteurs-récepteurs et les solutions DAC et AOC, en combinant les caractéristiques et les exigences des différentes parties des liaisons réseau Spine-Leaf, le choix d’une solution de câblage adaptée peut se résumer comme suit :

a. Dans le cœur de l’architecture réseau Spine-Leaf, en raison de sa transmission longue distance et de ses exigences élevées en matière de compatibilité, il est recommandé d’utiliser des transceivers adaptés à la solution de câblage en fibre.

b. Pour les liaisons à courte distance de moins de 7 mètres entre les commutateurs Leaf/commutateurs ToR et les serveurs, le câble DAC est recommandé pour ses avantages en matière de coût et de consommation d’énergie. De manière significative, les structures de câbles DAC utilisent un câble en cuivre Twinax coaxial blindé, ce qui donne un fil épais et encombrant, donc inadapté au déploiement de serveurs à haute densité.

c. Pour les liaisons de branche Spine-Leaf à courte distance inférieures à 30 mètres et les liaisons entre les commutateurs Leaf/ToR et les serveurs au-delà de 7 mètres, les câbles AOC sont recommandés. Comparés aux câbles DAC, les câbles AOC structurés avec de la fibre optique sont plus fins et plus légers, ce qui convient mieux au déploiement de serveurs à haute densité.

Si vous avez des questions concernant la solution de câblage pour centre de données,  bienvenue pour visiter QSFPTEK.COM et consultez via [email protected].