RZ-Normierung und Konsequenzen für die Praxis

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1 P R Ä S E N T I E R T RZ-Normierung und Konsequenzen für die Praxis Ein Beitrag von Uwe von Thienen Vorstand dvt Consulting AG 2 1

2 Uwe von Thienen dvt Consulting AG Feldwies Schmitten Tel.: / Mail: von.thienen@dvt-ag.de Vertreten im GUK "Informationstechnische Verkabelung von Gebäudekomplexen" Vorsitz im GAK "Infrastruktur von Rechenzentren" Vertreten im CENELEC TC 215 WG 1 "Customer Premises Cabling" Convener CENELEC TC 215 WG3 "Facilities and Infrastructures Data Centre" 3 Bereits existierende Normen Existierende Rechenzentrumsnormen EN 50173, EN50174, EN

3 Normen und Standards in Rechenzentren Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers: 2005 (TIA-942) BICSI; Building Industry Consulting Service International Data Centre Manual: 2010 Commercial Building Cabling for Telecom Products and Services (TIA-568 B.2-10) PDAM 1 to ISO/IEC 24764: 09/2011 Information technology- Generic cabling for Data Centre premises 5 TIA 942 Der Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers (TIA-942) umfasst alle Bereiche eines Rechenzentrums. Das heißt grundlegende Festlegungen zur Klimatisierung, Stromversorgung, IT-Verkabelungen, Trassierungen, Zutrittskontrollen usw. werden in diesem Standard getroffen. Im Standard werden die unterschiedlichen Leistungsklassen eines Rechenzentrums als Tier-Level bezeichnet und in Tier I bis IV unterschieden. 6 3

4 Normen und Standards in Rechenzentren EN :2011 Anwendungsneutrale Kommunikationskabelanlagen- Teil 1: Allgemeine Anforderungen Teil 5: Rechenzentren EN : A1: AC:2011 EN ; EN Installation von Kommunikationsverkabelung, EN Potentialausgleich und Erdung in Gebäuden mit Einrichtungen der Informationstechnik 7 EN : A1: AC:2011 Auszug aus dem Inhalt: Anwendungsbereich und Konformität Struktur der anwendungsneutralen Kommunikationskabelanlage in Rechenzentren Leistungsvermögen der Übertragungsstrecke in Rechenzentren Beispielausführungen in Rechenzentren Anhänge normativ: (Grenzwerte / Verbindungstechnik hoher Packungsdichte) 8 4

5 EN : A1: AC:2011 Struktur der anwendungsneutralen Verkabelung ENS: Schnittstelle zum externen Netzwerk HV: Hauptverteiler BV: Bereichsverteiler LVP: Lokaler Verteilerpunkt GA: Geräteanschluss 9 EN : A1: AC:2011 Teilsystem der Netzzugangsverkabelung Verteiler nach EN ENS ENS Hierarchische Struktur Teilsystem der Hauptverteilungsverkabelung BV HV BV Teilsystem der Bereichsverteilungsverkabelung LVP LVP LVP LVP GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA wahlweise Kabel 10 5

6 EN :2007/prAB:2011 Geplante hierarchische Struktur Teilsystem der Zwischenverkabelung Teilsystem der Netzzugangsverkabelung Teilsystem der Hauptverteilungsverkabelung ZV HV ENS ENS ZV Teilsystem der Netzzugangsverkabelung Teilsystem der Berreichsverteilungsverkabelung BV LVP LVP GA GA GA GA GA BV LVP LVP GA GA GA GA GA BV LVP LVP GA GA GA GA GA BV LVP LVP GA GA GA GA GA Teilsystem der Berreichsverteilungsverkabelung wahlweise Kabel 11 EN : A1: AC:2011 Beispiel für die Anordnung funktioneller Elemente Geräteraum / informationstechnischer Verteilerraum nach EN HÜP Rechenzentrum Verteiler nach EN ENS HV BV GA LVP 12 6

7 EN :2009 Auszug aus dem Inhalt Teil 1: Installationspraktiken und Qualitätssicherung Anwendungsbereich und Konformität Anforderungen an die Festlegung der Installation einer informationstechnischen Verkabelung Anforderungen für Installateure einer informationstechnischen Verkabelung Anhang A normativ: Mindestanforderungen an die technische Spezifikation und den Qualitätsplan Anhang B normativ: Aufrechterhaltung der Polarität / Verbindungstechnik für Mehrfach-Lichtwellenleiter 13 EN : A1: AC:2011 Auszug aus dem Inhalt Teil 2: Installationsplanung und Installationspraktiken in Gebäuden Anwendungsbereich und Übereinstimmung Anforderungen an die Planung der Installation von informationstechnischer Verkabelung Anforderungen an die Installation informationstechnischen Verkabelung Trennung zwischen metalllenen informationstechnischen Kabeln und Stromversorgungskabeln neu Rechenzentren (Kapitel 11, Seite 75 bis 94) Anhang A informativ: EMV und Schutz 14 7

8 EN : A1: AC:2011 Auszug aus dem Inhalt Teil 2: Einfluss von Änderungen der Lichtwellenleiter- Rangierverkabelung bei direkten Punkt-zu-Punkt-Verbindungen Server Switch Speicher Server Switch Speicher 15 EN : A1: AC:2011 Auszug aus dem Inhalt Teil 2: Empfehlung: Direkte Punkt-zu-Punkt-Verkabelung sollte nur für Verbindungen innerhalb eines einzelnen Schranks oder Rahmens zur Anwendung kommen. 16 8

9 EN : A1: AC:2011 Auszug aus dem Inhalt Teil 2: Beispiel einer strukturierten Lichtwellenleiterverkabelung CPL CPL CPL = zentrale Rangierstelle ZPL = Bereichsrangierstelle ZPL ZPL Server Speicher Server Switch Speicher 17 EN : A1: AC:2011 Auszug aus dem Inhalt Teil 2: Durchführung von Änderungen mit einer strukturierten Lichtwellenleiter- Kommunikationskabelanlage CPL CPL CPL = zentrale Rangierstelle ZPL = Bereichsrangierstelle ZPL ZPL Server Speicher Server Switch Speicher 18 9

10 EN : A1: AC:2011 Auszug aus dem Inhalt Teil 2: Folgendes muss berücksichtigt werden: die Brandlast- die fest verlegte Kabelinstallation besitzt eine wesentlich geringere Brandlast als die gleiche Anzahl von Verseilelementen innerhalb einzelner Schnüre; die Kühlströmung ein fest verlegtes Kabel besitzt ein wesentlich geringeres physikalisches Volumen als die gleiche Anzahl von Verseilelementen innerhalb einer einzelnen Schnüre, was die Gefahr der Blockierung der Luftströmung senkt; Die Installation fest verlegte Kabel besitzen gewöhnlich einen größeren Biegeradius als Schnüre, was sich auf die Konstruktion und Planung von Kabelwegen und Kabelwegsystemen auswirkt. 19 EN : A1: AC:2011 Auszug aus dem Inhalt Teil 2: vorkonfektionierte Kabel Die Prozesssteuerung im Zusammenhang mit vorkonfektionierten Kabeln führt im Allgemeinen zu einem verbesserten Übertragungsverhalten. Darüber hinaus bietet die Installation von vorkonfektionierten Kabeln schnellere Lösungen für die Implementierung und steigert die Möglichkeiten für eine Wiederverwendung. Wenn jedoch eine übermäßige Kabellänge als Vorratslänge vermieden werden soll, ist eine genaue Ermittlung der installierten Länge erforderlich. Außerdem sollte beachtet werden, dass die angebrachten und zu Installation der vorkonfektionierten Kabel benötigten Befestigungen eine zusätzliche Querschnittsfläche und erweiterte Biegeradien in Kabelwegen und Kabelwegesystemen benötigen

11 EN 50310:2010 Auszug aus dem Inhalt: Anwendungsbereich und Konformität Allgemeine Anforderungen Anwendung von Erdnetzen Potentialausgleich und Korrosion Stromverteilungsanlagen (Gleich- und Wechselstrom) Anhang A informativ: Begründung zur Koordinierung der gemeinsamen Potentialausgleichsanlage 21 EN 50310:2010 Beispiel Anwendung von Erdnetzen gemäß EN 5310:210 PE IBN PE MESH-BN MESH-BN MESH-BN Stamm lokale MESH (SRPP) Baum IBN Lokale MESH-IBN (SRPP) Stern (IBN) CBN Mindestanforderung Empfohlene Verbesserung 22 11

12 EN 50310:2010 Beispiel einer einfachen Ausführung einer gemeinsamen Potentialausgleichsanlage 23 EN 50310:2010 Beispiel einer gemeinsamen Potentialausgleichsanlage (CBN ) für eine informationstechnische Anlage in einem Gebäude 24 12

13 EN 50310:2010 Beispiel einer verbesserten Potentialausgleichsanlage (CBN/MESH-BN ) in einem Gebäude 25 EN 50310:2010 Beispiel einer Systembezugspotentialebene (SRPP) für Doppelböden Doppelboden gefederte Klammer Ständer 10 mm² 26 13

14 Normen in Vorbereitung Aktuelles zur neuen Europäischen Rechenzentrumsnorm pren50600-x 27 Vorschau pren Serie Geplante Inhalte der pren : Teil 1: Generelle Konzepte / Grundsätzlicher Aufbau - Definitionen der Teile eines Rechenzentrums - Überblick über die verschiedenen Designformen von Rechenzentren - Definition der Klassen, Typen und Größenordnungen - Definition und Beschreibungen von grundsätzlichen Verfügbarkeitsanforderungen - Festlegung von Redundanzen 28 14

15 Vorschau pren Serie Geplante Inhalte der pren : 29 Table 1 - Availability classes and example implementations Vorschau pren Serie Verfügbarkeitsklassen Availability of overall set of facilities and infrastructures Availability Class 1 Availability Class 2 Availability Class 3 Availability Class 4 low medium High Very high Example for the facility/building (see EN ) ffs ffs ffs ffs Example for power distribution (see EN ) Single-path (no determined requirements) Single-path (resilience provided by redundancy of components) Multi-path (resilience provided by redundancy of systems) Multi-path (fault tolerant even during maintenance) Example for environmental control (see EN ) N/A Single-path (no determined requirements) Single-path (resilience provided by redundancy of components) Multi-path (resilience provided by redundancy of systems) Example for telecommunication cabling (see EN Example for security systems (see EN ) N/A Single-path Multi-path Multi-path (with additional requirements ffs) ffs ffs ffs ffs 30 15

16 Vorschau pren Serie Verantwortlichkeiten: 31 Vorschau pren Teil 2-1: Bauausführung Grundsätzliche Anforderungen an die Architektur und an die Baukonstruktion Anforderungen an die Umgebung und Liegenschaft Aufzählung und Erläuterung der notwendigen Räume eines Rechenzentrums Definition des baulicher Brandschutzes Designvorschläge / Flächenkonzeptionen 32 16

17 Vorschau pren Teil 2-2: Stromversorgung Definitionen der grundsätzlichen Funktionsweisen für die grundsätzliche Versorgung, die Notstrom- und USV- Versorgung Definition und Erläuterung möglichen Varianten zur Stromversorgung Aufstellungshinweise (Designbeispiele) für USV und Netzersatzanlagen Ausstattung der Systeme und resultierende Ausfallzeiten Aufzeigen von Redundanzen und Servicekonzepten 33 Vorschau pren Teil 2-3: Kühlung und Klimatisierung Definitionen der grundsätzlichen Funktionsweisen bei der Kühlung und Klimatisierung Definition und Erläuterung der Arten der Kühlung Aufstellungshinweise (Designbeispiele) Ausstattung der Systeme und resultierende Ausfallzeiten Aufzeigen von Redundanzen Servicekonzepte 34 17

18 Gegenüberstellung Normen Anwendung ISO/IEC CENELEC TIA/EIA Allgemeine Anforderungen Verkabelung Bürogebäude Verkabelung Industrie Verkabelung Wohnung Verkabelung Rechenzentrum Infrastruktur Rechenzentrum N/A EN TIA 568C.2 / C.3 ISO/IEC EN TIA 568C.1 ISO/IEC EN TIA 1005 ISO/IEC EN TIA 570 ISO/IEC EN TIA 942 N/A EN X TIA Normen für die Datenübertragung Aktuelles zur IEEE-Normen 36 18

19 40 und 100 GBE-Systeme Ziele der IEEE Arbeitsgruppe P802.3ba Unterstützte Physical Layer Anwendungen für 40 GBE: - mindestens 10 km über SMF - mindestens 100 m über OM3 MMF - mindestens 40 m über symmetrische Kupferkabel - mindestens 1m über die Backplane Unterstützte Physical Layer Anwendungen für 100 GBE: - mindestens 40 km über SMF - mindestens 10 km über SMF - mindestens 100 m über OM3 MMF - mindestens 10 m über symmetrische Kupferkabel und 100 GBE-Systeme IEEE latest draft Table GBASE SR4 and 100GBASE SR

20 40 und 100 GBE-Systeme Verfügbare 40- und 100 GBE-Konfigurationen: Bereich 40 GbE 100GbE Solution 1m Backplane 40GBASE-KR4 X 4 x 10 Gb/s (10GBASE-KR) 10m Kupferkabel 40GBASE-CR4 100GBASE-CR10 N x 10 Gb/s (10GBASE-CR) 100m OM3 MMF 40GBASE-SR4 100GBASE-SR10 N x 10 Gb/S (10GBASE-SR) 10km SMF 40GBASE-LR4 100GBASELR4 4 x 10 Gb/s und 4 x 25 Gb/s 40km SMF X 100GBASE-ER4 4 x 25 Gb/s GBE-Systeme OM3 und OM4 Multimodefasern:40GBASE-SR4 4 TX und 4 RX Parallele-Kanäle Notwendig dazu sind Multimodefaser(Parallel) keine Einzelfasersteckverbinder vorgesehen! 40 20

21 100-GBE-Systeme OM3 und OM4 Multimodefasern: 100GBASE-SR10 10 TX und 10 RX Parallele-Kanäle Notwendig dazu sind Multimodefasern(Parallel) Ebenfalls keine Einzelfasersteckverbinder vorgesehen! Einsatz der drei Optionen von 12 oder 24 Faser MPO-Steckverbinder GBE-Systeme 3 Optionen für 100GBASE-SR10 Steckverbinder 1 MPO (Vorzugslösung) Rx Tx Rx Alle drei Varianten benötigen 10 Fasern. 2 MPO (Top and Bottom) 2 MPO (Side by Side) Tx Zukünftig: IEEE 802.3bj 4 x 25 GE (8 Fasern) Tx Rx 42 21

22 IEEE latest draft Table GBASE SR4 und 100GBASE SR10 Fazit: Das vorgesehene Dämpfungsbudget im Übertragungskanal wird bei OM4-Fasern nur mit sehr guten MPO-Steckverbindern zu erreichen sein und 100 GBE-Systeme Migration zu 40 bzw. 100 GBE in MM-Netzen: Beispiel MPO Channel für 10GBE: Randbedingung: gemäß IEEE 40/100GBE : max. Kanaldämpfung 1,5 db bei OM3 oder 1,0 db bei OM4 Summe der Einfügedämpfungen: 2 x 0,5dB (MPO) + 2 x 0,3dB (LC) =1,6 db Fazit: Einfügedämpfung überschreitet schon zulässige Kanaldämpfung Nur der Einsatz von MPO-Kupplungen scheint derzeitig möglich zu sein! 44 22

23 40 und 100 GBE-Systeme Migration zu 40 bzw. 100 GBE in MM-Netzen: Bei 40 GBE ist der Einsatz von Kassetten mit niedriger Dämpfung, die hochwertige Steckverbinder in LC- und MPO-Technologie aufweisen, notwendig. Die Einfügedämpfung der Steckverbinder wird zukünftig stärker gewichtet und 100 GBE-Systeme 40GBASE-LR4 und 100GBASE-LR4 über Singlemode: 46 23

24 40 und 100 GBE-Systeme Singlemode-Kabel sind gegenüber Multimode-Kabel günstiger in der Anschaffung. Aber die gesamte Anlage (Kabel und aktive Komponenten) ist im Betrieb deutlich teurer. In Abhängigkeit des eingesetzten Systems (40 oder 100G) zwischen 3 und 10mal! (Source: IEEE ba case study of extended reach Multi Mode perspectives) und 100 GBE-Systeme 40GBASE-LR4 und 100GBASE-LR4 über Singlemode Kosten Singlemode gegenüber Multimode: Die Entscheidung zu Multimode auf Basis der Kosten ist aber nicht zwangsläufig, Gründe dafür sind: Bei Singlemode kein Mix der Systeme beim Einsatz von Fibre-Channel-Systemen Einheitliches System für große Reichweite auch über das Rechenzentrum hinaus. Einheitliche Lagerhaltung für Patchkabel und Transceiver. Dämpfungsbudget der Stecksysteme spielt eher eine geringere Rolle

25 Fibre Channel-Systeme Entwicklung Fibre-Channel LC Duplex z.b. MPO gemäß EN Fibre Channel-Systeme Dämpfungsbudget für 16G Fibre Channel Fazit: Das maximale Dämpfungsbudget bei 16G FC wird voraussichtlich nur durch den MPO-Kupplungen zu erreichen sein

26 40 GE über symmetrische Kupferkabel Ethernet Allianz: Die Unterstützung der Ethernet Allianz für 40/100 GE über symmetrische Kupferkabel ist bisher gering. Die 10GBASE-T-Technologie wurde am Markt etabliert und wird derzeitig noch als ausreichend erachtet. Die Anforderungen des Marktes nach Übertragungsgeschwindigkeiten größer 10 GE, basierend auf symmetrische Kupferkabel, sind derzeitig kaum spürbar. Wenn überhaupt, wird als erstes die 40GBASE-T-Technologie bearbeitet (derzeitig nur Call for Interest ). 51 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 26