‘Buitenaardse krachten’ bemoeilijken 10 Gbps

Wat is er nodig om netwerken tot aan de eindgebruiker op te waarderen tot 10 Gbps? In sommige gevallen kunnen kabelexploitanten volstaan met het verder aanleggen van Cat6-netwerken. Dan moeten ze vaak noodgedwongen terugvallen op korte kabellengten. Een andere mogelijkheid is netwerken aanleggen volgens de nieuwe Klasse EA-specificaties en (dus) met de Cat6A-kabel. Gestructureerde bekabeling kan de ideale opstap vormen naar de volgende netwerkgeneratie.

In 2010 keurde de IEEE802.3 werkgroep – IEEE802.3ba 40 Gbit/s en 100Gbit/s Ethernet. 40 Gb/s over 1m paneelverbindingskabel, 10m samengestelde koperkabel (aders voor 4×25 Gbit- of 10×10 Gbit) en 100m multimode-fiber (MMF), resp. 100 Gbit/s over maximaal 10m samengestelde koperkabel, dan wel 100m MMF of 40km single-mode glasvezel – de nieuwe Ethernet-standaards goed voor 40Gb/s en 100Gb/s. Sommigen vragen zich misschien wat we moeten met deze snelheden in ons huis of op ons bureau. Dit was immers nooit de bedoeling van de IEEE-standaards bij de aanvang van de nieuwe ontwikkelingen in 2007. Toch zijn er diverse voorbeelden die bewijzen dat de beschikbaarheid van technologische oplossingen voor de juiste prijs de komst van nimmer voorziene toepassingen bevordert of in gang zet. Laten wij dus maar geen voortijdige conclusies trekken.

Maar het verhaal gaat verder. Zelfs vandaag is de voorganger (van IEEE 802.3ba?), 10GBase-T, een prima realiseerbare optie, niet alleen in datacentra, maar in toenemende mate ook in bedrijfsbekabelingsprojecten. Gedurende de laatste twee jaar is een voortdurende groei waar te nemen in het aantal Cat6A-kabelprojecten, ondanks de economische teruggang. De verklaring is eenvoudig. it-managers die over een budget voor vernieuwing van hun netwerken beschikten, besteedden dat heel verstandig aan technologie die veel langer zou meegaan dan men tot dan toe dacht. Deze vooruitziende blik werd ook gevoed door de zekerheid dat de exploitatiekosten zouden dalen, vooral wanneer de upgrades van datacentraverbindingen zich zouden aandienen.

Overspraak

Wat is er nodig om netwerken tot aan de eindgebruiker (ook wel ‘horizontale netwerken' genoemd) op te waarderen tot 10Gb/s? Als een kabelexploitant of -operator geluk heeft, kan hij doorgaan op de reeds bestaande weg. Want sommige goed ingerichte Cat6-netwerken met korte verbindingskabels naar de schakelelektronica ondersteunen inderdaad 10G, als de transmissie-eigenschappen van de kanalen voldoen aan de standaardeisen. Dit vraagt echter wel een uitgebreid onderzoek naar ANEXT (Alien Near-End Xtalk )-gedrag in de kabels. Deze complexe overspraak-factor heeft al heel wat roet in het eten gegooid bij de introductie van 10G-netwerken. Er is dan ook veel onderzoek gedaan naar oplossingen, omdat er veel meer aan de hand is dan fase-uitdoving. Het grootste probleem bleef de onvoorspelbaarheid van de storingen, die niet door elektronische middelen kan worden tegengegaan. Vandaar waarschijnlijk de benaming ‘alien'.

De ISO/IEC Werkgroep 3 heeft technieken voor vermindering van deze overspraak ontwikkeld door kabels te ontbundelen en opnieuw te rangschikken. Dit heeft de invoering van hogesnelheids-toepassingen op deze breedbandnetwerken zeker bevorderd. Het is natuurlijk nooit verkeerd om bestaande infrastructuur te hergebruiken, maar het gevaar voor het platgaan van het netwerk bij continue maximale belasting is niet denkbeeldig. Een gedachte die menig it-beheerder uit de slaap kan houden.

Mogelijke oplossing

Een betere keus is het bouwen van Klasse EA-netwerken en deze uit te voeren met Cat6A-kabels. Dit concept heeft zijn betrouwbaarheid bewezen en maakt gebruik van installatiecomponenten die al vijftien jaar met succes zijn toegepast. Maar is het aan te bevelen de bestaande werkwijzen te blijven gebruiken? De eerder genoemde ANEXT-problemen dwongen utp-kabelfabrikanten al tot ingrijpende ontwerpwijzigingen. Eén van de meest zichtbare veranderingen is de uitwendige vorm van de utp-kabels; niet iedereen is gelukkig met de aanzienlijk grotere dikte van de kabels. Dit komt door de grotere onderlinge afstand die aan de onafgeschermde geleiders werd gegeven.

Gebleven is (in deze situatie) de vereiste kabeldichtheid. In bestaande kabelgoten, -buizen en -doorgangen moesten de dikkere kabels de oude vervangen. De 10G-kabels gaan vaak samen met voedingskabels voor ieder aangesloten werkstation. Dit heeft in heel wat projecten geleid tot een onvermijdelijke reductie van kabels, doordat de kabelgoten al vol waren bij slechts 70 procent van het geplande aantal Cat6A utp-kabels. Om dit op te lossen moest veelal fors geïnvesteerd worden in de onvoorziene aanschaf van racks, schakelelektronica en andere infrastructuuraanpassingen om alternatieve kabelroutes te realiseren.

Ruimtebeperkingen

Niet alleen zorgden de nieuwe kabels voor installatieproblemen bij bestaande netwerken, ook bij nieuw aan te leggen 10G-projecten maakten netwerktechnici melding van ‘uitdagingen'. It-kabels worden gewoonlijk na de elektrische bekabeling geïnstalleerd. Het is dan een gangbare praktijk de eerste kabels (dus die voor ‘power') in het middensegment van de kabelgoten te leggen. Dit wordt meestal opgezet als ‘bus-topologie', zodat slechts weinig kabels door het hele gebouw lopen. Maar dat levert vaak blokkades op voor (it-)signaalkabels in de zijsegmenten, zeker waar die kabels in grotere aantallen (of in multi-aderconfiguraties) aangelegd moeten worden.

Er is een betrekkelijk goedkope oplossing voor het opwaarderen van de netwerkinfrastructuur: het gebruik van afgeschermde ftp-kabel. Zeker, vele jaren zijn afgeschermde kabels beschouwd als dure en overbodige ‘speeltjes', verkocht door vooral overijverige marketeers. Nu blijken de eigenschappen van de afgeschermde kabels wel degelijk hun nut te bewijzen in de extra speelruimte die de betere Cat6A-kabels bieden. Maar wat nog belangrijker is: er is geen meetbare Alien-NEXT meer. Terwijl al bekend was dat ook andere overspraak en instraling/inductie (elektromagnetische interferentie) door de afscherming werd onderdrukt. De ISO/IEC heeft dit ingezien en vastgesteld dat afgeschermde kabels door hun ontwerp voldoen aan de eisen ter beperking van ANEXT. Daar komt nog eens bij dat de afgeschermde kabels compacter en sterker zijn dan vergelijkbare utp-kabels.

Varianten 10Gb/s-kabels

De illustratie toont de varianten van 10Gb/s-kabels, afhankelijk van de gebruikte kabeltechnologie. Tevens is de invloed te zien van ‘pre-termination' van tp-trunkbekabeling, die een grotere aderdichtheid mogelijk maakt. De kabels zijn van fabriekswege uitgerust met aangegoten kabeleinden en terminate-voorzieningen. Voor elk project wordt het volgens bestelde specificaties uitgevoerd. Dit geschiedt niet alleen in overleg tussen projectleiding en systeemintegrators, maar samen met alle betrokkenen in het gehele proces van ontwerp en aanleg. Deze extra inspanningen resulteren in flinke kostenbesparingen en voorkomen onvoorziene investeringen, die in het verleden vaak nodig waren. In bijna alle projecten waar afgeschermde 10G-kabels de utp-kabels vervangen, kunnen de bestaande kabelroutes gehandhaafd worden.

Afgeschermde Klasse EA-kabelsystemen kunnen de kabelbelasting aanzienlijk verlagen. Dit maakt het gebruik van bestaande kabelgeleidingen zonder problemen mogelijk. Investeringen in additionele hardware zijn daarmee overbodig. Vaak wordt niet gerekend met het ruimtebeslag, de energiekosten en de CO2-uitstoot van het it-systeem, maar deze kunnen niet verwaarloosd worden. Elke vermindering hierin of het voorkomen van gedwongen aanschaf en installatie van apparatuur, dragen bij aan een geringere belasting van het milieu. It-managers die hun netwerken specificeren voor 10G-systemen met afgeschermde kabels, kunnen door de snelle installatie bovendien verzekerd zijn van kortere ‘down'-tijden en een beter budgetbeheer.

Carsten Fehr, Draka Datacom