構造化ケーブリングシステムを使用する理由

グローバルデータセンター市場は大幅な成長が見込まれており、今後10年間で年間6%以上の伸びが予測されています。この堅調な拡大は、人工知能（AI）、インターネットストリーミング、ゲームなどの主要技術によって推進され、デジタル landscape を大きく形作っています。この加速する成長の中で、データセンターはより洗練されたハブへと進化し、自動化が進み、多様なアプリケーションや様々な計算・ストレージデバイスを処理できるように装備され、デジタル時代の増大するワークロードを効果的に管理しています。

データセンターのダイナミックな領域において、適切に設計された構造化ケーブリングシステムの重要性は強調しすぎることはありません。デバイスが銅線または光ファイバー接続を必要とする場合、パッチパネル設計があれば、今日の急速に変化するデータセンター環境で予想される多様な変更やアップグレードがより簡単かつ効率的になります。電気通信産業協会（TIA）はTIA-942規格を通じてこの取り組みを強調し、国際標準化機構（ISO）はISO/IEC 24764によってグローバルな互換性を強化しています。

構造化ケーブリングシステムとは何でしょうか？それは、データセンタースペース全体にパッチパネルやエンクロージャーを戦略的に配置し、短いパッチコードやジャンパーでデバイスをネットワークに接続できるようにする接続設計です。パッチパネルとエンクロージャー間の接続は「構造化」されており、何年もの間そのままの状態を保ちますが、デバイスへのパッチコードとジャンパーの端末接続はケーブリングシステムに差し込んだり抜いたりすることができます。視覚的な表現として、図1をご覧ください。これはデュプレックスLCファイバー接続をサポートする一般的なファイバー構造化ケーブリングチャネルを示しています。計算およびストレージデバイスに必要な光トランシーバーが、使用するファイバーとコネクタの種類を決定することが重要です。これらの計算およびストレージデバイスは、しばしば異なるタイプのファイバーとコネクタで動作することができます。ファイバーとコネクタタイプの選択は、接続の速度と距離に関連するアプリケーションによって最適に決定されます。適切な計画により、構造化ケーブリングインフラストラクチャは、データセンターアプリケーションの複数の世代をサポートするように指定でき、各アップグレードのための再配線の必要性を排除できます。

図1

 

構造化ケーブリングシステムの対極にあるのがポイントツーポイントケーブリングです。この接続方法は初期コストが低く、計画がほとんど必要なく、最初は実行が簡単です。ポイントツーポイントケーブリングの欠点は、新しいデバイスをネットワークに追加、移動、または削除する必要がある場合に現れます。アップグレードには多くの場合新しいケーブルが必要となり、既存のケーブルはそのまま残されることが多く、不必要な経路の混雑を引き起こします。新しいポイントツーポイントケーブルを設置する際、技術者は両端のデバイスを接続するのに十分な長さを確保するために、必要以上に長いケーブルを使用することがよくあります。時間が経つにつれて、これらの「余分な長さ」のケーブルは管理が難しくなり、データセンター機器の冷却に使用されるキャビネットやラックの通気経路を塞ぎます。これにより、計算およびストレージデバイスの冷却に必要なエネルギー量が増加します。下の写真に示されているように、かつてはきれいに設置されていたファイバーケーブリングが、ナビゲートや管理が困難な絡まった網のようになります。ポイントツーポイントケーブリングの非効率性は、当初の実行の容易さによって隠されていましたが、今や中心的な問題となり、よく考えられた構造化ケーブリングシステムの重要性を強調しています。

図2

データセンタースペースにおいて、構造化ケーブリングシステムはポイントツーポイントに比べて多くの利点があります。以下に7つの主な理由を示します：

1. 管理の容易さ： 構造化ケーブリングは、データセンター内のケーブルを管理するための体系的で整理された方法を提供します。ケーブルの簡単な識別、追跡、管理が可能になり、メンテナンスやトラブルシューティングのタスクが簡素化されます。ケーブルトランクやバンドルにより、経路の搬送やコンジットスペースが減少し、より多くのケーブリングの成長が可能になります。
2. 拡張性： 構造化ケーブリングシステムは、将来の成長や技術の変化に対応できるように設計されています。大規模な再構成やダウンタイムを必要とせずに、データセンター環境内の追加機器、アップグレード、拡張に容易に適応できます。構造化ケーブリングにより、異なるコネクタタイプを持つ複数世代の計算およびストレージ機器をシームレスに連携させることができます。
3. 〈i id=”gid_0″〉信頼性とパフォーマンス：〈/i〉適切に設計された構造化ケーブリングシステムは、信号干渉、クロストーク、およびネットワークパフォーマンスを低下させる可能性のある他の問題を最小限に抑えます。これにより、データセンター全体で信頼性の高い一貫したデータ伝送速度が確保され、最適な運用効率を維持するために不可欠です。
4. 〈i id=”gid_0″〉柔軟性：〈/i〉構造化ケーブリングシステムは、様々な種類のネットワーク機器やテクノロジーをサポートする柔軟性を提供します。異なるネットワーキング規格、プロトコル、アプリケーション、および光トランシーバーに対応し、データセンター運営者が必要に応じて新しいデバイスやテクノロジーを容易に統合できるようにします。機器の移動は、新しいケーブルを再インストールする必要なく、パッチコードの変更だけで済みます。
5. 〈i id=”gid_0″〉ダウンタイムの削減：〈/i〉ケーブルの混雑を最小限に抑え、ケーブル管理を簡素化し、一貫した管理を提供することで、構造化ケーブリングは偶発的なケーブル切断やその他のヒューマンエラーによるネットワークダウンタイムのリスクを低減します。これにより、データセンター内のサービス全体の信頼性と可用性が向上します。
6. 〈i id=”gid_0″〉コスト効率：〈/i〉構造化ケーブリングの初期投資は従来のケーブリング方法と比較して高くなる可能性がありますが、メンテナンスコストの削減、ダウンタイムの最小化、時間の経過とともに変化するビジネスニーズに適応できるスケーラブルなインフラストラクチャを提供することで、長期的なコスト削減を実現します。
7. 〈i id=”gid_0″〉規格準拠：〈/i〉前述のように、TIA-942およびISO/IEC 24764業界規格は、幅広いネットワーク機器やテクノロジーとの互換性を確保するためのベストプラクティスを詳述しています。これにより、データセンター環境内での相互運用性と統合の取り組みが簡素化されます。

AIコンピューティングおよびストレージデバイスがデータセンターに導入されるにつれ、グラフィックス処理ユニット（GPU）が適切に機能するために必要な高速度をサポートするためには、より多くの光ファイバーケーブルが必要となります。基本的なAIコンピューティングアーキテクチャは、128のノードまたはサーバーと8つのスパインスイッチ、16のリーフスイッチを持っています。これらのデバイス間のコンピュート用光ファイバーストランドの数は8192本にもなります！この数には、アーキテクチャに必要なストレージ、インバンドおよびアウトオブバンド管理の接続は含まれていません。ネットワークラックとサーバー、スイッチ間の接続をサポートする構造化ケーブリングシステムを持つことで、これらすべてのケーブルを管理するのに役立ちます。図3は、各8本のファイバーを保持する角度付き（APC）MTP/MPOコネクタを使用したマルチモードファイバーによる一般的なAIチャネルの構造を示しています。MTP/MPO-MTP/MPOトランクは、アプリケーションに最適に合わせてファイバー数をスケールアップできます。

図3

構造化銅ケーブリングシステムもデータセンターで使用されています。銅トランクは、コネクタの終端に必要な時間を削減することで、ケーブリングの展開を迅速化します。図4は、典型的な構造化銅トランクアプリケーションを示しています。これらのトランクを戦略的に実装することで、データセンターのケーブリングシステムの全体的な効率性と信頼性に大きく貢献できることが明らかになります。

図4

要約すると、データセンター、機械学習、AIの世界では、単に計算能力や高度なアルゴリズムだけでなく、これらの技術的な驚異がシームレスに機能することを可能にする縁の下の力持ち – 適切に構造化された光ファイバーまたは銅ケーブリングシステム – も重要です。したがって、次にデータセンターやAIの能力に感嘆する際には、それを可能にする精巧な接続性の舞にも少し思いを馳せてみてください。

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