Dây cáp mạng CAT8 là gì ? Nhu cầu sử dụng cáp CAT8 trong hệ thống mạng

Cat. 8 có băng thông lê n đến2000 MHz và khoảng cáchtruyền tối đa 30 m, sử dụngchuẩn đầu cắm RJ-45, chophép tương thích ngược vớicác hệ thống mạng đang sửdụng hiện nay. 

Khi đầu tư xây dựng một trung tâmdữ liệu (TTDL), ngân sách dành chohạ tầng vật lý thường chiếm khoảng 3%,nhưng 3% này lại tác động đáng kể đếnhiệu quả đầu tư TTDL vì nó ảnh hưởngtrực tiếp đến hiệu suất mạng. Hiện nay,TTDL đang hướng đến các yếu tố tăngbăng thông mạng và giảm nhỏ tiết diệndây dẫn. Do đó, cáp sợi quang là lựachọn tối ưu nhất cho lớp vật lý.Tuy nhiên, bạn sẽ tốn khá nhiều chiphí khi lựa chọn cáp sợi quang. Để tiếtkiệm chi phí, cáp đồng đang được ưutiên cân nhắc nếu vẫn đáp ứng được nhucầu, vì cáp đồng có cấu trúc linh hoạt,tiết giảm chi phí hơn, phù hợp với đại đasố khách hàng và có khả năng mở rộngtrong tương lai để đạt hiệu suất cao vàbăng thông rộng hơn. Bài viết này sẽ đềcập đến những ưu điểm giúp cáp đồngđôi xoắn vẫn được lựa chọn sử dụngtrong TTDL nhiều năm tới đây.

Xem thêm : Bảng giá tủ rack server, tủ mạng 19 inch 6U+9U+27U…42U giá rẻ

NÂNG CẤP TỐC ĐỘ VƯỢTTRÊN 10 G

Việc nâng cấp tốc độ vượt trên 10 Gkhông còn là khái niệm xa vời, vì hầuhết các cổng kết nối trên máy chủ hiệnnay đang chuyển từ tốc độ 1 G thành10 G. Sắp tới, cổng kết nối trên máy chủsẽ cần tốc độ 40 G để đáp ứng thêm cácứng dụng đám mây. Xu hướng này kéotheo nhu cầu cần tốc độ 40 G và 100 Gđể kết nối các thiết bị chuyển mạch vớinhau hoặc kết nối thiết bị chuyển mạch với máy chủ

Do đó, các tổ chức đang nghiên cứu để đưa ra tiêu chuẩn truyền dữ liệubằng cáp đồng để đáp ứng các ứng dụngtrong tương lai. Tiêu chuẩn mới sẽ giúpthiết lập hệ thống mạng cáp cấu trúc linh hoạt hơn, dễ nâng cấp và tiết kiệm chiphí hơn, hỗ trợ truyền 40 G và 100 G với cáp đồng đôi xoắn.

Khi nâng cấp lên 1 G và 10 G, cápđồng chỉ thay đổi về băng thông truyền,còn lại vẫn giữ nguyên các thành phầncấu trúc chính như: sử dụng tám sợiđồng xoắn từng đôi với nhau, giữnguyên chất liệu đồng, kích thước lõiđồng, vỏ bọc… Việc nâng cấp lên 25 Gvà 40 G cũng tương tự như vậy. Dựkiến trong năm sau, tiêu chuẩn mới vềhệ thống mạng và cáp kết nối sẽ côngbố phương thức truyền BASE-T hỗ trợcho hệ thống mạng doanh nghiệp và hệthống mạng ứng dụng trong TTDL.

Tổ chức IEEE 802.3bq cho biết, tiêuchuẩn 40GBASE-T sẽ được công bố vàonăm 2016. Trong năm 2014, 802.3bqđã cho ra đời tiêu chuẩn 25GBASE-T,nhưng chỉ hỗ trợ cho kết nối máy chủ vànhiều khả năng tiêu chuẩn 40GBASE-Tsắp ra mắt cũng sẽ tương tự, chỉ hỗ trợcho kết nối máy chủ, 25 G và 40 G sẽđảm bảo tốc độ truy xuất dữ liệu tốt hơn1 G và 10 G.

25 G và 40 G sẽ được truyền dựa trên nền tảng Cat. 8. Tổ chức đang xem xétđưa ra hai phiên bản Cat. 8: Lớp 1 và lớp2. Theo bản phác thảo hiện tại, tài liệu kỹthuật Cat. 8 của TIA chỉ bao gồm lớp 1,định nghĩa kênh truyền và kết nối phầncứng băng thông lên đến 2000 Mhz và khoảng cách truyền tối đa 30 m, sử dụngchuẩn đầu cắm RJ-45, cho phép tươngthích ngược với các chuẩn đầu cắm vàcác loại cáp trước đây. Tài liệu kỹ thuậtCat. 8 của TIA sẽ được công bố vào đầunăm 2016, cùng thời điểm với ANSI/TIA-568C.2-1 và chưa có thông tin yêucầu kỹ thuật cho lớp 2.

Tương tự, tiêu chuẩn ISO và IECcũng được phát triển cho Cat. 8, hiệnđang bổ sung Cat. 8 lớp 1 và lớp 2 vàotiêu chuẩn TR11801-99-1. Mới chỉ cóthông số kênh truyền được đề cập trongtài liệu TR11801-99-1. Tuy nhiên, cácthành phần này có thể thay đổi đôi chútvà được công bố bằng văn bản riêng.Lớp 1 sẽ giống như tiêu chuẩn TIA sửdụng chuẩn đầu cắm RJ-45 tương thíchngược với các loại cáp trước đây. Tàiliệu kỹ thuật của lớp 2 thì hạn chế hơn,được thiết kế để hỗ trợ các kiểu giao tiếpkhác nhau nhưng không hỗ trợ RJ-45 vàkhông tương thích ngược như lớp 1. Báocáo tài liệu kỹ thuật công bố tiêu chuẩnTR11801-1 chỉ đề cập đến lớp 1 và lớp2 với băng thông 1600 MHz, còn tiêuchuẩn TR11801-99-1 thì băng thông lênđến 2000 MHz, giống như tiêu chuẩncủa TIA.

LỰA CHỌN CÁP ĐỒNG:TWISTED-PAIR HAY TWINAX?

Chúng ta có tiêu chuẩn kết nối trực tiếp 40 G bằng cáp đồng chuẩn twinax DAC(Direct Attach Copper). DAC là loại cáp kết nối trực tiếp các thiết bị chuyển mạch với nhau hoặc kết nối thiết bị chuyểnmạch với máy chủ.

Cả hai phương thức truyền BASE-Tvà DAC đều phục vụ lợi ích tiết kiệmnăng lượng và có độ trễ thấp. Tuy nhiên,khi sử dụng cáp DAC và đầu cắm SFP+(Small Form Factor – chuẩn đầu cắmđược đúc sẵn tại nhà máy có thể “gắnnóng” vào thiết bị chuyển mạch) sẽ bịhạn chế về chiều dài tối đa 7 m. Cáp nàychỉ phù hợp kết nối thiết bị chuyển mạchvới nhau hoặc kết nối các máy chủ đặttrong cùng một khu vực hoặc cùng mộttủ rack. Như vậy nếu áp dụng mô hìnhToR (top-of-rack) kết nối từ tủ rack nàyđến tủ rack khác sẽ bị hạn chế rất nhiềuso với khoảng cách truyền tối đa 100 mvới phương thức truyền BASE-T.

Ngoài ra, khi sử dụng cáp DACvà đầu cắm QSFP+ (Quad Small FormFactor – chuẩn đầu cắm được đúc sẵn tại nhà máy có thể “gắn nóng” vào thiết bị chuyển mạch truyền tín hiệu trên bốn sợi và nhận tín hiệu trên bốn sợi đồng thời, khác biệt so với SFP+ chỉ một sợi truyền và một sợi nhận) để truyền tốc độ 25 G và 40 G, chiều dài tối đa có thể lên đến 15 m, tuy nhiên chi phí cho giải pháp này tăng rất nhiều so với 7 m củaSFP+. Vì vậy, sự ra đời của Cat. 8 trong tương lai sẽ giải quyết được vấn đề khoảng cách và chi phí, cung cấp một hệ thống mạng hiệu suất cao và linh hoạt hơn cáp DAC với khoảng cách truyền đến 30 m cho kết nối 25 G và 40 G. Với khoảng cách đó, có thể sử dụng được tất cả các ứng dụng trong TTDL, tạo được sự linh hoạt không chỉ cho mô hình ToRmà còn có thể áp dụng cho mô hình EoR (end-of-row) hoặc mô hình MoR(middle-of-row) mà trước đây cáp DAC không hỗ trợ được.

Thêm vào đó, sử dụng cáp đồng đôi xoắn hoặc cáp đồng chuẩn twinax sẽ tiết kiệm chi phí hơn so với sử dụng cáp sợi quang. Cat. 6A 10GBASE-T trong mô hình EoR tiết kiệm chi phí đến 18% so với 10 G với SFP+ trong mô hình ToR,cả cáp và thiết bị chủ động đều tiết kiệmchi phí khi chạy ứng dụng 10GBASE-T.

THIẾT KẾ LINH HOẠT, TIẾT KIỆMCHI PHÍ

So sánh giữa cáp đồng đôi xoắn vàcáp đồng chuẩn twinax, phương thứctruyền BASE-T trên cáp đồng đôi xoắnhiệu quả hơn vì sử dụng cổng đấu nốiRJ-45 nhỏ gọn, tiết kiệm không gian cóthể đặt được nhiều cổng kết nối, tối ưuhóa không gian trong TTDL. Hiện nay,Cat. 6A 10GBASE-T được sử dụng nhiềutrong TTDL, nhưng trong tương lai khi25GBASE-T và 40GBASE-T ra đời thìCat. 8 sẽ được ưu tiên lựa chọn hơn vìnó phù hợp với tất cả mô hình đấu nốinhư ToR, MoR, EoR.

Mô hình ToR

Trong mô hình ToR, các máy chủ trongtủ rack sẽ kết nối với thiết bị chuyểnmạch đặt tại tủ rack đó mà không cầnphải thông qua thanh đấu nối trunggian, sau đó kết nối từ thiết bị chuyển mạch của từng tủ về rack đặt thiết bịchuyển mạch trung tâm. Tuy nhiên, cáccổng trên thiết bị chuyển mạch tại từngtủ rack sẽ không được sử dụng hết. Giảsử có ít hơn 48 máy chủ trong một tủrack, chúng ta vẫn phải sử dụng thiếtbị chuyển mạch có 48 cổng kết nối. Cáccổng không sử dụng trên thiết bị chuyểnmạch vẫn tiêu tốn điện năng. Ngược lại,nếu có nhiều hơn 48 máy chủ trong tủrack thì phải bổ sung thêm một thiết bịchuyển mạch 48 cổng khác, đồng thờibổ sung nguồn cấp và các cổng trên thiếtbị chuyển mạch vẫn bị thừa ra, tiêu tốnđiện năng.

Mô hình EoR/ MoR

Mô hình EoR và MoR khá phổ biến hơn trong TTDL hiện nay, được nhiều kháchhàng lựa chọn. Trong mô hình EoR,MoR, tất cả máy chủ kết nối đến thiết bịchuyển mạch được đặt riêng tại tủ rackcuối của dãy thông qua thanh đấu nốicáp đặt riêng tại từng tủ. Mô hình đấunối này giúp giảm thiểu số lượng thiết bịchuyển mạch không cần thiết, tận dụnghết các cổng kết nối trên thiết bị chuyểnmạch. Thanh đấu nối cáp riêng của từngtủ được đặt ở hàng trên cùng hoặc hànggiữa, tối đa không gian lắp đặt máy chủ.

Tóm lại, cho dù sử dụng mô hìnhToR, EoR hay MoR thì chiều dài linh hoạt của Cat. 8 vẫn đáp ứng mọi yêucầu, không bị hạn chế như khi sử dụngcáp DAC.

TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG

Trong những năm gần đây, hệ thống cáp cấu trúc công nghệ BASE-T được đánhgiá tiết kiệm năng lương hơn so với cáccông nghệ khác. Trước đây, mỗi cổngkết nối Cat. 6A cần đến 10 W thì nay chỉcần 2-3 W nhờ có sự hỗ trợ của nhữngcông nghệ tiên tiến như EEE (EnergyEfficient Ethernet – được ban hành vàonăm 2010 bởi tổ chức IEEE 802.3az) vàcổng kết nối tốc độ cao, bên cạnh đó cảitiến hiệu suất cáp và các thiết kế đầu nối.Thay vì trước đây sử dụng bốn cổng trênthiết bị chuyển mạch cho một kết nối 40G thì nay chỉ sử dụng một cổng, vừa tiếtgiảm số lượng cổng kết nối trên thiết bịchuyển mạch vừa tiết kiệm điện năngcung cấp cho TTDL. Ngoài ra, công nghệEEE cho phép hệ thống tiêu thụ ít nănglượng khi hoạt động ở mức dữ liệu thấp,giảm thiểu điện năng tiêu thụ và giảmchi phí vận hành.

NÂNG CAO HIỆU SUẤT

Không giống khoảng cách 100 m và chophép bốn khớp nối như các loại cáptrước đây, Cat. 8 chỉ giới hạn ở 30 mvà tối đa hai khớp nối, vì vậy Cat. 8 chỉdùng để triển khai trong TTDL, khó cóthể triển khai bên ngoài như hạ tầng cápngang, cáp trục… Nhưng nhu cầu về tốcđộ truyền tải dữ liệu từ thiết bị chủ độngđến thiết bị của người dùng cuối trongdoanh nghiệp (bao gồm cả mạng khôngdây) ngày càng tăng, vì vậy, yêu cầuđặt ra là cần nâng cấp hạ tầng cáp mớiđể đáp ứng cho các thiết bị chủ độngngày càng hiện đại. Để hỗ trợ điều này,tổ chức IEEE sẽ sớm đưa ra tiêu chuẩn truyền 2.5GBASE-T và 5GBASE-T sửdụng Cat. 5e và Cat. 6 cho hạ tầng sẵncó để giải quyết vấn đề trên. Tuy nhiên,tiêu chuẩn sẽ giới hạn về chiều dài tốiđa với hai loại cáp trên. Bên cạnh đó,tổ chức TIA cũng đang đánh giá khảnăng truyền 2.5GBASE-T và 5GBASE-Tcủa hai loại cáp này thông qua các thửnghiệm TSB-5021. Ngoài ra, TIA khuyếnnghị người dùng nên sử dụng Cat. 6Athay cho Cat. 5e và Cat. 6 khi nâng cấphạ tầng cáp mới, như vậy sẽ đảm bảo vềtốc độ cũng như chiều dài tốt nhất, sửdụng tốt các ứng dụng trong tương lai.

Kết luận : 

BASE-T GIẢI PHÁP ĐỒNG BỘHOÀN CHỈNHGiải pháp cáp cấu trúc BASE-T là nềntảng của cơ sở hạ tầng TTDL. BASE-Tsử dụng cổng kết nối RJ-45 và có khảnăng tương thích ngược nên khi nângcấp tốc độ mới, giải pháp tương thíchvới nhiều loại tốc độ khác nhau như1 G, 2.5 G, 5 G, 10 G, 25 G, 40 G, chophép người quản trị linh hoạt về thờigian triển khai, có thể nâng cấp riêngtừng máy chủ mà không nhất thiếtphải nâng cấp cùng lúc, không làmgián đoạn hệ thống, giảm thiểu phátsinh chi phí khi nâng cấp hệ thống.Không có một giải pháp nào hoànhảo cho tất cả hạ tầng TTDL, vì cònlệ thuộc vào cách bố trí, phạm vi,nhu cầu băng thông, khả năng mởrộng, chính sách quản lý và ngânsách của từng TTDL cụ thể. Tuynhiên, để tạo ra một TTDL linh hoạtvà có khả năng mở rộng, ta nên sửdụng các kết nối đồng tốc độ cao từGigabit trở lên với tiết diện cáp nhỏ.Với khả năng cung cấp hầu hết chiphí, hiệu quả, có nhiều tùy chọn khitruy cập lớp mạng, giải pháp cápđồng cấu trúc trên nền tảng BASE-Tsẽ tiếp tục thống trị trong lĩnh vực hạtầng TTDL.

Dịch bởi Huỳnh Thành Nhân Tầm Nhìn Mạng