Cabling & Wireless 2014 Nr. 03 mag-giu

Rivista tecnica sui sistemi e le tecnologie per il trasporto dell'informazione A cura di SPRING Anno 5 n. 3

Maggio-Giugno 2014

Chiedilo a Mario ..................... 4

La parola ai produttori.............. 8

In copertina........................... 18

Langolo di Bicsi .................... 33

Approfondimenti ................... 40

In evidenza ........................... 45

Sistema HD MPO. Il modo semplice .................... 8per migrare verso 40/100GCalcolo dei requisiti di spazio ............................... 18e densit di potenza nei data center

Lo Standard wireless IEEE 802.11ac a 5 GHz e ... 34le sue implicazioni sul Sistema di Cablaggio StrutturatoIl Fenomeno dei Cavi in Alluminio ricoperti ... 40in Rame (CCA) Problematiche e Contromisure

Calcolo deirequisiti di spazioe densit di potenzanei data center

18-la parola ai produttori 1_Layout 1 20/06/13 09:35 Pagina 12

Editoriale

1Maggio-Giugno 2014 z N. 3 z

Verit nascoste

Il fenomeno dei cavi con conduttori realizzati in alluminio e solo ri-coperti da un sottile strato di rame descritto nellarticolo che pub-blichiamo a pag. 42 di questo numero della rivista, non che unodei tanti aspetti di una sorta di industria parallela che sembra lavo-rare esclusivamente per proporre al mercato prodotti di cablaggio abasso costo. La riduzione dei costi di produzione e resta, comunque, un obiet-tivo importante per tutti i produttori, anche di quelli che potremmodefinire di qualit; la differenza sostanziale sta nel fatto che per que-stultimi, le operazioni di cost reduction non sono mai effettuate a di-scapito di altri obiettivi primari, come la rispondenza agli standard,le prestazioni, la facilit duso, la gamma di prodotto, il servizio, etutto quello che permetta loro di competere sul piano, appunto, del-la qualit globale. Altri produttori, invece, scelgono la strada della com-petizione esclusivamente sul piano economico: battaglia decisamentepi facile perch il prezzo di acquisto di un prodotto rappresenta unparametro universalmente comprensibile e facilmente confrontabi-le. Per questi produttori ricerca significa soprattutto (o esclusivamente)identificare materiali e strutture che permettano di presentarsi al mer-cato con un prezzo molto allettante e supportati da una, spesso soloapparente, parvenza di conformit. Per questi prodotti le prestazio-ni effettive sono un requisito di secondo piano: sufficiente poter di-chiarare qualcosa che possa sembrare quello di cui il cliente ha bi-sogno e magari presentare il tutto in una forma che li metta al ripa-ro da eventuali conseguenze legali. E cos troviamo sul mercato caviche dichiarano, per esempio, di superare il test di certificazione peruna determinata categoria (come se questo bastasse a farne un pro-dotto in linea con i requisiti degli standard), cavi che vantano la con-formit con inesistenti Cat 5E o Cat 6a, per arrivare, in casi estremi,addirittura a presentarsi con il marchio contraffatto di un produttorefamoso. Ci si appoggia, in altri termini, su due fulcri che, purtroppo,il mercato mette a disposizione: lesigenza di risparmiare e una cer-ta e diffusa forma di ignoranza tecnica.Lesigenza di contenere i costi di un impianto legittima e com-prensibile, quello che molto spesso discutibile il metodo utiliz-zato per valutare lefficacia di unazione di risparmio ed identifica-re le aree di intervento. Anche in questa fase la strada preferita sem-bra essere quella pi facile, pi ovvia: si riducono i costi rivolgendosia quei fornitori (di prodotto o di servizi) che presentano lofferta eco-nomica pi bassa.Le ragioni che portano a queste forme semplicistiche di risparmio sonotante: le gare al ribasso, il fenomeno degli appalti e subappalti a ca-tena, capitolati tecnici scritti male e/o ambigui, ma soprattutto unaconvinzione che viene da lontano (nel tempo) e mai criticata a suf-ficienza, che il cablaggio non un elemento particolarmente criti-co della rete. Cosa c di pi semplice? Ho bisogno di uninfrastruttura di Cat.6A?basta che mi venga fornito materiale dichiarato Cat.6A! automati-co! E se posso risparmiare perch dovrei rinunciarvi? Tanto poi c iltest che mi dice se tutto funziona correttamente Questo ragionamento non del tutto sbagliato ma applicabile e fun-ziona solo se i prodotti sono pienamente conformi allo standard, lin-

stallatore ha una preparazione tecnica adeguata e il test venga con-dotto rispettando tutte le corrette procedure per quanto riguarda siala configurazione che la strumentazione, condizioni queste che, ingenerale, mal si conciliano con il basso costo. Personalmente ho labitudine di iniziare tutti i corsi sul cablaggio esulla certificazione, facendo vedere i risultati di una misura di pre-stazioni su una rete reale costruita sula base di un cablaggio di qua-lit dubbia e certificato male. Nel caso specifico, a fronte di una ve-locit nominale delle porte di apparato (e quindi attesa dal cliente)di 1Mb/s, il test (RFC 2544), evidenzia velocit di scambio dati rea-li inferiori a 400 Mb/s!! Situazioni come queste sono molto pi fre-quenti di quanto si possa immaginare; lutente della rete, di solito,ne ignora il reale comportamento, tutto sembra funzionare e, maga-ri, anche orgoglioso di quanto riuscito a risparmiare rispetto ai pre-ventivi iniziali.E allora che fare? Io credo che, se ci si deve confrontare con un bud-get economico limitato, la prima regola non risparmiare. O me-glio, non cercare di risparmiare in maniera incontrollata o incon-trollabile ma puntare invece allottimizzazione dellimpianto. Otti-mizzare significa ottenere il risultato desiderato con la minore spe-sa possibile senza rinunciare alle caratteristiche di obiettivo e alla qua-lit necessaria. Questultima frase sembra una grande banalit, invecesottintende unattenta e dettagliata analisi del singolo caso partico-lare per identificare (e ci sono!) le aree in cui si pu intervenire perridurre i costi senza compromettere le caratteristiche e le prestazio-ni richieste. Una rete ottimizzata ben diversa da una rete realizza-ta in economia e il bello di questo approccio che pu generare li-velli di risparmio assolutamente confrontabili, se non addirittura su-periori, a quelli basati sulla ricerca del costo pi basso per prodottoe manodopera. Progettare un impianto ottimizzato , per, molto pidifficile e complesso che progettare basandosi su schemi e soluzio-ni standard e richiede competenze specifiche sulle infrastrutture mol-to alte e non facilmente riscontrabili tra i progettisti di reti. Non cer-chiamo, quindi, di risparmiare sulla parcella del professionista, cer-chiamo, invece, di valutarne la competenza nel settore specifico sul-la base di elementi oggettivi e dimostrabili, come il possesso titoli ecertificazioni indipendenti rilasciate a fronte di esami tecnici. La cer-tificazione BICSI RCDD, per esempio, rappresenta una credenzialericonosciuta, apprezzata e richiesta in tutto il mondo e garantisce nonsolo una solida preparazione tecnica nel campo delle infrastrutturema anche un costante processo di aggiornamento (vedi pag. 33), ol-tre alla severa osservanza di un rigoroso codice etico-professionale,pena la perdita delle credenziali e la radiazione dallalbo. Larticolo citato allinizio di questa chiacchierata, suggerisce di grat-tare il conduttore del cavo per verificare che il rame non sia solo unsottile strato superficiale, ritengo che sarebbe decisamente interessante,anche nel processo di valutazione di molte figure professionali, po-ter andare un po pi a fondo rimuovendo lo strato di smalto con cuispesso si ricoprono

nGiacomo [email protected]

Sommario

Maggio-Giugno 2014Anno 5 - N. 3

Rivista tecnica sui sistemi e le tecnologie per il trasporto dell'informazione A cura di SPRING

Anno 5 n. 3

Maggio-Giugno 2014Chiedilo a Mario ..................... 4La parola ai produttori.............. 8In copertina........................... 18Langolo di Bicsi .................... 33Approfondimenti ................... 40In evidenza ........................... 45

Sistema HD MPO. Il modo semplice .................... 8

per migrare verso 40/100GCalcolo dei requisiti di spazio ............................... 18

e densit di potenza nei data center

Lo Standard wireless IEEE 802.11ac a 5 GHz e ... 34

le sue implicazioni sul Sistema di Cablaggio Strutturato

Il Fenomeno dei Cavi in Alluminio ricoperti ... 40

in Rame (CCA) Problematiche e Contromisure

Calcolo deirequisiti di spazioe densit di potenzanei data center

EDITORIALE Verit nascoste................................................. 1CHIEDILO A MARIO Rubrica di Posta Tecnica .................................. 4

Lesperto risponde ai quesiti dei lettori a beneficio di tutti. Unmodo interattivo e dinamico di fare cultura attraverso ai dubbiche qualcuno esterna ma che molti vivono quotidianamente.

LA PAROLA Sistema HD MPO. ........................................... 8AI PRODUTTORI Il modo semplice per migrare verso 40/100G

La tecnologia MPO con connettori multi-fibra offre lecondizioni ideali per realizzare reti dati ad alte prestazioni neidata center e in grado di gestire le esigenze presenti e future. possibile creare linfrastruttura necessaria con un ristrettoinsieme di componenti di base: cassetti pre-assemblati, racke cavi trunk. Ma i collegamenti in ottica parallela hannorigorose esigenze in termini di pianificazione, amministrazionee scelta di prodotto. La gestione della polarit e delladisposizione delle singole fibre deve essere definita conprecisione per ogni canale e deve anche essere valutato ilvalore dellattenuazione di ogni singola tratta di fibra e deirelativi connettori per garantire la massima qualit ditrasmissione. Questo articolo ha lo scopo di offrire al lettoreuna panoramica introduttiva sullapplicazione pratica dellatecnologia MPO e descrive lapproccio pi opportuno permigrare da 10G Ethernet a 40/100G Ethernet conunattenzione particolare riservata ai metodi per il controllodella polarit dei collegamenti.

IN COPERTINA Calcolo dei requisiti di spazio ..................... 18e densit di potenza nei data center Il tradizionale metodo per esprimere la densit di potenza inun data center con il semplice numero di watt per metro qua-drato (o watt per square foot) una pratica infelice che hacausato inutile confusione oltre a sprechi di energia e denaro.Questo articolo vuole dimostrare come la metodologia tipi-camente utilizzata per identificare e specificare la densit dipotenza sia intrinsecamente errata e propone un approcciopi corretto per stabilire i requisiti di spazio e definire le spe-cifiche raccomandate per la densit nelle situazioni tipiche.

LANGOLO DI BICSI Restare aggiornati ......................................... 33Lo Standard wireless IEEE 802.11ac a 5 GHz .. 34e le sue implicazioni sul Sistema di Cablaggio StrutturatoLo standard per collegamenti wireless IEEE 802.11ac pu, al-meno in teoria, permettere collegamenti addirittura fino a6,93 Gb/s. Questo livello di prestazioni, mai raggiunto prima,comporta pesanti implicazioni sul dimensionamento e la rea-lizzazione dellinfrastruttura di cablaggio. Per la prima voltala scelta del cablaggio tra router wireless e switch di rete di-venta unattivit cruciale per lottenimento delle prestazionimulti-gigabit e per supportare pienamente le capacit di con-nessione degli access point wireless di prossima generazione.

APPROFONDIMENTI Il Fenomeno dei Cavi in Alluminio ricoperti ... 40in Rame (CCA) Problematiche e Contromisure I cavi per telecomunicazioni con conduttori in alluminio ri-coperti in rame, possono apparire interessanti per il prezzodecisamente competitivo, ma non rispecchiano le indicazionidegli standard e possono creare molti problemi a chi li uti-lizza e a chi li installa. In questo articolo di Fluke Networks,si analizza il problema e i metodi esistenti per rilevare la pre-senza nella propria rete di questi prodotti pericolosi.

IN EVIDENZA Novit in evidenza ....................................... 45Una vetrina dei prodotti, delle soluzioni e degli annuncipi recenti, presentati sinteticamente dalle stesse aziendeproduttrici o distributrici.

Indice degli inserzionisti .............................. 52

Sommario

Chiedilo a Mario

4z N. 3 z Maggio-Giugno 2014

D Alcuni lettori ci hanno chiesto qualche chiarimentoriguardo ai problemi di installazione del cablaggio diCategoria 6A o superiore. In particolare sono inte-ressati a suggerimenti riguardanti le tecniche otti-mali per la stesura e lorganizzazione dei cavi al-linterno delle strutture di contenimento, ovvero lecanalizzazioni e le scatole di terminazione.

R Cominciamo dai cavi di Categoria 6A. Come regolagenerale possiamo intanto dire che pi alte sono leprestazioni del sistema, tanto maggiore deve esserela cura posta nella realizzazione dellinstallazione.Quindi, per un sistema di Cat 6A (soprattutto nellaversione non schermata!) che deve operare perfetta-mente fino alla frequenza di 500 MHz il consiglionon pu che essere quello utilizzare prodotti dibuona qualit, seguire rigorosamente le indicazionidel produttore sulle regole e sulle metodologie di ter-minazione dei connettori: infatti, solo in apparenzai connettori di costruttori diversi sono tutti simili fraloro, mentre in realt presentano sempre qualcheparticolarit che ne differenzia le prestazioni ma an-che le procedura e le precauzioni durante linstalla-zione, nonch la facilit con cui si possono ottenere in modo consistente le migliori prestazioni dalprodotto. Guardiamoci quindi dallapproccio vistouno, visti tutti che conduce, come lesperienza ci in-segna, ad errori talvolta grossolani con le conse-guenti perdite di tempo ma soprattutto alla compro-missione delle prestazioni complessive. inoltre raccomandabile trattare il cavo con le do-vute cautele: in particolare indispensabile nonscendere mai sotto il raggio minimo di curvatura in-dicato dal produttore. In assenza di indicazioni spe-cifiche per il prodotto, occorre rispettare le indica-zioni fornite dagli standard: tipicamente un raggio dicurvatura non inferiore a 4 volte il diametro esterno,per i cavi a 4 coppie.

Inoltre, ovviamente, necessario rispettare in modoparticolarmente scrupoloso le altre linee guida ge-nerali per una corretta installazione: non usare fascette plastiche (n tantomeno metal-

liche) per assemblare o fissare i fasci di cavi eadottare invece quelle in Velcro che non danneg-giano le prestazioni; evitare del tutto la fascettaturaquando non sia realmente indispensabile vale adire soltanto in corrispondenza degli armadi e co-munque nei percorsi verticali lasciando i cavi liberi e laschi lungo i percorsi orizzontali dovenon occorre alcun sostegno, salvo eventualmentenelle curve

evitare attorcigliamenti e grovigli lungo linteropercorso dei cavi, non soltanto a stesura comple-tata ma e spesso risulta pi difficile anche nelcorso delle operazioni preliminari di preparazionealla posa e di organizzazione del vano tecnicoprima della terminazione negli armadi

Chiedilo a MarioRubrica di domande e risposteRiportiamo in questa rubrica una selezione delle domande (e le risposte) ai quesitipi interessanti che abbiamo raccolto durante i nostri corsi e dal contatto conti-nuo con gli operatori tecnici del mondo dellITS. Invitiamo tutti i lettori a sottoporcii loro quesiti inviando la richiesta allindirizzo [email protected] domande di interesse pi generale saranno pubblicate, in forma rigorosamenteanonima, su queste pagine. A cura di Mario Vellano (*)

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scongiurare eventuali schiacciamenti dei fasci o disingoli cavi, anche durante le fasi di preparazionealla posa e nel corso dei lavori di messa in opera

Tenga anche presente che un sistema in Cat 6A nelrispetto delle normative tecniche dovr anche es-sere sottoposto al test di Alien Crosstalk. Al fine direndere pi spedito questo test e per avere le mas-sime probabilit di ottenere risultati positivi, i fasci dicavi sul retro dellarmadio devono piccoli (si racco-mandano 12 cavi per fascio) e devono essere aperti(slegati) appena raggiungono la parte orizzontale delloro percorso. I cavi di categoria superiore ( Cat 7 eCat 7A) esistono solo nella versione schermata, per-tanto, da un certo punto di vista, sono pi tollerantinei confronti di alcune tipologie di problemi, a pattonaturalmente che i collegamenti equipotenziali everso terra dello schermo (vedi pi avanti) venganorealizzati a regola darte.

D Unaltra domanda che spesso ci viene rivolta, ri-guarda le caratteristiche e le prestazioni che diffe-renziano le due categorie di fibre ottiche multimo-dali ottimizzate per lutilizzo di emettitori laser(VCSEL).

R Dal momento si tratta di un argomento importante eche suscita notevole interesse, lo abbiamo gi trattatopi volte, sotto diverse angolazioni, su questa rivista.Per questo motivo preferisco rimandare allarticoloOM4 Conosciamola meglio pubblicata sul n. 6del 2010 di Cabling & Wireless e che si pu scari-care gratuitamente dal nostro sito. L si possono tro-vare tutte le informazioni di carattere generale sul-largomento, si dal punto di vista tecnico ecostruttivo, che riguardo agli aspetti applicativi, alleprestazioni e, non ultimi, i riferimenti alle normativetecniche. Resto volentieri a disposizione su queste colonne oprivatamente per eventuali approfondimenti suaspetti pi specifici.

D Qual la migliore soluzione di cablaggio da sce-gliere per proteggersi dai disturbi elettromagneticipresenti nel sito di installazione?

R Premetto che la discussione riguardante la prote-zione da disturbi EMI (Electro-Magnetic Interference) un argomento talmente complesso e legato a un nu-mero di fattori cos ampio che, ferma restando lateoria generale che descrive il fenomeno, di fatto si costretti ad affrontare il problema con un approc-cio prevalentemente empirico, legato alle specifichecircostanze. Per questo motivo, e per ragioni di bre-vit, mi limito a fornire alcune semplici considera-zioni di carattere pratico, che ritengo possano essereutili in ogni caso.

Ogni qualvolta necessario far correre dei cavi in unambiente inquinato da Radiofrequenza o dal altrifenomeni disturbanti, il primo consiglio quello diprendere in considerazione limpiego di fibre ottiche;naturalmente tale scelta, ottimale per i nostri scopima impegnativa, devessere valutata anche sotto al-tri aspetti sia tecnici che economici. In alternativa possibile considerare ladozione di un sistema di ca-blaggio di tipo schermato, tenendo conto dei van-taggi ma anche della maggiore complessit e criticitdi questa opzione.

Al pi diffuso cavo di tipo F/UTP (dotato di unoschermo in foglio che avvolge le quattro coppie) raccomandabile preferire la versione S/FTP, F/FTP o,ancora pi interessante, scegliere cavi a costruzioneU/FTP (dotati, cio, di uno schermo in foglio su cia-scuna delle quattro coppie). Lo schermo, qualunquesia la struttura del cavo selezionato, deve assoluta-mente essere ben connesso a terra da entrambi i lati,con collegamenti a bassissima impedenza. Per que-sto scopo non possibile pertanto affidarsi soltantoal filo di continuit (drain wire) ma necessario farein modo (scegliendo anche opportunamente il pro-dotto) che la carcassa del connettore abbia una su-perficie di contatto con lo schermo (o gli schermi) delcavo la pi ampia possibile; inoltre occorre verificareche la struttura metallica del pannello sia collegata aterra con un cavo apposito di sezione adeguata(come minimo 10 mm2). Per installazioni da realiz-zarsi in ambienti particolarmente rumorosi dal

Figura 1 Fasci di cavi soprattutto se in Categoria 6A non schermata fascettati in questo modo, pur avendo unapparenza molto or-dinata, non garantiscono lottenimento delle migliori prestazionipossibili, a parit di componenti.

igura 2 Confronto di prestazioni fra i diversi tipi di fibre MM riconosciutedagli standard

Chiedilo a Mario


punto di vista dei disturbi elettromagnetici, potrebbeanche essere utile, in sede di certificazione, effet-tuare la verifica di due parametri che, sebbene inclusia tutti gli effetti nello standard, non sono tuttavia ri-chiesti (almeno per il momento) ai fini della verificastrumentale. I parametri a cui mi riferisco sono ilTCL (Transverse Conversion Loss) e lELTCTL (EqualLevel Transverse Conversion Transfer Loss): essi for-niscono unindicazione significativa di quanto il si-stema sia in grado di rigettare disturbi provenientidallesterno. Questi parametri possono essere misu-rati con strumenti certificatori di ultima generazionecome il Fluke Networks DSX-5000.

bene osservare che tali parametri misurano il gradodi bilanciamento del segnale sulle coppie del cavo,ovvero di fatto la sua qualit costruttiva: un aspettodel tutto indipendente dalla presenza di uneven-tuale schermatura. E infatti quanto detto a questo

proposito vale altrettanto bene per i cavi U/UTP cherestano unottima scelta anche in ambienti con unaforte presenza, o rischio, di disturbi EMI. In ultimaanalisi, salvo situazioni molto specifiche come le in-stallazioni in ambito ospedaliero, ladozione di unasoluzione di cablaggio di tipo non schermato restanella maggior parte dei casi la migliore scelta possi-bile da parte del progettista, tenuto conto di tutti i fat-tori in gioco inclusi gli aspetti tecnici, prestazionalied economici. Il punto cruciale per affrontare consuccesso la sfida della resistenza ai disturbi risiedeprincipalmente nella qualit dei componenti e nel-laccuratezza della progettazione (per esempio perquanto riguarda il rispetto delle distanze nella sepa-razione elettrica dai cavi di alimentazione e fra cavidi segnale di diverso tipo) e delle procedure di in-stallazione molto pi che nella semplice presenza diun eventuale schermo. Il quale resta unopzione chepu fornire un ulteriore grado di protezione, a pattonon soltanto che restino salvaguardati i criteri diqualit appena accennati, ma che in aggiunta ven-gano rispettati i dettami di una buona interconnes-sione degli schermi e dei collegamenti verso terra e,aspetto essenziale, che il sistema di terra delledificiosia omologato rispetto ai requisiti di un sistema di ca-blaggio strutturato (rif. ANSI/TIA/EIA 607-B, ISO/IEC60364, CENELEC EN 50174-2).

n

(*) Mario Vellano, RCDDDirettore Tecnico Cabling & [email protected]

Commenti / Informazioni

igura 3 Quanto migliore il valore di ELTCTL, tanto minore sar la con-versione dei disturbi di modo differenziale (DM) in modo comune(CM) e viceversa, in altre parole tanto migliore sar il bilancia-mento del cavo

La parola ai Produttori


Sistema HD MPOIl modo semplice per migrare verso 40/100GLa tecnologia MPO con connettori multi-fibra offre le condizioni ideali perrealizzare reti dati ad alte prestazioni nei data center e in grado di gestire leesigenze presenti e future. possibile creare linfrastruttura necessaria conun ristretto insieme di componenti di base: cassetti pre-assemblati, rack ecavi trunk. Ma i collegamenti in ottica parallela hanno rigorose esigenze intermini di pianificazione, amministrazione e scelta di prodotto. La gestionedella polarit e della disposizione delle singole fibre deve essere definitacon precisione per ogni canale e deve anche essere valutato il valore del-lattenuazione di ogni singola tratta di fibra e dei relativi connettori per ga-rantire la massima qualit di trasmissione. Questo articolo ha lo scopo dioffrire al lettore una panoramica introduttiva sullapplicazione pratica dellatecnologia MPO e descrive lapproccio pi opportuno per migrare da 10GEthernet a 40/100G Ethernet con unattenzione particolare riservata ai me-todi per il controllo della polarit dei collegamenti. Thomas Wellinger - R&M (*)

n I Componenti MPOCome introduzione, per fornire ai let-tori le informazioni di base, iniziamocon una presentazione dei compo-nenti necessari per costruire un col-legamento in ottica parallela MPO.Pu essere utile far riferimento allar-ticolo Connettori MPO/MTP1 - In-troduzione alla tecnologia ottica pa-rallela pubblicato sul n. 3-4/2012 diquesta rivista per avere maggiori in-formazioni sulla tecnologia 40/100GbE e sui collegamenti in ottica pa-rallela.

1 MTP un marchio registrato della Soc. USConnect Hickory, NC, USA


Per semplicit, questo articolo uti-lizza la definizione MPO al postodella definizione pi corretta diconnettori MPO/MTP. R&M utiliz-za esclusivamente connettori chesoddisfano i requisiti dello standardpi restrittivo MTP, tutti i compo-nenti descritti in questo articolosono, senza eccezione alcuna, com-ponenti MTP. Lautore, pertanto,ha deciso di evitare di aggiungere ladesignazione MTP.

z ConnettoriI connettori MPO permettono dicollegare simultaneamente fino a 72fibre. Il collegamento deve esserestabile e le estremit delle fibreperfettamente all ineate. Questiaspetti sono essenziali per ottenerei parametri di trasmissione che lap-plicazione richiede. Una connes-sione difettosa pu portare, in casilimite, al danneggiamento dei com-ponenti o al completo fallimento delcollegamento.I connettori MPO sono disponibiliin versione maschio (con le spinedi allineamento) o femmina (congli alloggiamenti per le spine).

Le spine garantiscono che le estre-mit dei connettori siano perfetta-mente allineate nella zona di con-tatto e che non ci sia alcuno spo-stamento relativo tra le fibre.

Due altre caratteristiche chiaramen-te visibili sul connettore sono lesporgenze e i solchi (le chiavi) sullaparte superiore. Queste chiavi ga-rantiscono che le bussole tengano iconnettori correttamente allineatitra di loro.

z BussoleEsistono due tipi di bussole MPO inbase alla posizione della chiave.

Tipo A: Chiave-sopra/Chiave-sottoIn questo tipo la chiave posi-zionata in alto da un lato e in bas-so dallaltro. I due connettorisono quindi collegati ruotati di180 luno rispetto allaltro.

Tipo B: Chiave-sopra/Chiave-sopraEntrambe le chiavi sono posizio-nate in alto. I due connettori sonocollegati nella stessa posizionerelativa.

z Regole di collegamento

1. Quando si realizza un collega-mento MPO, sempre necessarioutilizzare un connettore maschioe un connettore femmina uniti dauna bussola MPO.

2. Non realizzare mai un collega-mento maschio-maschio o fem-mina-femmina.In un collegamento femmina-fem-mina, i core delle fibre non sononellesatta posizione relativa per-ch mancano le spine di allinea-mento: questo porta ad avere per-dita di prestazioni.Un collegamento maschio-ma-schio porta a risultati ancora pidisastrosi. Le spine di allinea-mento interferiscono tra di loroimpedendo il contatto. possibi-le anche che i connettori subi-scano danni permanenti.

3. Non smontare mai un connettoreMPO. molto difficoltoso estrarre lespine di allineamento da un con-nettore MPO e questa operazionepu portare alla rottura delle fibre.Tenere anche presente che la ga-ranzia decade se si tenta di apri-re il guscio del connettore.

z CaviI cavi MPO sono forniti gi terminati.Questa soluzione richiede grande at-tenzione nella fase preliminare dipianificazione ma offre anche inte-ressanti vantaggi: tempi di installa-zione ridotti, qualit misurata e ga-rantita e grande affidabilit.

Cavi Trunk (Cavi patch)I cavi trunk stabiliscono il collega-mento tra moduli MPO, cavi patch oibridi. I cavi trunk sono disponibiliin configurazione con 12 o 24 fibre.Le loro estremit sono terminate suconnettori MPO maschi. Quandosono utilizzati come patch cordMPO, sono equipaggiati di connet-tori di tipo femmina ad entrambe leestremit.


Figura 1 (SX) MPO maschio con perni di allineamento (pin) e (DX) MPO femmina senza pin

Figura 2 Adattatori MPO (bussole): da chiave-sopra a chiave-sotto (SX), da chiave-sopra a chiave-sopra (DX)

Figura 3 I cavi trunk sono disponibili in versione maschio-maschio (SX) e femmina-femmina (DX)



Cavi IbridiI cavi ibridi realizzano una conver-sione da cavo multi-fibra a cavi e con-nettori per fibra singola. I cavi ibrididisponibili presso R&M sono termi-nati con connettori maschi o femmi-na dal lato MPO; le singole fibre sonodisponibili con connettori SC o LC.

Cavi ad XI cavi ad X con 24 fibre sono utiliz-zati di solito per collegare moduliMPO. Entrambe le estremit sonosuddivise su due rami terminati, quin-di, con connettori MPO da 12 fibre.

Cavi ad YI cavi ad Y sono, di norma, utilizzatinella versione da 2 ad 1. Un tipico uti-lizzo quello di collegare due cavitrunk da 12 fibre ad una patch cord da24 fibre nel processo di migrazione

verso apparati a 100 GbE. Piuttostopoco utilizzate sono le versioni da 1 a3 che permettono a tre connettoriMPO da 8 fibre di convergere su uncavo trunk da 24 (applicazioni 40 GbE).

Cavi patch duplexIn questo caso non si parla di caviMPO, ma delle classiche bretelle du-plex. Sono disponibili in versioneincrociata (da A ad A) o in versio-ne diritta (da A a B) e sono termi-nate con connettori SC o LC

z Moduli e placchette porta-bussoleI moduli e le placchette porta-bus-sole, permettono il collegamentodei cavi trunk con i cavi patch.

Modulo HDI moduli MPO HD (ad alta densit N.d.T.) permettono allutente di

distribuire le fibre di un cavo trunkalle bretelle duplex. Come unitpre-assemblata, i moduli MPO sonoequipaggiati con 12 o 24 fibre e han-no, sul frontale, adattatori compattiLC duplex o SC duplex o E-20002 ;sul retro, connettore MPO.

Placchette porta-bussoleLe placchette porta-bussole HD per-mettono il collegamento di cavi trunkMPO con cavi patch MPO o cavi ibridi.Le placchette MPO HD sono disponibi-li con un massimo di 12 bussole MTP,tipo A o tipo B. Utilizzando quattro plac-chette su un pannello HD (con MPO da24 fibre) si pu ottenere, nel caso limi-te, una densit massima che pu arriva-re a 1.152 fibre in una sola unit rack.

Figura 4 Cavo ibrido con connettore MPO maschio

Figura 5 Cavo ad X con connettori MPO a 12 bre

Figura 6 Cavi ad Y in versione 2 a 1 (SX) e in versione 1 a 3 (DX)

Figura 7 Patch cord LC duplex in versione incrociata (SX) e in versione diritta (DX)

Figura 8 Modulo MPO ad alta densit (HD)con adattatori LC

Figura 9 Placchetta porta-bussole da 12 MPO

2 E-2000, prodotto su licenza di Diamond SA,Losone - CH


n I metodi per il controllo della polarit

I connettori e le bussole sono totalmentepolarizzati per garantire sempre il cor-retto orientamento di connessione. I tremetodi per assicurare il rispetto della po-larit del collegamento, A, B e C, comedefiniti dalla standard TIA-568-C, ga-rantiscono la corretta distribuzione deisegnali bi-direzionali. Questo capitolodescrive brevemente questi metodi.

z Metodo AIl metodo A utilizza trunk di tipo A di-ritti (pin 1 con pin 1) e bussole MPOdi tipo A (chiave-sopra/chiave-sotto).Ad una estremit del link c una patchcord diritta (A-B), allaltra estremituna patch cord incrociata (A-A). Lin-crocio dei segnali a livello di coppiasi realizza, quindi, nella patch cord.Da notare che per ogni link possibileutilizzare una sola patch cord A-A. I componenti MPO di R&M sono di-sponibili per il metodo A fin dal 2007.Questo metodo pu essere implemen-tato abbastanza facilmente perch ne-cessario disporre di moduli di un solotipo ed , probabilmente, il pi diffuso.

z Metodo BIl metodo B utilizza trunk di tipo Bincrociati (pin 1 con pin 12) ebussole MPO di tipo B (chiave-so-pra/chiave-sopra). In questo caso,comunque, le bussole di tipo B sonoutilizzate in maniera diversa alle dueestremit (chiave-sopra/chiave-soprae chiave-sotto/chiave-sotto), il checomporta dover dedicare maggiore at-tenzione (con conseguenti maggioricosti) in sede di pianificazione. Unapatch cord diritta (A-B) usata ad en-trambe le estremit del link.Il metodo B non gode di larghi favoria causa delle difficolt e dei costicorrelati alla fase di panificazione.R&M non supporta questo metodo ameno che non ci sia unesplicita ri-chiesta da parte del cliente.

z Metodo CIl metodo C utilizza un cavo trunk ditipo C con le coppie ribaltate3 e bussole MPO di tipo A (chiave-so-pra/chiave-sotto). Ad entrambe le

estremit del link si utilizzano patchcord diritte (A-B). In altre parole, lin-crocio delle fibre, per mantenere la po-larit corretta del collegamento, av-viene allinterno del cavo, questo au-menta le difficolt di pianificazione ei costi associati quando pi cavi trunksono collegati tra di loro in cascata. Seil numero di cavi trunk collegati tra diloro pari, necessario utilizzare unapatch cord incrociata (A-A).Il metodo C non molto diffuso sia perla difficolt di pianificazione che per icosti. R&M non supporta questo meto-do a meno che non ci sia unesplicita ri-chiesta da parte del cliente.

z Metodo SIl metodo S (definizione introdotta daR&M) disponibile dal 2013. Richiedeun solo tipo di patch cord (A-B). lin-crocio delle fibre per la tra smissione deisegnali duplex (10GBASE-SR) avvienenella cassetta pre-assemblata). Lo sche-ma delle connessioni per il cavo trunk

e le patch cord, ovvero il percorso del-la luce, rimane sempre lo stesso, anchein caso di trasmissione parallela per in-stallazioni 40/100 GbE.Essendo le 12 porte LC suddivise in Txe Rx, tutte le fibre Tx sono convoglia-te in un MPO a 12 fibre e tutte quel-le Rx in un altro MPO a 12 fibre. Que-sti due MPO possono essere raggrup-pati, per esempio, in un cavo a X. Neimoduli sono installate bussole di tipoB. Per mezzo di trunk di tipo B pos-sono quindi essere realizzati cablag-gi simmetrici per 1G, 10G, 40G,100G. questo significa che la capaci-t pu essere incrementata diretta-mente in modo semplice ed econo-mico. Lunica operazione da com-piere la sostituzione del modulo consemplici placchette porta-bussole.

z Panoramica dei metodi di polarizzazione

La seguente tabella riassume i tremetodi analizzati:


3 Coppie ribaltate signica che ogni coppia dibre adiacenti incrociata da unestremit delcavo allaltra. Cos, la bra che in posizione1 ad unestremit del cavo si trover in posi-zione 2 allaltro estremo, e viceversa [n.d.t.].

Metodo di Tipo di Cavo Tipo di Tipo diPolarizzazione MPO/MTP Modulo Bretella

Duplex

A A A 1 x A-B(Bussola 1 x A-ATipo A)

B B B1, B2 2 x A-B(Bussola Tipo B)

C C A 2 x A-B(Bussola Tipo A)

S B S 2 x A-B(Bussola Tipo B)

Tabella 1 Metodi di polarizzazione e tipologie di componenti

StandardTIA-568-C(DuplexSignals)

StandardTIA-568-C(Parallel-Signals)


n Migrazione da 10 GbE a 100GbE

Fibre ottiche OM3 e OM4 in colle-gamenti in ottica parallela terminatesu connettori MPO: questi sono gliingredienti per le future tecnologie40/100 GbE in ambiente cablaggiostrutturato. Questo paragrafo de-scrive come portare a termine consuccesso la migrazione da 10 GbEa 40/100 GbE e gli aspetti principalida tenere in mente.La ristrutturazione totale di un datacenter non certamente un eventomolto frequente. Quando la si deveeffettuare, per il responsabile dellarete rappresenta loccasione persfruttare immediatamente i vantag-gi delle tecnologie pi recenti e digettare le basi per ottenere presta-zioni ancora superiori in futuro.Convertire gradualmente o espan-dere linfrastruttura esistente perpermettere lutilizzo di 40/100 GbEdiventer unattivit piuttosto fre-quente nei prossimi anni, anzi, do-vr necessariamente esserlo. Unapproccio utile quello che preve-de la sostituzione, per prima cosa,dei componenti passivi esistenti,successivamente si sostituiranno icomponenti attivi man mano che di-venteranno disponibili e convenienti

sul piano finanziario. Lespansionedella capacit , di norma, esegui-ta in tre fasi:

1. Espansione della capacit negliambienti esistenti 10 GbE

2. Espansione della capacit da 10GbE a 40 GbE

3. Espansione della capacit da 40GbE a 100 GbE

Queste fasi sono discusse qui di se-guito.

z Espansione della capacit negliambienti esistenti 10 GbE

Gli standard TIA-942-A, EN 50174-2:2009, ISO/IEC 24764 e prestoanche IEC 50600-2-4 forniscono lespecifiche per la pianificazione del-la rete nei data center. I passi og-getto di questo paragrafo prevedo-no una rete opportunamente benstrutturata ed installata e descrivo-no esclusivamente il processo di mi-grazione.Il primo passo nella migrazione da10 GbE a 40/100 GbE certamen-te quello che prende in considera-zione lespansione della capacitnellambiente 10 GbE esistente. Inquesto caso si sostituisce il cavo dibackbone con un cavo MPO a 12

fibre. Con i moduli (cassette)LC/MPO e le relative patch cord sicollegano gli switch 10 GbE.

Per i segnali duplex, importantenotare che lo standard TIA-568-C siriferisce a cavi trunk femmina e mo-duli maschio. R&M, comunque,raccomanda linstallazione di cavitrunk nella versione maschio e i mo-duli nella versione femmina per fa-cilitare la migrazione. Migrandoverso soluzioni in ottica parallela,infatti, possono essere utilizzatepatch cord femmina-femmina percollegare il cavo trunk. Questa so-luzione riduce la complessit delcablaggio. La migrazione potrebbeanche essere realizzata utilizzandoil cavo nella configurazione con-venzionale femmina-femmina ma,poich i transceiver hanno unin-terfaccia MPO maschio, i cavi trunkesistenti dovranno poi essere sosti-tuiti o si dovranno adottare patchcord ibride (maschio-femmina).

In funzione dellinfrastruttura esi-stente e del metodo di polarizza-zione adottato, sono possibili di-verse combinazioni:

Metodo A: Figg. 10, 11, 12.


Figura 10 10G, Caso 1 cavi trunk MPO (di tipo A, maschio-maschio) rimpiazzano un vecchio collegamento duplex (al centro). I moduli MPO (di tipoA, femmina) forniscono la conversione verso le bretelle LC duplex A-B (SX) e A-A (DX). Dato che i moduli MPO ad alta densit hanno due adat-tatori MPO allestremit del trunk, unopzione potrebbe essere quella di consolidare i due MPO da 12 bre in un solo cavo a X da 24 bre.

Figura 11 10G, Caso 2 cavi trunk MPO (di tipo A, maschio-maschio) sostituiscono un collegamento duplex (al centro). Un modulo MPO (di tipo A,femmina) forniscono la conversione verso le pre-esistenti bretelle LC duplex A-B (SX). Una placchetta porta-bussole (di tipo A) e un cavo ibrido(femmina) rimpiazzano la bretella duplex LC.

Figura 12 10G, Caso 3 connessione costi-tuita da una bretella LC duplex A-B,un modulo MPO (tipo A, femmina)ed un cavo ibrido (maschio).



Metodo S: Fig. 13

z Espansione della capacit da 10GbE a 40 GbE

Se il passo successivo prevede la so-stituzione degli switch 10G con la

versione a 40G, questo potr essererealizzato molto semplicemente so-stituendo i moduli MPO con sem-plici placchette di bussole MPO.

Linstallatore dovr stare attento almetodo utilizzato per garantire lacorretta polarit.Metodo A: Fig. 14

Figura 13 10G I cavi trunk MPO (tipo B, maschio-maschio) sostituiscono il cavo trunk (al centro), i moduli MPO (tipo S, femmina) forniscono la con-versione verso le bretelle LC duplex A-B pre-esistenti (SX e DX). Dato che sia TX che RX del modulo tipo S vengono distribuiti ad un solo con-nettore MPO, la disposizione considerata prevede un cavo a X e due cavi trunk.

Figura 14 Sostituzione di moduli MPO con placchette porta-bussole MPO (di tipo A) e delle bretelle LC duplex con patch cord MPO di tipo A, femmina-femmina (SX) e di tipo B, femmina-femmina (DX). Il vecchio cavo a X pu servire al massimo due link a 40G.

Figura 16 Espansione della capacit di un cavo trunk MPO (maschio-maschio) con laggiunta di unsecondo cavo trunk; le placchette porta-bussole MPO (di tipo A) restano immutate men-tre le patch cord MPO vengono sostituite con cavi a Y.

Figura 15 Sostituzione di moduli MPO con placchette porta-bussole MPO (di tipo B) e delle bretelle LC duplex con patch cord MPO di tipo B, femmina-femmina (SX e DX). Confrontando questa congurazione con lo Standard TIA-568-C si nota immediatamente che i metodi S e B sono identiciper segnali ottici paralleli. Il vecchio cavo a X, anche in questo caso, pu servire al massimo due link a 40G.

Metodo S o Metodo B: Fig. 15

z Espansione della capacit da 40GbE a 100 GbE

Finalmente, come passo finale, pos-sono essere installati switch 100G; in

questo caso necessario luso di caviMPO a 24 fibre4. Il precedente col-legamento a 12 fibre pu sia essereespanso con laggiunta di una se-

conda linea a 12 fibre che sostitui-to con linstallazione di un cablag-gio a 24 fibre.Metodo A: Figg. 16, 17

4 Ci si riferisce ad applicazioni 100GBASE-SR10(10 X 10G). Comunque, in caso di applicazioni100GBASE-SR4 (4 X 25G), lo scenario potrebbecorrispondere ad uno di quelli riportati nel para-grafo 3.2 perch il cablaggio pu essere realiz-zato con MPO a 12 bre.


Metodo S o Metodo B: Figg. 18,19.

n Bilancio EnergeticoIl controllo del bilancio energeticogioca un ruolo chiave nella pianifi-cazione di una rete in ottica paral-lela. Se si supera il budget massimoa disposizione, o si realizzano col-legamenti pi corti per mantenereuna determinata larghezza di banda,o si riduce la banda per mantenereuna determinata lunghezza del link,Figura20.

Per le trasmissioni a 40 GbE e 100GbE, IEEE 802.3ba definisce, comelunghezza massima, solo 100 m perfibre OM3 e 150 m per fibre OM4.Il grafico in Figura21 mostra il bud-get di energia confrontato con quel-lo relativo alla trasmissione in 10GbE.


Figura 17 Soluzione MPO a 24 bre: utilizzando un cavo trunk MPO a 24 bre (di tipo A, maschio-maschio) le placchette porta-bussole MPO (di tipoA) restano immutate. Le patch cord usate sono MPO di tipo A a 24 bre femmina-femmina (SX) e di tipo B, femmina-femmina (DX).

Figura 18 Espansione della capacit di un cavo trunk MPO (maschio-maschio) con laggiunta di un secondo cavo trunk; le placchette porta-bussole MPO(di tipo B) restano immutate mentre le patch cord vengono sostituite con cavi a Y.

Figura 19 Soluzione MPO a 24 bre: utilizzando un cavo trunk MPO a 24 bre (di tipo B, maschio-maschio) le placchette porta-bussole MPO (di tipoB) restano immutate. Le patch cord usate sono MPO di tipo A a 24 bre femmina-femmina.

Figura 20 Bilancio energetico complessivo per un collegamento 10GbE. Un collegamento con unbudget pianicato di 2dB di perdite pu raggiungere una lunghezza massima di 280 m.



Un valore di attenuazione massimaper lintero collegamento di 1,5 dB la quantit critica per garantire ivalori di banda e lunghezza attesi.

n RiepilogoI progettisti e i gestori di data centerdevono confrontarsi con nuove esigenze con lintroduzione dei col-

legamenti in ottica parallela e deicomponenti MPO. Devono valutaremolto attentamente la lunghezzadei cavi, scegliere il giusto tipo diMPO, mantenere la corretta polari-t delle fibre lungo tutto lo sviluppodel link e calcolare il budget di attenuazione con grande precisione.Le modifiche a breve termine sonoimpossibili, o quasi, gli errori di pia-nificazione si pagano cari. Il cam-biamento conveniente in ognicaso, specialmente da quando latecnologia lo rende inevitabile nelmedio termine. Pertanto ha senso cu-rare in anticipo la predisposizione e,quanto meno, adattare la compo-nentistica passiva alle future esi-genze. Tempi di installazione ridot-ti, qualit di ogni componente mi-surata e verificata e funzionamentoaffidabile negli anni a venire, sonoi tre grossi vantaggi che rendono lin-vestimento economico ed il mag-giore impegno pi che proficuo.

n(*) Dr. Thomas Wellinger

Reichle & De-Massari AGwww.rdm.com

Figura 20 Bilancio energetico complessivo per un collegamento 100GbE. Questo tipo di link pu rag-giungere al massimo 55m se si considerano 2 dB di perdite sul collegamento.

Commenti / Informazioni

Continua la pubblicazione dei professionisti che hanno recentemente ottenuto la certificazione CCTT di Fluke Networks (*)

Lelenco completo dei professionisti e delle societ certificate sar quanto prima disponibile in una sezione dedicata del sito www.spring-italy.it* Sia sul sito che sulla rivista vengono pubblicati solo i nomi delle societ che hanno concesso espressa autorizzazione scritta.

Le prossime sessioni del corso SPRING SPCCRG che permette di ottenere la certificazione CCTT di Fluke Networks si svolgeranno con il seguente calendario:

ROMA: 15, 16, 17 Settembre 2014 | MILANO: 8, 9, 10 Ottobre 2014

Ivo CocoImpianti Tecnologici di Coco IvoVia Peglia, 13918039 Ventimiglia (IM)Tel. 0184 34546e-mail: [email protected]

Salvatore GiambrunoSalvatore GiambrunoVia Croce Verde, 135136 Padova (PD)Tel. 346 2240423e-mail: [email protected]

In copertina


n IntroduzioneDue parametri chiave per un datacenter sono il carico elettrico ITespresso in kW e le dimensioni fisi-che della computer room e dei vanitecnici. In linea di principio tali pa-rametri sono correlati tramite il con-cetto di densit di potenza (powerdensity) che mette genericamente inrelazione le dimensioni delledificiocon il carico IT. Storicamente pra-tica comune descrivere e specifica-re i data center con la frase 2000metri quadri a 1000 watt per metroquadro. Questo tipo di terminolo-gia determina uninutile confusionee ambiguit nelle specifiche deldata center. E quel che peggio, laconsuetudine a questo approcciospesso causa un sottoutilizzo delleapparecchiature per lalimentazionee il raffreddamento che, a sua volta,comporta una riduzione delleffi-cienza elettrica e costi iniziali su-periori al dovuto. Questo articolo descrive un metodomigliore per specificare la densit dipotenza e fornisce, inoltre, preciseraccomandazioni riguardo alla den-sit di potenza per le nuove salecomputer, sulla base di poche sem-

plici caratteristiche dei data center.

n Perch non funziona il vecchioapproccio

Esistono quattro principali problemilegati alle tradizionali prassi chedescrivono la densit di potenza intermini di watt per metro quadrato owatt per piede quadrato1: 1. non viene definito che cosa rientra

nel calcolo della superficie ncome questa sia correlata con ilnumero dei rack o degli apparati IT

2. non viene definito ci che vieneconsiderato nel calcolo della po-tenza

3. non vengono fornite informazioniriguardo alla variazione della po-tenza attraverso la popolazione diarmadi IT: un valore di picco?una media sullarea considerata?una media nel tempo? o qualchealtro valore?

4. non ben chiaro come questonumero2 venga utilizzato in undata center soggetto ad un piano dicrescita, a struttura modulare o co-struito progressivamente nel tempo.

Il linea di principio i primi due pun-ti possono essere superati stabilendodelle definizioni standard per la po-tenza e per la superficie. Tuttavia ilterzo e quarto problema sono mol-to importanti e non possono essererisolti semplicemente con il miglio-ramento delle definizioni. Un ap-proccio migliore per la specifica-zione della densit deve considera-re che la potenza IT varia da arma-dio ad armadio cos come nel tem-po e deve tener conto della modu-larit e della crescita. Per illustrare meglio il problemaconnesso con una definizione trop-po vaga di densit, consideriamo ilcaso di un data center che abbia latipica specifica di 1292 W/m2 (120W/ft2). Per comprendere cosa ci si-gnifichi per un particolare armadioserver, questa specifica di densit de-vessere tradotta a livello di singolorack dove, a seconda di alcune ipo-tesi (come lo spazio occupato da cia-scun armadio rack), corrisponde aqualcosa fra i 3 e i 5 kW per arma-dio. Un valore mediano in questo in-tervallo, 4 kW per rack, sembra ra-gionevole come densit di potenza ti-pica misurata nei data center odierni.

Calcolo dei requisiti di spazioe densit di potenza nei data center I metodi convenzionali per calcolare la densit di potenza in un data centerfa-cendo riferimento al numero di watt per metro quadrato (o watt per squarefoot) sono fuorvianti e possono causare inutile confusione oltre a sprechi dienergia e denaro. Questo articolo vuole dimostrare come la metodologia tipi-camente utilizzata per identificare e specificare la densit di potenza sia intrin-secamente errata e propone un approccio pi corretto per stabilire i requisiti dispazio e definire le linee guida per la densit nelle situazioni tipiche. A cura di NEIL RASMUSSEN (*) SCHNEIDER ELECTRIC

1 W/m2 o, rispettivamente W/ft2 - N.d.T.2 Il valore di Power Density N.d.T.


Rimangono, tuttavia, delle variabilisignificative non definite, fra cui: se il data center costruito per 4

kW per armadio, cosa succedequando un singolo armadio ha uncarico di 6 kW, 12 kW o 20kW?

se alcuni armadi hanno un caricoinstallato inferiore a 4 KW, la po-tenza e la capacit di raffredda-mento non utilizzate sono dispo-nibili per gli altri armadi? se s, perquali armadi?

se qualche rack superano i 4 kW,devo lasciare dello spazio vuoto alloro interno?

quando dei rack superano i 4 kW,possono essere posizionati vicinigli uni agli altri o devono esseredistribuiti diversamente?

Con laumento di prestazioni dellefunzionalit di gestione energeticadei server, che consentono di varia-re nel tempo il carico elettrico, unadefinizione vaga della densit dipotenza pu avere conseguenze an-cora maggiori. Una descrizione ef-ficace della densit in un data cen-ter devessere in grado di risponde-re alle domande che abbiamo ap-pena elencato.

A prima vista ci si potrebbe chiede-re perch non si possa semplice-mente risolvere il problema specifi-cando una densit di potenza mol-to elevata per lintero data center,qualcosa come 30 kW per armadioovvero 10kW/m2 (~ 1000 W/ft2). vero che un simile approccio esa-gerato eliminerebbe la maggior par-te dei problemi che abbiamo finoraelencato. Tuttavia creerebbe nuoviproblemi che avrebbero anche inu-tili ricadute economiche, fra cui: un data center da 10 kW/m2 (~

1000 W/ft2) costa circa 8 voltetanto rispetto ad uno da 1kW/m2(per unit di superficie). Perci setutta quella capacit di potenzanon viene poi utilizzata avremo unenorme spreco dei capitali investiti.

se un data center da 10kW/m2 fi-nisce per lavorare a 1 kW/m2 (3kW per armadio), il valore del suoPUE3 in condizioni operative sar

In copertina

corrisponde al caso ideale di utiliz-zo al 100%. Tuttavia, tale ideale praticamente impossibile da realiz-zare, in quanto leffettiva potenza as-sorbita da ciascun armadio IT non generalmente nota a priori. Se lef-fettiva densit di potenza operativadel data center e i valori di densitprogettati non corrispondono, qual-che risorsa, la potenza, la climatiz-zazione o lo spazio disponibile,non potranno essere pienamenteutilizzati. Questa quota sprecata diinfrastruttura incide con un au-mento dei costi del data center dalmomento che ci saranno delle ri-sorse per cui si pagato ma che nonverranno utilizzate. Se la densit effettiva di apparati IT inferiore ai valori di progetto, lospazio verr esaurito prima che losiano la potenza e il raffreddamen-to; in altre parole la capacit di ali-mentazione elettrica e climatizza-zione non potr essere (pienamente)utilizzata. Se invece la densit ef-fettiva delle apparecchiature IT su-periore ai valori di progetto, saran-no la potenza e il raffreddamento adessere utilizzati completamente pri-ma dello spazio disponibile; quindi,parte della superficie rester inuti-lizzata. Per capire limpatto econo-mico dello scostamento fra densiteffettiva e densit pianificata perun data center, stato creato un mo-dello di costo della capacit infra-strutturale dispersa o inutilizzabilesul costo reale complessivo di undata center (CAPEX $ / Watt IT uti-lizzabili). Tale analisi viene mostra-ta in Figura1. La figura mostra i costi effettivi di in-vestimento per un data center, in dol-lari per Watt utilizzabile, come fun-zione delleffettiva densit di potenzaimpiegata nel data center stesso. Lacurva inferiore rappresenta un tipicodata center a basso costo di Tier 2,mentre la curva superiore si riferiscea un Tier 4. Il modello prende in esa-me un data center con densit di 5kW per armadio (~ 1700 W/m2 o 160W/ft2).La Figura 1 mostra che leffettivo co-sto per Watt pi basso quando ladensit media di potenza realmenteinstallata eguaglia quella stabilita dalprogetto. Al diminuire della densitsotto questa soglia i costi effettivi crescono rapidamente. Ci accade

intorno a 3 - 5, il che riflette unenorme spreco di energia

se un data center da 10kW/m2 in realt popolato di apparec-chiature IT a densit pi bassa, ildata center finir per esaurire lospazio fisico ben prima di aver sa-turato la propria capacit elettri-ca e di raffreddamento, cosicchgran parte delle sue potenzialitsaranno disperse o inutilizzate

Questi problemi posso essere rias-sunti con la seguente affermazione:

Progettare il data center per unadensit di potenza troppo bassaporta a prestazioni inaffidabili acausa di problemi di sovraccaricoe di surriscaldamento; specifica-re una densit troppo alta com-porta investimenti iniziali e costioperativi inutilmente elevati.

Per risolvere questo problema dipianificazione necessaria una mi-gliore definizione di densit. ancheindispensabile fornire delle indica-zioni su come scegliere nel modopi appropriato le specifiche di den-sit nelle diverse situazioni, persinonei casi in cui incerto il futuro pro-filo di utilizzo del data center.

n Quanto costano gli errori nellospecificare la densit

Qualsiasi data center possiede unobiettivo di densit media da pro-getto. Il data center inoltre ha unasua capacit di potenza per i carichiIT e per la climatizzazione (che ide-almente dovrebbero coincidere) coscome uno spazio fisico disponibileben definito (espresso in n. di armadio in m2). Il rapporto fra la capacitin Watt e lo spazio disponibile espri-me la densit progettata (per questadiscussione consideriamo la poten-za, il raffreddamento e lo spazio re-lativi al massimo riempimento pos-sibile della sala computer). Un esem-pio di obiettivo di densit di poten-za da progetto pu essere 5 kW perarmadio, equivalenti allincirca a1700 W/m2 (160 W/ft2). Se le apparecchiature IT vengono in-stallate in modo da utilizzare com-pletamente la potenza, il raffredda-mento e lo spazio disponibile neldata center, non ci sar alcuna infrastruttura sotto-utilizzata. Ci

3 PUE - Power Usage Effectiveness, una mi-sura dellefficienza energetica di un data cen-ter calcolata come semplice rapporto fra lapotenza totale assorbita e la frazione effetti-vamente utilizzata dalle apparecchiature IT.(N.d.T.)

In copertina


perch il data center comunque li-mitato dallo spazio disponibile equindi risulter sprecata una partedella capacit di potenza e di raf-freddamento. Questa capacit inu-tilizzabile ha un costo che devessereattribuito ad un carico IT pi picco-lo di quanto originariamente piani-ficato, incrementando il costo perWatt di carico IT utilizzabile. Alcrescere della densit effettiva al disopra del valore stabilito dal progettoil costo cresce, ma pi lentamente,in quanto non tutto lo spazio dispo-nibile potr essere utilizzato a cau-sa dellesaurimento della capacit dialimentazione elettrica e climatiz-zazione. Tutto ci porta ad unim-portante conclusione:

molto pi costoso installareapparati IT al di sotto della den-sit di potenza programmata cheal di sopra di essa.

Questo vero perch il costo dellospazio per unit IT sempre moltopi basso del costo della potenza edel raffreddamento4, sempre perunit IT. Dato che leffettiva densi-t di apparecchiature IT in un datacenter difficile da prevedere,

questo ci conduce ad una conclu-sione critica:

Quando la densit di apparati IT incerta, un data center dovrebbesempre essere costruito per unadensit progettuale inferiore alvalore medio di densit IT che cisi attende.

In tal modo i gestori operativi deldata center evitano la ripida curvasul lato sinistro di Figura 1. Questoci porta ad un altro risultato chiave,che aiuta a risolvere una fonte di in-comprensioni di lunga data fra re-sponsabili della gestione operativadel data center ed il managementdellazienda, e specificamente:

Un data center ben progettato,quando viene riempito al limitedella sua capacit di potenza eraffreddamento, dovrebbe sempreavere dello spazio ancora inuti-lizzato.

Questo il sorprendente risultato che,sulle prime, appare contro-intuitivo.Lo spazio che avanza a disposizio-ne per fronteggiare le incertezze ri-guardanti la densit di apparecchia-ture IT nel presente e nel futuro. Talespazio IT inutilizzato unassicura-zione contro eventuali sprechi di ali-mentazione e climatizzazione che po-trebbero determinarsi se lattuale

densit scendesse al disotto dei valoripianificati. Pi c incertezza sulla fu-tura densit, maggiore il margine dispazio IT necessario.

n Un nuovo approccioIl nuovo approccio per la pianifica-zione dei requisiti di spazio e den-sit di potenza presenta quattro prin-cipali caratteristiche: lunit di spazio fisico nello spe-

cificare la densit di potenza larmadio IT e non lo spazio di-sponibile. La superficie del pavi-mento viene determinata nel cor-so della progettazione come un ri-sultato (output) del processo, apartire dalla potenza per armadioe da altri fattori.

la pianificazione gerarchica emodulare, in modo che diversestanze e zone possano avere di-versi requisiti per la densit di po-tenza

la pianificazione tiene conto delfatto che gli armadi IT allinternodei data center presentano diffe-renti requisiti di alimentazione eche tali requisiti possono non es-sere ben definiti a priori

la progettazione considera ancheil fatto che gli armadi per le ap-parecchiature IT possono avere re-quisiti di potenza che varianocon landare del tempo

Prima di introdurre la proceduraper documentare le specifiche didensit, spieghiamo ciascuno degliaspetti elencati qui sopra.

z Utilizzo degli armadi come unitdi misura per lo spazio fisico

La pi comune unit di misura nel-lo riempimento degli spazi IT lar-madio IT. Esistono altri tipi di di-spositivi come gli array di storage ei mainframe che possono non pre-sentarsi in forma di armadio, ma pos-sono nella maggior parte dei casi ve-nire descritti approssimativamentecome equivalenti alle dimensionidi uno o pi armadi. Perci sceglia-mo larmadio IT come unit di mi-sura per lutilizzo dello spazio IT eadottiamo la potenza per armadiocome unit di misura standard per ladensit. Sfortunatamente lo spazio negli edi-fici misurato in termini di superfi-cie (metri o piedi quadrati) e non

Figura 1 Variazione dei costi effettivi al variare della densit di potenza reale rispetto al valore di pro-getto di 5 kW per armadio

4 Ci vale per le tipiche densit di potenza im-piegate oggi. I costi per lo spazio diventanocomparabili con quelli di power e coolingsolo per densit molto al disotto di 1 kW perarmadio.


immediatamente traducibile in ar-madi. A questo punto dobbiamo es-sere in grado di convertire lo spazioin armadi in termini di spazio fisico.Il problema che la conversione daarmadi a superficie dipende da mol-teplici fattori determinanti che sonoindipendenti dalla potenza per ar-madio e devono essere specificati edesplicitati separatamente. Fra questi: quantit di posizioni-armadio

eventualmente riservate per ag-giunte o migrazioni future

spazio richiesto per i dispositividellinfrastruttura di alimentazio-ne e climatizzazione allinternodella sala computer, come le PDU,i condizionatori daria e i gruppidi continuit

lo spazio richiesto per le uscite,per le rampe di accesso e per leeventuali colonne

la presenza di partizioni fisiche,come le gabbie, che suddividonolarea IT

la quantit di spazio eventual-mente riservato per i pannelli dipermutazione o gli apparati di rete

la quantit di spazio eventual-mente riservato per le gabbie e gliarmadi degli apparati storage

la quantit di spazio eventual-mente riservato per consentire alladensit effettiva di rimanere al di-sotto delle specifiche progettuali

Questi fattori hanno un impatto si-gnificativo sullo spazio necessario esulla densit per unit di superficiee devono essere esplicitamente de-finiti nel progetto insieme alla den-sit per armadio. Se da un lato de-terminare queste caratteristiche puapparire pi complicato della sem-plice specificazione di un certowattaggio per metro quadro, dal-tro canto dimostreremo come questifattori possono essere determinati ra-pidamente e come migliorino deci-samente la qualit e la chiarezza del-le specifiche per un data center.Mostreremo pi avanti come si rie-sce a fare tutto ci.

z Una pianificazione modulare egerarchica della densit

Abbiamo bisogno della capacit dispecificare la densit in modo dif-ferenziato per le diverse parti di undata center. Nel caso generale undata center pu essere visto con la

seguente gerarchia5:

Edificio del data centerche comprende una o pi unit di

Sala computerche comprende una o pi unit di

Pod6che comprende una o pi unit di

Armadi IT

Che cos un Pod in un data center?

Un data center pod costituito daun gruppo di armadi, corredatodelle infrastrutture di alimentazio-ne e di climatizzazione, che vienerealizzato come unentit unica. Lesale computer vengono pianificatepreventivamente per ospitare uncerto numero di pod, ma questi pos-sono essere installati separatamen-te o aggiornati nel corso del tempo.I pod vengono normalmente as-semblati sul posto in una sala se-guendo criteri standard ma posso-no anche essere parzialmente ointeramente prefabbricati. Nella sua forma pi comune unpod formato da una coppia difile di armadi che condividono uncorridoio caldo. La progettazione basata su podrappresenta una delle praticheraccomandate per la realizzazio-ne dei grandi data center.

Siccome ci sono delle caratteristichedei data center che sono influenza-te dalle specifiche di densit a cia-scuno di questi livelli, tutti e quattroi livelli devono essere specificati alfine di tenerne sotto controllo la progettazione e prevederne le pre-stazioni. Per esempio, la densit dipotenza di un IT Pod influisce sul dimensionamento degli allaccia-menti elettrici e della distribuzionedei flussi daria verso il pod.

Se, da un lato, possibile estende-re le specifiche di densit dei singolielementi ad un unico valore di den-sit valido per lintero edificio, unsolo valore di densit ottenuto unquesto modo, per esempio espressoin Watt al metro quadrato, non for-nirebbe sufficienti informazioni perprogettare con la dovuta precisionee ottenere risultati prevedibili. Piavanti verr fornito un metodo ta-bellare per creare le specifiche didensit secondo criteri gerarchici.

z Variazione della densit nellam-bito del data center

La densit pu variare allinterno diun gruppo di armadi, passando da unpod allaltro o fra diverse sale com-puter. Tale variazione si manifesta fi-sicamente, fra armadio e armadio ofra sala e sala, ma anche in funzionedel tempo, perch i dispositivi IT ven-gono aggiunti o spostati nel corso deltempo e anche perch la potenza as-sorbita dagli apparati IT varia in fun-zione del carico. La densit operati-va di ogni armadio pu essere diffe-rente e ciascun armadio pu presen-tare una densit che cambia da unistante allaltro. Stando cos le cose,sembra quasi velleitario cercare didare una definizione di densit. Percontro, quando consideriamo che laragione per cui vogliamo definire ladensit di progettare un data cen-ter che sia in grado di supportare unapopolazione di apparecchiature IT,possiamo identificare nellambito ditale popolazione alcuni parametrichiave sotto il profilo statistico tali chesiano sufficienti a creare una specificadi densit che tenga conto anche del-le possibili variazioni. Per un determinato livello della ge-rarchia nel data center, come adesempio una sala computer compostada alcuni pod oppure un pod com-posto da alcuni armadi, la densit puessere specificata con cinque para-metri, come mostrato in Tabella 1. Notare che la superficie non un pa-rametro chiave di partenza (input) perspecificare la densit. La superficie di-sponibile un risultato calcolato(output) a partire da questi parame-tri fondamentali oltre agli altri fatto-ri legati allutilizzo della superficie(descritti nel precedente paragrafoUtilizzo degli armadi come unit dimisura per lo spazio fisico).

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5 Notare che questa una gerarchia genericache, per un data center di piccole dimensioni,potrebbe non essere applicabile. Per esempioin una piccola sala computer il termine edifi-cio pu ridursi ad una singola stanza con unasola batteria di armadi, per cui la specificadella densit diventa davvero semplice.

6 Vedere il riquadro per una definizione di datacenter pod. Talvolta si fa riferimento ai pod intermini di zone, gruppi, batterie o file; questitermini alternativi hanno significati sfumati e,in un data center, preferibile non utilizzarli.Data center di piccole dimensioni possonoomettere questo livello e semplicemente di-sporre gli armadi IT direttamente allinternodelle sale computer.

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Sebbene sia evidente come il nume-ro di unit considerate e il loro con-sumo medio stimato da progetto sia-no necessari per generare delle spe-cifiche sulla densit, la potenza di pic-co, il fattore di incertezza sulla po-tenza ed il rapporto di potenza gesti-ta sono dei concetti che vengono in-trodotti qui ex novo. Essi sono indi-spensabili perch la potenza media ditarget del progetto non fornisce le in-formazioni che servono per dimen-sionare i sistemi di distribuzione elet-trica e di raffreddamento, n offronosufficienti elementi per determinare ilpunto di funzionamento per il calco-lo dellefficienza.

n Esempi di specifiche di densitPer mostrare come si utilizza il me-todo evoluto per specificare la den-sit e mostrare come questo si rela-ziona con la superficie disponibile,presentiamo due esempi: una piccolasala server da 40 kW e un edificiopi complesso, multi-sala da 2 MWcon un piano di crescita.

z Esempio 1: Piccola sala serverUna piccola server room da 40 kWrappresenta un semplice caso cheabbiamo scelto perch ledificio costituito da una sola sala IT con unsingolo pod. In questo caso il livellodi specificazione la sala che al tem-po stesso il pod e che contiene ungruppo di armadi IT. La struttura del

progetto in questo caso semplice elintera specifica viene mostrata nel fo-glio di lavoro di Figura 2. Pu esserescaricata dalla sezione risorse al fon-do di questo articolo.

Queste specifiche forniscono in modochiaro e non ambiguo le linee guida peril progetto. Le caselle gialle nella tabellasono i dati immessi dallutente mentrei dati di riepilogo sono calcolati.

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Parametro Definizione Come viene usatodi Specifica nella progettazione

Numero di unit [n.] Numero di armadi in un pod, Usato per convertire i valori per elementodi pod in una sala o di sale (armadio, pod, sala computer) di potenza, in un edificio raffreddamento e spazio nei rispettivi valori totali

Potenza media unitaria Valore medio previsto della Usato per dimensionare la potenza complessivada progetto [kW] potenza a pieno carico (di targa) e il sistema di raffreddamento per livello

sullintera popolazione (pod, sala computer, edificio)

Potenza unitaria Potenza massima prevista Usato per dimensionare i requisitidi picco [kW] per lelemento col valore pi alto per la distribuzione dei sistemi

dellintera popolazione di alimentazione e climatizzazione

Incertezza sulla Quantifica lincertezza prevista Usato per determinare lo spazio necessariopotenza unitaria [%] sulla potenza effettiva rispetto alla ad assicurare che uninstallazione a bassa densit

potenza media obiettivo del progetto non determini uno spreco di preziosa capacitdi alimentazione elettrica e refrigerante

Rapporto di potenza Fattore di riduzione della potenza Usato per stabilire i livelli di carico effettivigestita [%] (in % sul valor medio da progetto) per i sistemi di alimentazione e climatizzazione

dovuta alle funzioni di gestione e determinare un profilo di utilizzo energetica degli apparati IT efficiente dellenergia

Tabella 1 Cinque parametri chiave necessari per arrivare a stabilire le specifiche per spazio e densit

Figura 2 Foglio di lavoro che organizza i parametri chiave necessari per stabilire le specifiche di spazio e densit e mostra il calcolo dei valori totali

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I parametri di densit in specificavengono determinati usando la se-guente semplice procedura: 1. Il numero degli armadi stabilito

dalle esigenze IT.2. La potenza media di target del

progetto per armadio fissatadalle specifiche del costruttore oscegliendo i valori medi tipici diprogetto per la nostra applicazio-ne. In questo caso abbiamo presoil valore tipico per una sala serveraziendale da 4 kW per armadio.

3. La potenza di picco viene stabili-ta fissando la potenza massimaammissibile o che ci si aspetta perlarmadio. In questo caso abbiamospecificato una capacit di 8 kW7.

4. Lincertezza sulla potenza a livel-lo di armadio viene stimata con-siderando diversi scenari per lin-stallazione IT o scegliendo i valoritipici di progetto per la specificaapplicazione. Nel nostro esempiola densit di implementazioneprevista stata fissata a 15%della potenza media stabilita dalprogetto di 4 kW.

5. Il rapporto di potenza gestita sti-mato sulla base delle funzionali-t di gestione della potenza pre-viste per i carichi IT. Nel nostroesempio ci si aspetta che le fun-zioni di power management sianoin grado di ridurre la potenzamedia effettiva dei carichi IT al70% del valore medio nominale.

Per determinare i requisiti di spaziodella sala computer viene dapprimadefinita larea necessaria per le ap-parecchiature IT (inclusi gli spazi diaccesso sul fronte e sul retro degli ar-madi)8 e successivamente vengonovia via aggiunti tutti gli altri requisitidi spazio per determinare il fabbi-sogno complessivo di superficie. Perogni spazio dedicato ad usi non-IT ilfoglio di lavoro organizzato inmaniera da consentire di riservare

dello spazio in termini di posti-ar-madio o di metri quadrati. Questo conveniente quando si ha a chefare con dispositivi che occupanomolto spazio, come lalimentazionee la climatizzazione oppure i patchpanel alloggiati in armadi rack. Vie-ne calcolata una superficie da ri-servare per lincertezza sulla densi-t in base allincertezza sulla po-tenza elettrica specificata dalluten-te. Lutente stesso poi pu allocareuna certa scorta di metri quadrati odi posti-armadio in modo da soddi-sfare la riserva di spazio raccoman-data. Nellesempio di Figura1 la ri-serva di spazio suggerita di 34 ft2(~ 3 m2) e lutente pu virtualmen-te raggiungere questo valore riser-vando due posti-armadio. A questo punto occorre riconoscereche il progettista potrebbe non esserein possesso di tutte le informazionidi cui sopra, perch i requisiti ITsono note soltanto in modo vago operch non ancora stata definitalesatta configurazione finale. Perquesta ragione, in Appendice 1, vie-ne fornita una tabella contenente ivalori tipici per diverse applicazio-ni. Lidea fondamentale qui non che le specifiche rispecchino esat-tamente ogni singolo specifico det-taglio della disposizione degli ap-parati IT (che non quasi mai notain partenza) ma piuttosto che talispecifiche assicurino che il datacenter abbia delle prestazioni notee prevedibili.

In questo esempio le specifiche defi-niscono esplicitamente un progettoche supporta qualsiasi combinazionefino a un massimo di dodici rack, ovela potenza media obiettivo sia di 4 kWe quella di picco, per un qualsiasirack, minore o uguale a 8 kW. Inoltresi prevede che la potenza media, te-nuto conto del power management,sia al 70% dei 4 kW per armadio, paria circa 34 kW in totale, cosicch qual-siasi garanzia di prestazioni riguar-dante lefficienza dellalimentazionedi rete e limpianto di raffreddamen-to possa essere riferita alla densit dipotenza. Per assicurare che la poten-za di picco non venga superata, que-sto data center dovr seguire criteri diinstallazione iniziale dellequipag-giamento informatico che stabilisca-no una potenza massima per armadio

di 8 kW, per cui carichi superiori do-vranno essere suddivisi fra pi ar-madi. La riserva addizionale di spa-zio ci assicura che tutta la potenza ela capacit di raffreddamento dispo-nibili possano essere utilizzate anchequando leffettiva densit di potenzaIT sia fino al 15% inferiore ai 4 kWpianificati. Si noti che nessuna di que-ste informazioni essenziali si puconsiderare sottintesa se viene effet-tuata una valutazione con il classicometodo della densit in Watt permetro quadro.

z Esempio 2: Grande data centerIn questo esempio da 2 MW, il datacenter viene definito con la seguen-te gerarchia:

Edificio del data centerformato da

4 sale computerche comprendono

9 Podche a loro volta contengono

10 Armadi IT

Esistono due approcci di base perprogettare un data center di grandidimensioni: 1. Iniziare con le specifiche a livel-

lo di armadio o di pod e da que-ste generare poi le specifiche perlintero edificio

2. Incominciare dalla progettazionea livello di edificio per poi sud-dividerla nelle specifiche per levarie sale, pod e infine per gli ar-madi

In teoria bisognerebbe adottare il pri-mo metodo, che per in molti casi sidimostra poco pratico a causa deivincoli imposti a livello di edificio,che vengono stabiliti per primi e cheriguardano gli allacciamenti allarete di alimentazione o le dimensionistesse delledificio. Fissati dei re-quisiti noti per lalimentazione del-ledificio si scende in dettaglio conle specifiche a livello di sale com-puter e di pod, per poi risalire nuo-vamente a livello dellintero edificio,usando la seguente procedura: 1. Si determina il numero delle sale

computer nelledificio, stabilendola potenza per ogni sala

2. Si determina il numero dei podper sala, stabilendo la potenza perogni pod

7 Notare, di nuovo, come la capacit di piccosia fornita per poter accettare qualche rack avalori di picco. La potenza totale di tutti i racknon pu eccedere quella calcolata come va-lore medio di progetto.

8 utile tener conto dello spazio di accesso da-vanti e dietro agli armadi come parte dellim-pronta dei rack in modo che questi spazioperativi indispensabili vengano automatica-mente inclusi quando i rack vengono aggiuntio rimossi da un pod e non si renda necessarioil calcolo separato dellarea per le zone di ma-novra.


3. Si determina il numero degli ar-madi per pod, stabilendo la po-tenza per armadio

4. Si stabiliscono i parametri di spa-zio per ledificio, le sale e i pod

5. Si stabiliscono i rimanenti para-metri che determinano la densit

6. Si calcolano le specifiche com-plessive e le si confrontano con ivincoli progettuali

7. Si effettuano gli eventuali aggiu-stamenti e si ripete il procedi-mento fino a raggiungere i requi-siti di progetto

Per semplicit il nostro esempio ipo-tizza che le specifiche di tutte le salecomputer siano le stesse, che tutti ipod siano identici e che le unichevarianti esistano a livello di armadio.Si tratta di unipotesi di progetto inmolti casi realistica. In Figura3 vie-ne illustrato un foglio di lavoro usa-to per le specifiche di questo esem-pio da 2 MW. Pu essere scaricatodalla sessione risorse, al fondo diquesto articolo.

Questo sintetico foglio di lavorocontiene un gran numero di infor-mazioni sulla progettazione. La ta-bella organizzata in tre colonne diinput: quella di sinistra descrive inche modo ledificio suddiviso in di-verse sale, quella al centro descriveil modo in cui le sale sono formateda pod e la colonna di destra mostracome i pod sono composti da ar-madi. Le caratteristiche del datacenter che vengono definite dal fo-glio elettronico per questo esempioda 2 MW sono: un pod formato da 12 armadi IT

pi 4 posizioni-armadio dedicatealla distribuzione dellalimenta-zione ed alla climatizzazione in-row, con unoccupazione di spaziodel pod di 6m x 4m (20 ft x 14 ft)

la potenza media da progetto,per armadio, di 5 kW

la potenza di picco consentitaper armadio di 12,5 kW, con unlimite per lintero pod di 50 kWcomplessivi per i 12 armadi

lo spazio interno totale richiestoper questo progetto di 2352 m2(25320 ft2)

utilizzando le metriche conven-zionali in W/m2 a livello di salacomputer, questo data center hauna densit di 112 W/m2 (1206W/ft2)

in ciascun pod sono stati alloca-ti due spazi-armadio per con-sentire il pieno utilizzo di ali-mentazione e climatizzazionenel caso in cui la potenza effet-tivamente impiegata risulti infe-riore ai 5 kW specificati per cia-scun armadio

in ciascuna stanza sono state ri-servate due posizioni-pod libere,una per consentire la gestione dinuovi pod senza interrompere ilfunzionamento di quelli esistenti,laltra per permettere il pieno uti-lizzo della potenza elettrica e delraffreddamento in caso di poten-za effettiva inferiore ai 5 kW perarmadio

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Figura 3 Esempio di foglio di lavoro per un data center da 2 MW

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Se facciamo un confronto con ilprecedente esempio di una singolasala server, vediamo che questo fo-glio di lavoro pi sofisticato perchtiene traccia dello spazio riservatoper lincertezza sulla densit. Tale in-certezza viene rilevata a livello disingoli armadi IT, in modo chelutente non abbia bisogno di im-mettere unincertezza a livello di podo di sala computer; questi livelli sonosemplicemente calcolati partendodai dati dei livelli inferiori. In ognicaso lutente pu sempre riservaredello spazio per tener conto del-lincertezza ai vari livelli della strut-tura. In particolare pu provvederea dei margini per lincertezza sulladensit lasciando dello spazio ag-giuntivo in una sala per nuovi pod onelledificio per nuove sale compu-ter o ancora scegliendo una combi-nazione fra queste soluzioni. Qualesia il metodo migliore per riservaredei margini di spazio fisico, spes-so determinato dalla geometria del-ledificio e dei suoi vani, cos comeda altri fattori. Il nostro foglio di la-voro tiene traccia dello spazio tota-le richiesto e consente allutente diriservare ulteriore spazio secondouna combinazione qualsiasi di ar-madi, pod o sale aggiuntivi.

n Estensione del concetto ai datacenter con variazioni a livello dipod e di sala

Idealmente la progettazione di unpod e di una sala server nellambi-to delledificio sono uniformi e stan-dardizzati. In tal modo il progettogode di una serie di benefici, fra iquali: semplicit di ridimensionamento

(scaling) standardizzazione di strumenti,

metodi e procedure di gestione semplicit di pianificazione e pro-

gettazione

Peraltro non sempre questo approc-cio appropriato, o addirittura pos-sibile, nelle situazioni in cui: vengano impiegati diversi tipi di

apparati IT le cui ampie differen-ze di requisiti fisici sono note apriori

le dimensioni delle sale sono gidefinite e non possono esserestandardizzate

aree diverse presentano requisiti di

disponibilit differenti che impat-tano sulla quantit di spazio ne-cessario per la ridondanza di ali-mentazione e climatizzazione

La linea guida in questi casi defi-nire un insieme minimo di armadistandard, di pod standard e, neidata center molto grandi, di sale ser-ver standard. Per esempio un grandedata center potrebbe definire tre di-versi pod standard che occupano lastessa superficie per bassa densit,alta densit e per lo storage. Il datacenter potrebbe essere progettatoper una determinata combinazionedi tali pod, ma la flessibilit potr es-sere mantenuta potendo variare talemix con le successive installazioninel corso del tempo.

Il foglio di lavoro di Figura3 utiliz-za un armadio statisticamente medio,installato in un pod standard a suavolta in una sala standard. Per poterusare questo metodo con una com-binazione realistica di pod e salecomputer pre-definite, il foglio de-vessere esteso.

n Scegliere il valore dei parametridi densit

Dal momento che i parametri che de-terminano la densit possono impli-care costi significativi, in questo pa-ragrafo viene fornita una guida persceglierne i valori. LAppendice 1fornisce i parametri di densit rac-comandati per un certo numero di ap-plicazioni particolarmente comuni.Questo un eccellente punto di par-tenza per sviluppare delle specifichedi densit per qualsiasi tipo di in-stallazione. Esse potranno poi essereutilizzate tali e quali o adattate persoddisfare requisiti particolari.

z Numero di unitPer un semplice data center di pic-cole dimensioni il numero delleunit corrisponde al numero degliarmadi IT allinterno della sala com-puter. Per un data center di grandi di-mensioni, invece, ci richiede tre va-lori: il numero degli armadi perpod, il numero di pod per sala e ilnumero di sale computer delledifi-cio. La maggior parte di questi valorisono imposti dai vincoli strutturalidelledificio. Peraltro, uno dei fatto-ri chiave per la progettazione il nu-

mero di rack che compongono unpod, che influisce su moltepliciaspetti del progetto. Questo fa na-scere una domanda sul fatto che esi-stano dei valori preferenziali per ilnumero di armadi per pod.

Dal momento che un pod, per de-finizione, include tipicamente ancheil sistema di alimentazione e quel-lo di distribuzione, diventa spessopoco pratico installare un pod permeno di 20 kW, il che vuol dire frai 2 e i 6 armadi IT, a seconda dellaloro densit. Poich il pod viene ge-neralmente considerato come ungruppo di armadi contigui e solita-mente esistono precise normative dilegge che impongono gli spazi in-torno ai pod per levacuazione delpersonale, il numero massimo di ar-madi sar intorno a 24, vale a direfra i 75 e i 500 kW, a seconda del-la densit.

Un fattore essenziale per determi-nare le dimensioni del pod vienedalla best practice di effettuare gliaggiornamenti e lo smantellamentoa livello di pod (invece che a livel-lo di singoli armadi). Pod pi piccolirichiedono interventi su scala mi-nore. Un pod da 500 kW corri-sponde approssimativamente a 1000server, un numero appropriato soloper grandi fornitori di servizi cloud.Per molti clienti una dimensione deipod intorno ai 50-100 kW, che cor-risponde a 100 - 200 server, de-cisamente pi appropriata.

Il numero raccomandato di ar-madi IT in un pod fra 8 e 24.Grandi data center e basse densitsuggeriscono un numero pi alto,mentre data center pi piccoli eelevate densit suggeriscono unnumero inferiore.

z Potenza media obiettivo, da pro-getto, per unit

Scegliere la potenza media obiettivo,da progetto, per un armadio pu es-sere piuttosto confuso e controverso.Questo parametro pu avere un for-te effetto sul progetto e sui costi deldata center e, in letteratura, esisto-no indicazioni contraddittorie al ri-guardo. Come prima cosa impor-tante notare che la maggior partedelle discussioni esistenti non

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distinguono correttamente fra i con-cetti di incertezza e valore di picco,che sono fondamentali per poterspecificare la densit. Ricordiamo che il valore medioobiettivo da progetto il valore me-dio della potenza (nominale) per ar-madio, mediata sullintera popola-zione di armadi. Se viene specifica-ta una potenza media per armadio di5 kW, possono sempre esistere ar-madi da 20 kW in un pod, fintantoche la potenza di picco lo consenta.C una tendenza a sovradimensio-nare le specifiche della potenza me-dia per armadio nei data center perpoter accogliere futuri apparati ITche tutti si aspettano avranno ri-chieste di potenza pi elevate, o perfornire un apparente margine di si-curezza. Perci, scegliere un valorepi alto sembra una misura di pru-denza. Tuttavia, come spiegato inprecedenza in questo articolo, cinon vero e infatti specificare perquesto parametro un valore pi altorispetto a quanto verr poi impiega-to pu portare il data center adoperare nel lato destro della curvache abbiamo visto in Figura1, il checomporta enormi sprechi e ineffi-cienze. Una tale infelice condizioneviene raggiunta da molti responsabilidi data center che hanno specifica-to un elevato valore di potenza me-dia per armadio pensando in questomodo di predisporsi per esigenze fu-ture. Un approccio migliore consistenel definire una potenza complessi-va in kW per il data center e da que-sta ricavare la migliore stima possi-bile per la potenza media degli ar-madi. Il supporto per future densi-t di potenza diverse da quelle pia-nificate inizialmente viene gestitoper mezzo dei parametri di incer-tezza e di picco, discussi nei para-grafi che seguono. La gamma di potenza per gli arma-di negli attuali data center varia dai2 kW ai 30 kW per armadio. Tutta-via valori medi superiori a 12 kWsono piuttosto infrequenti e vengo-no prevalentemente raggiunti in am-bienti HPC (High Performance Com-puting) o per applicazioni cloudcomputing ad alta densit. La stra-grande maggioranza dei data centerutilizzati in modalit mista per azien-de e organizzazioni di vario tipo,presenta valori medi da 4kW a 8 kW

per armadio. In generale, comunque,i valori medi esistenti nei data cen-ter non sono un buon indicatore diquelli che saranno tali valori in fu-turo. Consolidamenti, standardizza-zione, nuove tecnologie dei server evirtualizzazione concorrono a farcrescere la densit negli armadi.Come regola generale i nuovi datacenter previsti per uso misto do-vrebbero essere progettati con un va-lore medio di potenza per armadioalmeno del 50% superiore a quelloche lorganizzazione sta gestendo almomento attuale.

z Incertezza di potenza unitariaUn modo efficace per specificare ladensit avr sempre un valore nonnullo di incertezza per la potenza uni-taria. La sola eccezione possono es-sere i casi come un sistema HPC dovelintero sito potrebbe essere costrui-to per realizzare standard molto spe-cifici di installazione IT e dove i re-quisiti di potenza per tali sistemisiano ben noti fin dal principio.

importante ricordare che questo va-lore di incertezza viene usato per de-scrivere come ci si aspetta che pos-sa variare la potenza media installatacomplessivamente in tutti gli arma-di, rispetto al valore di potenza me-dia specificato da progetto. Questonumero non usato per compensa-re le variazioni di potenza fra singoleunit (armadi, sale computer, ecc.). Per esempio se noto in partenzache il carico IT composto all80%di armadi da 4 kW e al 20% di ar-madi da 20 kW, allora sappiamo concertezza che la potenza media daprogetto sar di 7,2 kW per rack (lamedia pesata). Anche nel caso che cifosse un misto di armadi con poten-za variabile fra 4 kW e 20 kW, peresempio, lincertezza sulla potenzasarebbe zero per questa popolazio-ne di armadi. Se invece la percen-tuale di armadi da 4 kW non fossecon certezza dell80% ma piuttostocompresa fra il 70% e il 90% e i re-stanti armadi fossero da 20 kW, al-lora lincertezza sulla potenza di-venterebbe 1,6 kW cio il 22%. Per stabilire lincertezza sulla po-tenza unitaria si ipotizza che il datacenter sia interamente popolato e siassume lipotesi dellinstallazioneIT che comporta il pi basso valore

di potenza media per armadio equella che conduce al pi alto valoredi potenza media per armadio. Lin-certezza di potenza unitaria si cal-cola come met della differenza fraquesti due valori estremi. Siccomeprogettare con lincertezza compor-ta dei costi, buona prassi non uti-lizzare per il calcolo valori assolutidi caso estremo per la densit pialta e pi bassa, quanto piuttosto ivalori che delimitano il campodell80% di probabilit.

z Potenza di picco unitariaPraticamente qualunque data centerpresenta qualche differenza di po-tenza fra i vari armadi. assai co-mune incontrare armadi che opera-no con potenze da 50 Watt (unoswitch di rete con un patch panel)fino a 30 kW (completamente pienodi blade-server ad alte prestazioni).Ci significa un rapporto di 60 a 1 intermini di potenza assorbita.

Se richiesto che un data centerdebba fronteggiare differenze di po-tenza fra gli armadi, i sistemi per ladistribuzione di potenza e di raf-freddamento devono essere in gradodi erogare prestazion

Cabling & Wireless 2014 Nr. 03 mag-giu

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