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Réaliser un vrai câblage – mais comment ?

Ce dont les responsables devraient tenir compte lors de la conception d’un data center

La conception préliminaire est un facteur de réussite essentiel, qui revêt également une importance primordiale dans le data center. Non seulement l’infrastructure et les exigences ou les modifications de la construction comptent, mais également le câblage. Il convient donc, lors de la conception, non seulement de se concentrer sur l’exploitation et la pérennité, mais de tenir également compte des défaillances, de la redondance et de la maintenance. Les principales questions qui se posent aux concepteurs sont les suivantes : de quoi a-t-on besoin, dans quel but, et quelles sont les perspectives d’avenir ?

Un exemple de conception.

Il faut tenir compte des composants actuellement utilisés et de ceux qui devront être disponibles dans les années à venir. Lors du choix des composants, ce qui importe n’est pas seulement l’installation initiale, mais aussi la prise en considération de l’exploitation courante et du changement de génération des systèmes actifs au bout de trois à quatre ans. On a besoin Il faut pour cela un câblage évolutif, à la fois simple et pratique. On requiert de l’espace dans les armoires en vue d’une extension future, car les composants ne sont pas purement et simplement installés puis remplacés par de nouveaux, mais insérés en parallèle en cours d’exploitation. Dans le meilleur des cas, les systèmes permettent de réaliser des économies de temps, il suffit de les brancher pour qu’ils fonctionnent leur mise en service et leur maintenance s’effectuent ainsi très rapidement.

Conception

L’une des premières étapes consiste, dans l’optique du câblage, à déterminer si la réalisation du centre de données doit s’effectuer en monomode dans un environnement FO ou doit faire appel à une structure multimode. Les fibres monomodes sont nettement moins chères que les fibres multimodes. Les composants de raccordement des fibres monomode sont un peu plus coûteux. La fibre monomode permet de disposer de bandes passantes plus élevées, mais les composants actifs sont plus onéreux, bien que la tendance soit à la baisse. La décision monomode ou multimode ne doit donc pas seulement être envisagée pour des raisons techniques, mais aussi économiques.

Il ne faut pourtant pas négliger la fibre multimode. Au cours des dernières années, OM5 est devenu le mot d’ordre, même si le nombre de projets réalisés dans le secteur OM5 reste faible. Les câblages OM4 actuels présentent des valeurs similaires à celles de leurs homologues OM5, tout en étant en règle générale meilleur marché. La différence majeure tient cependant au fait que les nouvelles applications OM5 prennent valeur de norme. En effet : jusqu’à présent, les fibres multimodes n’ont été exploitées qu’avec une fenêtre optique de 850 ou 1 300 nm. Pour garantir une largeur de bande croissante, le nouveau type de fibre OM5, présentant des propriétés de transmission élargies, a été mis au point. Il est étendu de trois fenêtres de transmission supplémentaires (880, 910 et 940 nm), en vue de l’utilisation du multiplexage par division de longueur d’onde (SWDM/Short Wave Division Multiplexing). Le SWDM est une technologie autorisant quatre canaux de transmission dans une paire de fibres. En combinaison avec le connecteur MPO (de nouveaux types de ce connecteur sont en cours de développement), il sera à l’avenir possible d’atteindre des débits de 800 Gbit/s.

En multimode comme en monomode, le connecteur MPO, également connu sous la désignation de connecteur MTP, ainsi que le LC Duplex constituent un standard reconnu. Les deux connecteurs sont proposés en version monomode et multimode. Le LSH, ou E2000, est ici très apprécié, car il est simple d’utilisation et présente de bonnes propriétés mécaniques. Les deux types sont alors proposés comme connecteurs PC ou APC, la distinction tenant donc au type de contact (Physical Contact). La face avant du connecteur APC (Angled Physical Contact) présente une inclinaison de huit degrés, permettant de réduire l’affaiblissement d’accouplement et offrant une meilleure capacité d’atténuation. Le MPO est toujours un connecteur APC en monomode, avec possibilité d’opter pour un LC PC ou APC.

Exploitation

La conception de l’exploitation doit également tenir compte du traitement en cas de défaillance. Des défaillances ne peuvent pas être exclues, même en cas d’entretien optimal du réseau, et doivent par conséquent être diagnostiquées et éliminées rapidement. Le dépannage et les coupures de réseau peuvent devenir très onéreux. Même dans le cas de datacenters redondants, la règle est la suivante : si le côté actif est bloqué, il n’est pas possible d’y effectuer d’autres opérations de maintenance. Dans la pire des hypothèses, un défaut se produisant à ce niveau provoque une défaillance. Le temps est un facteur critique, requérant que le dépannage et l’élimination de défauts soient effectués dans les meilleurs délais.

Les défaillances du matériel sont faciles à identifier, car les techniciens peuvent lire directement des erreurs sur la machine. Mais si le défaut se situe côté câblage, il faut toujours identifier et suivre les lignes sur le site. Le raccordement a-t-il été effectué correctement, tous les contacts ont-ils été branchés comme il faut et les surfaces sont-elles propres ? Ce dernier point est souvent sous-estimé. Les structures de câblage sont des produits sensibles, hautement qualitatifs, autorisant et requérant un standard de propreté défini et strict. Les composants tels que les connecteurs,  cordons et jarretières à LED facilitent et accélèrent, en cas de défaut, la recherche des extrémités de câbles associées. Ils réduisent donc le temps d’immobilisation et les coûts d’intervention en cas de défaillance.

Un autre élément lié au câblage conditionnant un fonctionnement sans heurts est la densité d’équipement. Si des densités d’équipement élevées sont disponibles, une conception modulaire flexible est conseillée (ex gammes HDS et Mona). Cela permet l’échange de modules individuels dans la structure sans interruption du réseau. Des câbles plus fins peuvent bien entendu compenser la densité d’équipement. Il faut en tenir compte dans la gestion des câbles au stade de la conception. Lors de la première installation, il est possible de mettre en œuvre des câbles multifibres dans les allées chaudes du faux-plancher. Le post-câblage et le câblage traditionnel peuvent être quant à eux réalisés au-dessus ou à l’intérieur des armoires.

Tandis qu’autrefois, les liaisons point à point requéraient un grand nombre de câbles, posés dans des faux-planchers, ces derniers ne constituent plus la norme actuelle. La difficulté tenait au fait que, dans le cas d’un trop grand nombre de câbles superposés, ceux du bas ne pouvaient plus être remplacés ou ne pouvaient l’être que difficilement. Simultanément, ils perturbent le flux d’air. De nos jours, les lignes de câbles s’orientent en fonction des allées froides et chaudes : l’air froid et chaud est utilisé pour permettre l’utilisation de l’espace pour un câblage de base faisant appel à des câbles multifibres fins dans les allées chaudes. Ces câbles fins présentent également l’avantage de ne pas perturber le flux d’air en occupant beaucoup moins d’espace.

Il convient également de tenir compte, à un stade précoce, de la gestion des câbles à l’intérieur du datacenter: existe-t-il ici suffisamment de chemins de câble redondants, disposés de façon à garantir la maintenance sans coupure du réseau ? Les surlongueurs sont-elles prises en compte, afin d’éviter des câbles inutilement lovés ? La gestion des câbles n’est pas identique pour toutes les baies. Certaines armoires sont dédiées à des serveurs, d’autres à des réseaux. Dans ce cas, c’est la structure du câblage qui importe : toutes les armoires n’ont pas besoin d’un câblage de base. Cela permet par exemple de ne mettre en service qu’une baie sur trois ou sur cinq dans un row. Il en résulte des liens courts d’une baie à l’autre, ce qui s’accompagne d’une réduction des coûts.

Pérennité

Il va de soi qu’il faut, pour le câblage également, garder les yeux fixés sur l’avenir. Cela implique non seulement une certaine flexibilité et une faculté d’adaptation aux évolutions des normes. Les exigences s’adressant aux datacenters augmentent en raison d’une compatibilité plus élevée avec les réseaux existants et les vitesses de transmission. De nouveaux systèmes de câblage de la catégorie 8.1 sont envisageables, même si les terminaux actifs requérant de tels volumes de données ne sont pas encore courants actuellement. Mais n’oublions pas qu’une reconversion dans quelques années pourrait coûter cher. Il est donc judicieux, en faisant appel à une technique modulaire adaptée et par le choix des types de câbles, d’être préparé dès aujourd’hui aux exigences du câblage de demain n évitant de tout devoir reconstruire demain.

Si une mise à jour est malgré tout nécessaire, l’idéal est que sa réalisation ne soit pas complexe. Dans les datacenters qui utilisent par exemple un système redox de prévention d’incendie, le personnel d’entretien est assujetti à des examens médicaux en raison de la réduction de l’oxygène et ne doit pas séjourner trop longtemps dans le datacenter. Il est, dans ce cas, opportun d’utiliser une structure très flexible incluant des composants pouvant être modifiés jusque dans leur structure de base sans grosse difficulté technique et dans un minimum de temps.

La pérennité dépend finalement, pour une large part, de facteurs auxquels il n’est accordé qu’une importance mineure, tels que la maintenance. Un aspect bien souvent sous-estimé dans ce contexte est le nettoyage des structures de câbles. Bien souvent, les câbles sont seulement raccordés. La fibre de verre, notamment, est très sensible à la saleté. Plus le débit augmente, plus les applications deviennent sensibles. Un encrassement peut alors être à l’origine de pannes de connexion. Cela a été constaté dans les infrastructures SAN lors du passage de 4 Gbit/s à 8 et 16 Gbit/s. À long terme, il est utile de se poser les questions suivantes : Comment les câbles ont-ils été posés ? L’équipement de nettoyage et de maintenance requis est-il disponible ? Le personnel a-t-il reçu la formation lui permettant de nettoyer et de contrôler le système existant avant la mise en service ? En fin de compte, inutile de disposer d’un datacenter parfaitement organisé et équipé d’une infrastructure informatique ultramoderne si des défauts dans la gestion du câblage perturbent le fonctionnement.

Auteur : Stephan Elfe

 

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