Cada parte da estrutura de um centro de dados é desenvolvida para proporcionar o melhor desempenho possível às operações de TI corporativas. E o planejamento do cabeamento estruturado para Data Centers é fundamental nesse processo.
O cabeamento estruturado é um sistema padronizado de cabos e hardware de rede projetado para fornecer uma infraestrutura de comunicação flexível, confiável e de alto desempenho.
Para entregar esses benefícios, um projeto de cabeamento estruturado para Data Center envolve a seleção dos cabos, racks, gabinetes, patch panels e conectores que fazem parte da infraestrutura da rede.
Esse planejamento é feito sempre de acordo com a topologia e os requisitos de desempenho definidos para suportar as operações da corporação.
Como resultado, a escolha de um cabeamento adequado proporciona uma transmissão de dados potente, veloz e com alta qualidade, evitando perdas e distorções.
Além de elevar o desempenho do Data Center, isso aumenta a confiabilidade das operações, trazendo flexibilidade para o crescimento natural da cargas de processamento.
Um cabeamento estruturado bem projetado facilita ainda as manutenções, simplificando as rotinas operacionais da empresa.
Você verá neste post todos os detalhes que fazem parte de um sistema de cabeamento estruturado para Data Centers, entendendo como ele colabora para que a infraestrutura de rede de um Data Center seja confiável, escalável e fácil de gerenciar.
Leia e prepare-se para implantar um cabeamento estruturado para Data Center que garanta o funcionamento tranquilo das operações de TI, maximizando o desempenho da infraestrutura digital e suportando todas as demandas da sua corporação!
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Como planejar o sistema de cabeamento estruturado para Data Centers
A primeira etapa de um projeto de cabeamento estruturado para Data Centers é a elaboração de um estudo técnico preliminar. Nele os engenheiros e projetistas envolvidos identificarão desde as dimensões do Data Center aos requisitos de comunicação que ele deverá ter agora e no futuro. Os primeiros passos para isso são:
- Definir a topologia ideal para o projeto
- Verificar as distâncias que os dados precisarão percorrer
- Analisar a velocidade e a conectividade ideal de transmissão para atender às necessidades da empresa
- Projetar a infraestrutura de caminhos para os cabos e transmissão de dados.
Nesta fase, portanto, será feita a definição das topologias e arquiteturas de rede que serão aplicadas no Data Center. Bem como a escolha do tipo de cabeamento, conectores e outros elementos da rede. Para isso, é preciso considerar dados como:
- dimensões do Data Center
- sua infraestrutura e distribuição dos ambientes
- tipos de racks e gabinetes
- trajeto dos cabos.
Após a definição de todos os esses requisitos, o projeto de cabeamento estruturado do Data Center segue com a elaboração de diagramas unifilares, listas de materiais necessários, plantas baixas e memorial descritivo com a projeção de custos para o cliente.
A etapa final é a elaboração de um projeto executivo, que consolida todo o planejamento do cabeamento estruturado de acordo com normas técnicas como a ANSI/TIA-942-B.
O projeto e a instalação do cabeamento estruturado para Data Centers devem atender às normas e padrões que garantem a qualidade da rede.
Isso significa que a implantação do cabeamento estruturado precisa ser muito bem organizada, padronizada e identificada para possibilitar manutenções e reestruturações futuras.
Dessa forma, é possível garantir que as estruturas da rede de cabos sejam construídas seguindo todos os requisitos tecnológicos necessários às demandas que o Data Center deverá suprir ao longo do tempo.
Tipos de cabeamento estruturado para Data Centers
Um dos pontos fundamentais na hora de projetar o cabeamento estruturado para Data Centers é a escolha do tipo de cabo que será utilizado para transmitir dados. Essa decisão precisa levar em conta as principais necessidades e limitações da estrutura.
Dessa forma, optar por equipamentos adequados e de qualidade pode ajudar no desempenho das funções do Data Center e melhorar o seu rendimento.
Existem dois tipos gerais de cabos comumente utilizados no cabeamento estruturado de Data Centers: metálico (par trançado) e fibra ótica. Agora vamos entender um pouco mais sobre cada um deles!
1. Cabeamento de fibra ótica
Os cabos óticos são produzidos com um núcleo de fibra de vidro ou silício. Esse tipo de cabeamento utiliza um feixe de luz ou laser refletido pela fibra para enviar e receber dados.
O cabeamento estruturado de fibra ótica tem como característica a eficiência para a transmissão do sinal com menos limitações de distâncias, evitando interferências ou ruídos.
A fibra ótica também apresenta maior taxa de velocidade.
Vale destacar ainda que os cabos de fibra são mais leves e apresentam maior durabilidade em contato com materiais corrosivos.
O cabeamento estruturado de fibra ótica de um Data Center pode possuir conexões multimodo (MM) ou monomodo (SM), como veremos a seguir.
Canais de fibra ótica monomodo para Data Centers
A fibras óticas monomodo (SM – “single mode”) permitem links de longa distância, mas possuem maior custo que as fibras multimodais.
São utilizadas principalmente quando a distância entre a emissão e a recepção dos sinais de comunicação é maior do que 150 metros.
São bastante úteis também no cabeamento estruturado de Data Centers que necessitam de maior taxa de transmissão, já que permitem amplo aproveitamento da largura de banda.
Atualmente, as fibras monomodo podem transmitir dados com uma velocidade de até 40 GB/s a centenas de quilômetros e de até 10 GB/s em distâncias maiores. O sinal é transmitido com pouca perda de integridade.
Cabeamento de fibra ótica multimodo
As fibras óticas multimodo permitem links de até 2 km.
Apresentam menor custo que as fibras monomodo.
Possuem múltiplas aplicações e instalação mais simples, sendo mais utilizadas em redes internas.
Essas características permitem uma redução da infraestrutura de cabeamento dos Data Centers.
Em termos de desempenho, o cabeamento estruturado de fibra ótica possibilita realizar transmissões com velocidades de até 100 Gbps (gigabits por segundo).
O tráfego de dados pode ser feito por meio de um único par de fibras, o que representa redução na quantidade de fibras necessárias e simplifica a gestão da rede.
Fibras otimizadas para laser OM3, OM4 e OM5
Este tipo de cabeamento é baseado em fibras óticas multimodo que possuem uma nova forma de transmissão baseada em laser, e não mais em LED, capaz de garantir maior largura de banda.
Quanto maior a largura de banda, mais pacotes de informações podem ser emitidos por segundo. E além de maior capacidade, isso representa maior velocidade na emissão de dados.
Para efeito de comparação, enquanto um cabo metálico de par trançado da categoria 6A transmite sinais em frequência média de 500 Mhz, uma fibra OM3 possui largura de banda mínima de 2000 Mhz.km, e a OM4 e OM5, de 4700 MHz.km.
De acordo com a NBR14565, é possível utilizar fibras multimodo OM5, a categoria mais recente, em até quatro comprimentos de onda ao mesmo tempo.
Isso significa, por exemplo, que 40 Gbps podem ser divididos em quatro transmissões paralelas de 10 Gbps, cada uma com um comprimento de onda diferente. Da mesma forma, 100Gbps podem ser transmitidos com quatro emissões de 25Gbps.
Em termos práticos, eleva-se a capacidade de transmissão com uma quantidade quatro vezes menor de fibras.
“No futuro, será possível atender também às velocidades de 200 Gbps e 400 Gbps com transmissões sobre um simples par de fibras ópticas” – dizem os engenheiros Fabian Fink e Luiz Henrique Felchner, da Furukawa.
Isso significa que as futuras redes de cabeamento estruturado para Data Centers terão alta capacidade com redução de infraestrutura e maior otimização de espaços.
Atualmente, a maioria dos Data Centers utiliza redes de fibra ótica de 10 Gigabit ou 40 Gb. Data Centers com eficiência mais elevada, de última geração, já possuem redes de 100 Gb.
2. Cabeamento metálico de cobre
O cabeamento metálico (par trançado ou UTP, como também é conhecido), é um modelo utilizado com frequência nos sistemas de cabeamento estruturado para Data Centers.
Como o próprio nome já diz, ele opera com pares de fios metálicos entrelaçados. O entrelaçamento ajuda a diminuir ou até mesmo cancelar as interferências eletromagnéticas que prejudicam as transmissões.
Esse tipo de solução apresenta alta taxa de transferências, flexibilidade e resistência.
Os cabos de par trançado podem apresentar três variações:
- FTP (Foiled Twisted Pair): cabos com blindagem simples com folhas finas de aço ou de liga de alumínio que circundam os pares do cabo. As folhas servem como barreiras responsáveis pela proteção da estrutura contra interferências externas.
- STP (Shielded Twisted Pair): cabos com blindagem individual para cada par. Com o STP é possível melhorar o alcance com relação a maiores distâncias de transmissão. Esse tipo de cabeamento pode ser utilizado quando a estrutura exigir cabos com grande extensão, com mais de 100 metros, por exemplo.
- SSTP (Screened Shielded Twisted Pair) ou SFTP (Screened Foiled Twisted Pair): apresentam duas camadas de blindagem que envolvem cada par de cabos, o que deixa a estrutura com mais resistência as interferências externas que os cabos anteriores.
As categorias de cabeamento estruturado metálico para Data Centers
Os cabos metálicos suportam distâncias mais curtas que as fibras óticas.
Vejamos agora as diferenças principais entre as categorias de cabos de cobre comumente utilizadas e recomendadas pela ANSI/TIA-568.2-D para projetos de cabeamento estruturado de Data Centers.
Cabeamento de cobre CAT.6A
Pela norma, os cabos de cobre das categorias CAT.6 e CAT.6A podem ser utilizados em links de até 100m.
A categoria 6A transmite sinais em até 10 Gbps com uma largura de banda de 500 MHz. Sua utilização é muito comum em sistemas de cabeamento estruturado para Data Centers corporativos.
Os cabos possuem ótimo custo-benefício, mas necessitam que a interferência de sinal conhecida como “crosstalk”, característica do cabeamento metálico, seja atenuada.
Cabeamento estruturado para Data Center CAT.8
O cabeamento CAT. 8 cobre distâncias de até 30 metros. Porém, se a categoria perde em termos de alcance, ganha em velocidade e capacidade. Os cabos CAT.8 transmitem 40 Gbps, com largura de banda de até 2000 MHz. A categoria também necessita de controle de interferência.
No entanto, por falta de normatização do conector utilizado, essa é uma categoria que ainda não está homologada pelas normas brasileiras. “Na prática, existem cabos para categorias superiores à categoria 6A, mas conectores, não” – explica o engenheiro Fabrício Costa, diretor técnico da Zeittec.
“Por esse motivo, os Data Centers com cabeamento estruturado em par metálico acabam se limitando à CAT 6A”.
É importante salientar que um Data Center pode utilizar cabos metálicos e fibras óticas em diferentes partes de sua estrutura.
E agora que você já conhece os tipos de cabos mais utilizados, veremos como sua escolha é feita de acordo com a arquitetura de rede, que interfere muito num sistema de cabeamento estruturado para Data Centers.
As arquiteturas de rede e o cabeamento estruturado para Data Centers
Na hora de projetar o sistema de cabeamento estruturado de um Data Center, a escolha dos cabos e de suas velocidades de transmissão dependerá muito de como toda a rede de telecomunicação será organizada.
Ou seja, a disposição física de cabos dependerá da arquitetura de rede e da topologia que serão planejadas para a obra.
As arquiteturas de rede são conjuntos de camadas e protocolos de transmissão e armazenamento de dados. Os dispositivos que estão conectados com a internet são os sistemas finais da rede. E não são apenas os computadores. São muitos outros: celulares, sistemas de automação etc.
Os sinais desses sistemas se conectam e percorrem caminhos que passam pelos cabos e também por comutadores de pacotes, roteadores, hubs, switches e outros dispositivos. Enquanto os cabos e equipamentos do Data Center são o meio físico, os dados são a parte lógica encaminhada em pacotes ao seu destino.
Assim, a arquitetura é a interconexão lógica de todos os elementos envolvidos da geração de um sinal até o seu ponto final de entrega.
Baseada nesta arquitetura, a topologia definirá o layout.
Ou seja: como os equipamentos do Data Center serão conectados uns aos outros?
Como será a disposição da rede física de cabeamento estruturado que fará a transmissão das informações na forma de dados, vídeo, voz ou sinais de internet e telefonia?
Atualmente, as arquiteturas de rede mais utilizadas em Data Center são a tradicional com três camadas e a spine-leaf. Antes que você pergunte, conhecer as diferenças entre elas é importante para entender como o tipo, a quantidade e até o comprimento do cabeamento estruturado de um Data Center são definidos. Confira!
Diferenças entre a arquitetura tradicional e spine-leaf
O modelo tradicional, utilizado em Data Centers de pequeno e médio porte, é um projeto hierárquico que divide a rede de tráfego de dados em três camadas. Cada camada tem a sua função específica disponível para o todo das operações.
Esse tipo de arquitetura permite que o projetista escolha o hardware, o software e os mecanismos de rede ideais para a realizar funções específicas em cada camada.
A arquitetura tradicional pode ser executada em projetos que envolvem as redes LAN e WAN. Os projetos LAN, em que todos as redes estão conectadas em um único acesso, são divididos em três camadas de switches principais:
- Camada de acesso (borda): Oferece conexão de um grupo de trabalho/usuários a rede. Possibilita a integração entre rede LAN e a rede WAN
- Camada de distribuição: Estabelece conectividade e limites de acesso entre as camadas
- Camada de núcleo (core): Responsável pelo transporte entre os switches de distribuição externa de toda a rede
Vale ressaltar que o modelo tradicional de arquitetura para Data Center em camadas é uma forma de deixar a estrutura de rede linear dividida em blocos menores, proporcionado o melhor gerenciamento das ferramentas.
Arquitetura spine-leaf
Já a arquitetura de rede spine-leaf é cada vez mais utilizada para Data Centers de médio e grande porte, incluindo estruturas corporativas como as de empresas multinacionais.
A arquitetura spine-leaf tem duas camadas de switching, que dão origem ao seu nome: uma camada spine e uma camada leaf.
A camada de leaf é constituída por switches de acesso que integram o tráfego de servidores. Estes se conectam de forma direta ao spine. Os switches spine e todos os switches leaf estão ligados em uma topologia de malha completa.
Portanto, nesse modelo de arquitetura a rede possui múltiplas conexões, criando rotas alternativas à transmissão de dados. Isso eleva a redundância, garantindo maior disponibilidade e ampliando a segurança na comunicação de informações.
Esse tipo de arquitetura está cada dia mais presente nos projetos de cabeamento estruturado para Data Centers.
O motivo de sua ampla utilização é a capacidade de tráfego seguro de grandes quantidades de dados em alta velocidade.
Comparando arquiteturas de rede para Data Center
Na prática, a arquitetura spine-leaf se difere da tradicional em camadas pelo funcionamento dos switches spine como núcleo da estrutura e dos switches leaf como acessos, proporcionando conectividade aos servidores.
No modelo spine-leaf, além da alta velocidade no processamento e transmissão de dados, é possível proporcionar alta disponibilidade. Isso significa que, quando ocorre alguma falha em um dos switches de nível superior, o Data Center passa apenas por um período curto de baixo desempenho.
Já a arquitetura tradicional, ao dividir a rede em três camadas, diminui a velocidade com que as informações trafegam, pois implementa uma atribuição a mais no sistema em que transitam os dados. Isso torna o modelo spine-leaf mais eficiente.
Topologias de cabeamento estruturado
para Data Center
Com base da definição da arquitetura de rede, define-se topologia do Data Center, que determina como será a conexão dos equipamentos da rede para possibilitar o tráfego das informações com a velocidade e qualidade almejadas.
A escolha da topologia ideal pode ajudar na performance, eficiência, economia e manutenção do Data Center.
Nessa escolha, é preciso considerar que o Data Center deve estar preparado para suportar os protocolos transmissão de dados de forma a permitir seu crescimento de maneira modular, escalável e organizada.
Como é projetada a topologia do sistema de cabeamento estruturado para Data Center?
A topologia básica de um Data Center é definida pela ANSI/TIA‑942‑B. A norma recomenda que o sistema de cabeamento estruturado para Data Center seja projetado com seis áreas básicas:
- Entrance Room (ER): é a sala de entrada. Trata-se de um espaço destinado à conexão entre o cabeamento estruturado do Data Center e o cabeamento externo proveniente das operadoras de telecomunicação.
- Main Distribution Area (MDA): a MDA é uma área crítica de manobra destinada à gestão do cross‑connect principal do cabeamento. É o ponto central de distribuição do cabeamento estruturado do Data Center.
- Intermediate Distribution Area (IDA): a IDA é o espaço destinado ao cross‑connect intermediário do Data Center. Trata-se, portanto, do ponto secundário de manobras e distribuição do cabeamento estruturado de um data‑hall (sala de armazenamento de racks com servidores e seus dados).
- Horizontal Distribution Area (HDA): é uma área utilizada para a conexão de áreas com equipamentos. Inclui o cross‑connect horizontal (HC) e equipamentos intermediários.
- Zone Distribution Area (ZDA): posiciona-se entre o HDA e o EDA, geralmente embaixo do piso. É opcional, mas torna o Data Center flexível, possibilitando configurações rápidas.
- Equipment Distribution Area (EDA): enfim, este é o espaço que abriga servidores, storages e outros equipamentos terminais. Além de switches e outros componentes de comunicação dos dados e voz que circulam pelo cabeamento estruturado do Data Center.
Diferentes topologias
São as variações dessa infraestrutura básica que determinam as diferentes topologias de Data Center.
Algumas, por exemplo, podem conter mais de uma MDA, várias ou apenas uma HDA, e outras necessitam de várias IDAs com múltiplas salas de telecomunicações.
Dentro dessas áreas, existem ainda variadas topologias de conexão, que definem a forma como o cabeamento estruturado é ligada aos equipamentos: cada rack conectado a um switch ou um switch para vários racks, por exemplo.
A estruturação bem planejada dessa rede, que engloba o sistema de cabeamento estruturado do Data Center, é fundamental para garantir boa organização e eficiência na conectividade.
Ela permite também a construção de Data Centers com elevado índice de disponibilidade, capazes de suportar o crescimento da infraestrutura para assimilar novas demandas de processamento e transmissão de dados.
Conectividade
Vimos que projetar o sistema de cabeamento estruturado para um Data Center envolve:
- A escolha do tipo de cabo, que afeta o projeto em termos de custos, velocidade de transmissão de dados e largura de banda (capacidade de transmissão).
- A definição de como o sistema de cabeamento estruturado do Data Center será distribuído e organizado. A velocidade da transmissão de dados sofrerá interferência da arquitetura de rede e da topologia escolhidas.
Agora veremos um terceiro item bastante importante para a eficiência de um sistema de cabeamento estruturado para Data Centers: os conectores.
Conexão MPO
Atualmente, conectores ópticos permitem que redes de cabeamento estruturado baseados em fibra sejam montadas sem necessitar de fusões e emendas entre cabos ou outros componentes.
Conectores MPO são capazes de comportar até 72 fibras ópticas em um único conector. Isso permite a realização de transmissões paralelas com várias fibras o mesmo tempo.
Esse tipo de conexão oferece suporte à transmissão de dados com supervelocidades de 40 Gbps a 100 Gbps. E representa alta escalabilidade e flexibilidade para assimilar futuras elevações de demanda no tráfego de dados.
Tudo isso garante uma infraestrutura de conectividade preparada para suportar a transmissão de dados em sistemas de cabeamento estruturado para Data Centers com alta velocidade.
MPO low-loss
Além de comportarem a transmissão de dados em alta velocidade, conectores MPO com low-loss atenuam perdas comuns dos sinais que trafegam em sistemas de cabeamento estruturado para Data Centers. Isso significa maiores velocidades.
Um exemplo é o Data Center construído pela Zeittec na Sanepar, a Companhia de Saneamento do Paraná.
Com arquitetura de rede spine-leaf, o Data Center possui conectores MPO low loss.
A escolha da arquitetura, dos tipos de cabo e dos conectores garantiram à Sanepar a segurança de trafegar dados que impactam na vida de mais de 9 milhões de consumidores com velocidade de 40 Gb/s.
“A estrutura da rede foi implantada com cabos da Furukawa e conectores de low loss. Ou seja, com baixa atenuação” – conta o diretor-técnico da Zeittec.
“E quanto menor a atenuação, mais velocidade você consegue trafegar dentro do cabo”.
Portanto, da arquitetura da rede aos conectores, da capacidade de tráfego atual às demandas futuras da empresa, todo detalhe conta no planejamento do cabeamento estruturado para Data Centers.
Aproveite para conhecer o Data Center da Sanepar no vídeo abaixo!
Certificação do cabeamento estruturado para Data Center
A certificação do cabeamento estruturado garante que um sistema construído com cabos metálicos CAT6A, por exemplo, tenha todos os seus componentes compatíveis com as especificações da categoria.
Porém, como vimos neste post, o sistema de cabeamento estruturado de um Data Center não é feito apenas de cabos, mas também de conectores e outros dispositivos.
Por isso, durante a certificação, todos os componentes elétricos que fazem parte do canal, como conectores fêmea e macho, patch panel e patch cords são testados em conjunto.
Os testes são realizados com instrumentos apropriados e com a infraestrutura em funcionamento.
A certificação garante que o sistema de cabeamento estruturado para Data Center foi instalado por mão de obra qualificada. Além disso, está de acordo com as normas, e que os equipamentos estão em conformidade com as especificações dos fabricantes.
Em termos práticos, atesta que a capacidade e a velocidade de transmissão de dados pretendida serão realmente viáveis nas operações do Data Center.
Agora que você já sabe quais são os principais elementos que interferem num sistema de cabeamento estruturado de Data Center, entre em contato com a Zeittec para realizar seu projeto com precisão, certificação e garantia de qualidade!
Por que projetar o cabeamento estruturado do seu Data Center com a Zeittec?
Somos uma empresa especializada em todas as soluções para Data Centers.
Entre elas: avaliação de riscos, projeto, construção, reforma, comissionamento, moving e manutenção, incluindo monitoramento de ativos em NOC.
Localizados em Curitiba, possuímos mais de 23 anos de atuação no mercado nacional.
Nesse período, já implantamos Data Centers corporativos para organizações públicas e privadas de norte a sul do Brasil.
Veja alguns dos trabalhos mais recentes que realizamos!
- Safe Room da Autoridade Portuária de Santos, em São Paulo.
- Data Center do IBGE, no Rio de Janeiro.
- Retrofit do Data Center do Grupo Bühler, na Grande Curitiba
- Grupo Águia Branca, no Espírito Santo
- Data Center da ABIN (Agência Brasileira de Inteligência) em Brasília, DF.
- Sala-cofre do MP-MS, em Campo Grande, no Mato Grosso do Sul
- Data Center da Celesc em Florianópolis, Santa Catarina
- Data Center do Grupo Pelissari, em Curitiba
- Data Center do TRF-4 em Porto Alegre, no Rio Grande do Sul
- Data Center da Sanepar em Curitiba, no Paraná.
- Data Center do TJ em Porto Velho, Rondônia.
Com a expertise que possuímos, poderemos projetar seu Data Center corporativo com uma infraestrutura de cabeamento estruturado de alto desempenho e focada em entregar o melhor custo-benefício para o seu perfil de negócios.
Temos vários projetos com soluções de conectividade premiados, como você conferir clicando na imagem!
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Obrigado pela visita, nos vemos em breve!
Comentários
Gilson
Ótimo explicação. Parabéns.
02/09/2023