Pourquoi utiliser un système de câblage structuré ?

Le marché mondial des centres de données est sur le point de connaître une croissance substantielle, puisqu’il devrait bondir de plus de 6 % d’une année sur l’autre tout au long de cette décennie. Cette forte expansion est alimentée par des technologies clés telles que l’intelligence artificielle (IA), la diffusion en continu sur internet et les jeux, qui façonnent le paysage numérique en profondeur. Au milieu de cette croissance accélérée, les centres de données se transforment en centres sophistiqués, de plus en plus automatisés et équipés pour gérer diverses applications et une myriade de dispositifs de calcul et de stockage, gérant efficacement les charges de travail croissantes de l’ère numérique.

Dans le domaine dynamique des centres de données, l’importance d’un système de câblage structuré bien conçu ne peut être surestimée. Que l’appareil nécessite une connexion en cuivre ou en fibre, la conception d’un panneau de brassage facilite et rend plus efficace la myriade de changements et de mises à niveau auxquels on peut s’attendre dans les environnements de centres de données en évolution rapide d’aujourd’hui. La Telecommunications Industry Association (TIA) souligne cet engagement par le biais de ses normes TIA-942, tandis que l’Organisation internationale de normalisation (ISO) renforce la compatibilité mondiale avec la norme ISO/IEC 24764.

Qu’est-ce qu’un système de câblage structuré ? Il s’agit d’une conception de connectivité qui place stratégiquement des panneaux de brassage ou des boîtiers dans l’espace du centre de données afin que la connexion des appareils au réseau puisse être réalisée à l’aide de courts cordons de brassage ou de cavaliers. La connectivité entre les panneaux de brassage et les boîtiers est considérée comme « structurée » et reste en place pendant des années, tandis que les connexions finales des cordons de brassage et des cavaliers aux appareils peuvent être branchées et débranchées du système de câblage. Pour une représentation visuelle, voir la figure 1, qui illustre un canal de câblage structuré en fibre commun supportant des connexions en fibre LC duplex. Il est important de noter que les émetteurs-récepteurs optiques dont les dispositifs de calcul et de stockage ont besoin déterminent le type de fibre et de connecteur à utiliser. Ces dispositifs de calcul et de stockage peuvent souvent fonctionner avec différents types de fibres et de connecteurs. Le choix de la fibre et du type de connecteur est déterminé par l’application en fonction de la vitesse et de la distance de la connexion. Avec une planification adéquate, l’infrastructure de câblage structuré peut être spécifiée pour supporter plusieurs générations d’applications de centre de données, éliminant ainsi le besoin de recâbler à chaque mise à niveau.

Figure 1

Le contraire d’un système de câblage structuré est le câblage point à point. Cette méthode de connectivité est moins coûteuse, nécessite peu de planification et est facile à mettre en œuvre au début. L’inconvénient du câblage point à point est qu’il est nécessaire d’ajouter, de déplacer ou de retirer de nouveaux appareils du réseau. Les mises à niveau nécessitent souvent de nouveaux câbles et les câbles existants sont souvent laissés en place, ce qui crée un encombrement inutile des voies. Lors de l’installation d’un nouveau câble point à point, le technicien utilise souvent un câble plus long que nécessaire pour s’assurer qu’il y a suffisamment de longueur pour connecter les appareils à chaque extrémité. Au fil du temps, ces câbles « extra-longs » deviennent difficiles à gérer et bloquent les voies d’air dans les armoires et les racks qui sont utilisés pour refroidir l’équipement du centre de données. Cela a pour effet d’augmenter la quantité d’énergie nécessaire pour refroidir les dispositifs de calcul et de stockage. Comme l’illustrent les photos ci-dessous, le câblage en fibre optique, autrefois bien installé, commence à ressembler à un réseau enchevêtré, difficile à parcourir et à gérer. L’inefficacité du câblage point à point, autrefois masquée par sa facilité d’exécution initiale, occupe désormais le devant de la scène, soulignant l’importance d’un système de câblage structuré bien pensé.

Figure 2

Un système de câblage structuré offre de nombreux avantages par rapport à un système point à point dans un centre de données. En voici sept raisons principales :

1. Facilité de gestion : Le câblage structuré offre une approche systématique et organisée de la gestion des câbles dans le centre de données. Il facilite l’identification, le traçage et la gestion des câbles, ce qui simplifie les tâches de maintenance et de dépannage. Les goulottes ou faisceaux de câbles réduisent l’espace de transport et de conduite, ce qui permet d’augmenter le nombre de câbles.
2. Évolutivité : Les systèmes de câblage structuré sont conçus pour s’adapter à la croissance future et aux changements technologiques. Ils peuvent facilement s’adapter à des équipements supplémentaires, à des mises à niveau et à des extensions dans l’environnement du centre de données sans nécessiter de reconfiguration importante ou de temps d’arrêt. Le câblage structuré permet l’utilisation de plusieurs générations d’équipements de calcul et de stockage qui fonctionnent ensemble de manière transparente, même avec des types de connecteurs différents.
3. Fiabilité et performances : Un système de câblage structuré bien conçu minimise les interférences de signaux, la diaphonie et d’autres problèmes susceptibles de dégrader les performances du réseau. Cela garantit des vitesses de transmission de données fiables et constantes dans l’ensemble du centre de données, ce qui est essentiel pour maintenir une efficacité opérationnelle optimale.
4. Flexibilité : Les systèmes de câblage structuré offrent une certaine flexibilité en termes de prise en charge de divers types d’équipements et de technologies de réseau. Ils peuvent s’adapter à différentes normes de réseau, protocoles, applications et émetteurs-récepteurs optiques pour permettre aux opérateurs de centres de données d’intégrer facilement de nouveaux appareils et de nouvelles technologies en fonction des besoins. Tout déplacement d’équipement nécessite simplement de modifier les cordons de raccordement au lieu de devoir réinstaller un nouveau câblage.
5. Réduction des temps d’arrêt : En minimisant l’encombrement des câbles, en simplifiant leur gestion et en assurant une administration cohérente, le câblage structuré contribue à réduire le risque de déconnexions accidentelles de câbles et d’autres erreurs humaines susceptibles d’entraîner des temps d’arrêt du réseau. Cela permet d’améliorer la fiabilité et la disponibilité globales des services au sein du centre de données.
6. Rentabilité : Bien que l’investissement initial dans le câblage structuré puisse être plus élevé que les méthodes de câblage traditionnelles, il permet de réaliser des économies à long terme en réduisant les coûts de maintenance, en minimisant les temps d’arrêt et en fournissant une infrastructure évolutive qui peut s’adapter à l’évolution des besoins de l’entreprise au fil du temps.
7. Conformité aux normes : Comme mentionné précédemment, les normes industrielles TIA-942 et ISO/IEC 24764 détaillent les meilleures pratiques pour assurer la compatibilité avec une large gamme d’équipements et de technologies de réseau. Cela permet de simplifier les efforts d’interopérabilité et d’intégration dans l’environnement du centre de données.

Au fur et à mesure que les dispositifs de calcul et de stockage de l’IA sont installés dans le centre de données, il faut davantage de câblage en fibre optique pour prendre en charge les vitesses plus élevées nécessaires au bon fonctionnement des unités de traitement graphique (GPU). Une architecture de calcul IA de base comporte 128 nœuds ou serveurs avec 8 commutateurs spine et 16 commutateurs leaf. Le nombre de brins de fibres informatiques entre ces dispositifs est de 8192 ! Ce nombre de fibres n’inclut pas la connectivité de stockage, de gestion en bande et hors bande nécessaire à l’architecture. L’existence d’un système de câblage structuré pour assurer la connectivité entre les baies du réseau, les serveurs et les commutateurs facilite la gestion de tous ces câbles. La figure 3 donne un aperçu de l’anatomie d’un canal AI commun utilisant des fibres multimodes avec des connecteurs MTP/MPO coudés (APC) qui contiennent 8 fibres chacun. Les trunks MTP/MPO à MTP/MPO peuvent évoluer en nombre de fibres pour s’adapter au mieux à l’application.

Figure 3

Les systèmes de câblage structurés en cuivre sont également utilisés dans les centres de données. Les lignes de cuivre accélèrent les déploiements de câblage en éliminant le temps nécessaire à la terminaison des connecteurs. La figure 4 illustre une application typique d’une ligne structurée en cuivre. Il est évident que la mise en œuvre stratégique de ces lignes peut contribuer de manière significative à l’efficacité et à la fiabilité globales du système de câblage d’un centre de données.

Figure 4

En résumé, dans le monde des centres de données, de l’apprentissage automatique et de l’IA, il ne s’agit pas seulement de puissance de calcul et d’algorithmes sophistiqués ; il s’agit aussi des bêtes de somme silencieuses en coulisses – les systèmes de câblage en fibre ou en cuivre bien structurés qui permettent à ces merveilles technologiques de fonctionner de manière transparente. Ainsi, la prochaine fois que vous vous émerveillerez des capacités des centres de données et de l’IA, prenez le temps d’apprécier la danse complexe de la connectivité qui rend tout cela possible.

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