¿Qué es la interconexión de centros de datos?

Se refiere a la tecnología empleada para enlazar dos o más centros de datos individuales para unir recursos, equilibrar cargas de trabajo, replicar datos o implementar planes de recuperación en caso de catástrofe, y proporcionar datos empresariales más cerca del perímetro. Las DCI de fibra óptica pueden dividirse en tres categorías, en función de la distancia de transmisión:

• La DCI de campus: generalmente dentro de un radio de 5 km como máximo, en el que interconecta varios centros de datos del mismo campus 
• La DCI para redes metropolitanas: dentro de un radio de 100 km, esta es la interconexión entre el campus de los centros de datos, dentro de una región o zona de disponibilidad 
• Redes submarinas: interconexión de centros de datos de ultralarga distancia, con cientos de kilómetros para lo que se usan cables de fibra óptica submarinos.  

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A medida que la informática basada en la nube y el IoT continúan impulsando nuevos niveles de escala y complejidad, se emplea una amplia diversidad de tecnologías ópticas de transporte para maximizar el ancho de banda y minimizar la latencia.

La demanda de almacenamiento y velocidad ha derivado en un incremento de las ubicaciones nuevas en el mundo, lo que incluye una gran cantidad en la categoría de hiperescala con miles de interconexiones entre ellas. Con una modulación 256 QAM, se puede alcanzar ahora 400G en una sola longitud de onda. Este avance proporciona un incremento de capacidad muy necesario, mientras que la detección de fallos, el rendimiento, la latencia y las pruebas de estrés continúan siendo esenciales durante la instalación. 

VIAVI presta sus servicios al mercado de las DCI de extremo a extremo al suministrar soluciones innovadoras y potentes para centros de datos orientadas a la construcción, la puesta en marcha, la expansión y la monitorización de DCI. Este enfoque integral engloba una sólida verificación del rendimiento de la DCI, así como pruebas exhaustivas de los equipos básicos que conforman el ecosistema hiperescala. 

El término “hiperescala” hace referencia en nuestros días a ubicaciones masivas con un número incontable de servidores dentro de instalaciones aparentemente ilimitadas. Los sectores de proveedores de servicios basados en la nube, de proveedores de contenidos de Internet (ICP) y del almacenamiento de macrodatos de hecho han ampliado su presencia física a niveles sin precedentes. 

Los centros de datos hiperescala se emplean cada vez más para definir no solo la escala y el tamaño de estos nuevos centros de datos, sino también su arquitectura. Su tamaño y escala constituyen un punto útil por el cual empezar. Los centros de datos hiperescala tienen un mínimo de 5000 servidores en funcionamiento y al menos 929 metros cuadrados de superficie. No obstante, en general, las ubicaciones hiperescala son mucho más grandes y, con frecuencia, albergan decenas de miles de servidores. Además de la superficie y del número de servidores, también es igual de importante lo que hay en ese espacio, en el que se ha planificado una cartera de productos de aplicaciones homogéneas completamente nuevas y escalables empleando infraestructuras cada vez más diseminadas, de alta densidad y preparadas para su consumo de energía. 

Un centro de datos hiperescala puede y debe proporcionar un servicio prácticamente perfecto a millones de clientes. A pesar de las ventajas de la informática personalizada, las redes de alta velocidad y el software de virtualización avanzada que ocupa más bienes inmuebles que numerosas ciudades, ningún centro puede responder a esta demanda de manera independiente. En el nuevo paradigma hiperescala, las soluciones de conectividad de los centros de datos ofrecen el elemento de unión entre todas las ubicaciones y permiten que un conglomerado de gran tamaño se comporte como una sola entidad. Una empresa sanitaria es solo un ejemplo de una industria que puede sacar partido de esta tecnología. 

Una rápida implementación y el uso de soluciones de interconexión constituyen un método eficaz para mantener la escalabilidad y la versatilidad sin tener que sumar capacidad de servidores ni metros cuadrados de superficie. Al depender de esta tecnología vital de DCI para enlazar redes metropolitanas y de larga distancia, esto ha generado más vulnerabilidad a intrusiones externas, roturas accidentales o desconexiones que pueden derivar en costosas interrupciones del servicio. Por ello, las soluciones de monitorización de fibra y las soluciones de monitorización del rendimiento son herramientas esenciales para proteger la DCI de un modo proactivo y minimizar el tiempo medio de reparación (MTTR). 

A medida que el tamaño y la complejidad han continuado creciendo, la arquitectura también ha evolucionado. Los modelos arquitectónicos tradicionales basados en tres niveles y formados por enrutadores básicos, enrutadores agregados y conmutadores se han sustituido por arquitecturas basadas en una columbra vertebral con ramificaciones para responder a la demanda de las soluciones hiperescala. La arquitectura basada en la parte superior del bastidor (TOR) reduce el cableado al coubicar conexiones entre los conmutadores y los servidores dentro del bastidor. La arquitectura basada en el final o en el centro de la fila (EOR/MOR) fija los puertos de conmutación en ubicaciones designadas y, en algunos casos, emplea un panel de conexiones como el núcleo central con fines de conectividad.

Con requisitos de capacidad entre los centros de datos del orden de terabits por segundo (Tbps), las soluciones arquitectónicas deben tener en cuenta también la configuración de la DCI. La infraestructura de fibra óptica se elige en base a la ubicación relativa, el volumen de flujo de tráfico horizontal y la configuración del hardware en cada centro de datos. Una densidad extrema, un cableado con alto número de fibras, la modulación 256 QAM y una multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) son elementos esenciales en esta combinación de arquitecturas. El transporte de la DCI de larga distancia de 80 km o más también incrementa la latencia y puede requerir amplificadores Raman y de fibra dopada con erbio (EDFA), u otros elementos amplificadores activos que no son necesarios para las implementaciones metropolitanas o en campus.

¿Llega la interconexión de centros de datos al interior del centro de datos? 

Aunque la DCI es un componente integral de la arquitectura de un centro de datos, también es una entidad independiente con sus propias consideraciones en cuanto a pruebas y confiabilidad y, por tanto, requiere soluciones específicas. 

Las soluciones avanzadas de interfaz montadas en bastidor en la sala de acceso proporcionan puntos de acceso y conexión para las terminaciones. Las tarjetas de interfaz en el interior de estos dispositivos incorporan funciones básicas de transpondedor, conmutación y multiplexación que completan la DCI para la transferencia del centro de datos. 

Los espacios comprimidos y con una alta densidad de hardware que hay en la mayoría de los centros de datos contrastan en gran medida con las soluciones delicadas que pueden llegar a extenderse cientos de kilómetros. Esta combinación de limitaciones y atributos físicos crea desafíos únicos en términos de pruebas y certificación que solo pueden mitigarse mediante una completa cartera de soluciones para pruebas. 

Las soluciones avanzadas para la certificación de redes de fibra como SmartClass Fiber OLTS-85 de VIAVI permiten una certificación completa de redes de fibra de nivel 1 con un único dispositivo compacto y ofrecen visibilidad en las pruebas tanto del extremo local como del extremo remoto. El sistema MPOLx es un conjunto de pruebas de pérdida óptica completamente funcional diseñado específicamente para realizar pruebas de pérdida, de polaridad, de inspección de terminaciones de fibra y de certificación en interfaces de conectores MPO nativos. 

La demanda cada vez mayor de los clientes ha derivado en un crecimiento exponencial de las instalaciones de DCI y de los nuevos centros de datos hiperescala, que transportan cargas de trabajo más complejas. Esta bonanza de la construcción refleja un cambio del centro independiente tradicional en favor de la estructura de red de “malla” caracterizada por un mayor aprovechamiento de la DCI. De la misma manera, las estrategias de pruebas han evolucionado y otorgan más protagonismo a la automatización, las dependencias, la seguridad de las redes de fibra óptica y el agregado de conexiones. 

Para conseguir un tiempo de actividad completamente ininterrumpido, las métricas de rendimiento como la capacidad, la latencia y la tasa de errores de bit (BER) se deben someter ahora a pruebas y monitorización con mucha diligencia tanto en el interior como en el exterior del centro de datos. Los kilómetros de fibra óptica conectada entre centros de datos también conllevan un sinfín de nuevas oportunidades de que surjan interrupciones o fallos que podrían llegar a afectar a millones de usuarios, personas, clientes y empleados. 

Identificar los problemas en este complejo entramado de redes puede resultar difícil, por lo que las soluciones deben reforzar la visibilidad y la escalabilidad. La rápida implementación de las DCI y ubicaciones hiperescala de propiedad exclusiva ha derivado en más protocolos de interoperabilidad y una infraestructura basada en especificaciones ajenas o propias que complican aún más el desarrollo de soluciones de pruebas. 

El alto volumen de conexiones y vías unido a la alta demanda de confiabilidad en el tiempo de actividad hace que las pruebas tanto de la red como de los servicios sean esenciales en el entorno. A menudo, se esperará que las DCI hiperescala funcionen de forma continuada y a máxima capacidad. Las soluciones de monitorización con una intervención humana mínima o nula requerían un acondicionamiento lógico para estos entornos, especialmente aquellos que se pueden lanzar y controlar desde puntos de acceso virtuales. La unidad de pruebas montada en bastidor MAP-2100 puede ejecutar pruebas de capacidad de ancho de banda de alta precisión (RFC 2544 e Y.1564) de DCI hasta y desde ubicaciones automatizadas. 

Una estrategia de pruebas de DCI exitosa empieza por una estrategia de visibilidad de extremo a extremo (E2E) en las fases de planificación e implementación que se extienda a lo largo de las fases continuas de gestión y mantenimiento. La interoperabilidad es una cualidad clave de las soluciones de pruebas en el entorno de las DCI, ya que las herramientas de pruebas que admiten interfaces API abiertas ofrecen más flexibilidad y permiten a las organizaciones hiperescala establecer su propio código de automatización. 

Mientras sigue avanzando la transformación simbiótica de estos nuevos entornos, VIAVI Solutions continúa trabajando codo a codo con organismos de normalización en iniciativas de código abierto y prácticas recomendadas que preserven la independencia y velen por el camino hacia la innovación. 

Soluciones de interconexión de centros de datos 

Los desafíos asociados a la instalación, la activación y la monitorización de la DCI exigen que las mejores soluciones de pruebas de fibra óptica disponibles funcionen de manera conjunta para garantizar una calidad del servicio continua. Dada la rápida evolución de la tecnología hiperescala, junto con los factores de alta utilización que guían el camino de la DCI, queda poco margen de error. 

Inspección de la fibra 
La fibra óptica es el elemento vital de las soluciones de conectividad. Es importante contar con soluciones de inspección de fibra óptica versátiles en las tareas de verificación. De hecho, estas pueden evitar que se introduzcan defectos o suciedad durante la instalación que podrían afectar al rendimiento. Las soluciones de inspección de VIAVI con rutinas automatizadas, tamaños compactos y la disponibilidad de conectividad multifibra forman una base sólida para la garantización de la conexión de fibra óptica para la DCI. 

Transporte de alta velocidad de 400G y 800G 
La demanda de ancho de banda exigida a redes extremas se extiende hasta las interconexiones, ya que trasportan grandes volúmenes de información a lo largo de enormes distancias. La tecnología Terabit Ethernet en las categorías de 400G y 800G hoy en día está entre las tecnologías de transporte utilizadas para los sistemas de datos interconectados que exigen un nivel más sofisticado de pruebas de la tasa BER y compatibilidad con la modulación por amplitud de pulsos PAM-4. Las soluciones de pruebas que incorporan estas tecnologías de vanguardia para centros de datos tienen un valor incalculable durante las fases de desarrollo, implementación y mantenimiento del ciclo de vida. 

Interconexiones metropolitanas de 100G y 200G 
Las DCI dentro de la categoría de implementaciones metropolitanas normalmente se encuentran dentro de un radio de entre 5 km y 80 km, y enlazan ubicaciones en ciudades cercanas o áreas geográficas intermedias. Las interconexiones metropolitanas suelen emplear la topología de red de 100G o de 200G en las que se requieren pruebas de calificación, caracterización y rendimiento de los enlaces de fibra para garantizar un rendimiento óptimo. Las soluciones de pruebas de fibra óptica y red integrales que emplean scripts de pruebas automatizados añaden la eficacia dentro de los requisitos de pruebas de puesta en marcha, capacidad y latencia de alta precisión. 

Monitorización de fibra y pruebas de fibra remotas bajo demanda 
Las DCI exigen una protección sistemática frente a intrusiones, interrupciones accidentales de los servicios, los cortes y las roturas para garantizar el máximo tiempo de actividad y la mínima latencia. Incluso un deterioro menor de la calidad de la fibra óptica puede reducir significativamente la capacidad y aumentar la tasa de errores de bits. 

Con la capacidad estirada al máximo, no hay cabida posible para un rendimiento que no sea impecable. La unidad de pruebas OTDR montada en bastidor FTH-5000 o FTH-9000 funciona junto con el sistema remoto de pruebas de fibra óptica ONMSi para ofrecer una solución proactiva y automatizada de monitorización continua. Los defectos de la fibra óptica se localizan con una precisión milimétrica, y se activan evaluaciones instantáneas y alertas. Con una longitud de onda comprendida entre 1625 nm y 1650 nm, el centro de datos se puede someter a pruebas bajo demanda mientras está funcionando después de una reparación o se puede monitorizar de manera habitual con un tiempo de escaneo por fibra muy reducido. La monitorización remota y automática de fibra detecta y localiza fallos en la fibra óptica, lo que permite hacerles un seguimiento a lo largo del tiempo, dado que el deterioro puede causar latencia y tasas de errores de bits. 

El mantenimiento preventivo puede detener hasta un 20 % de las interrupciones del servicio provocadas por la planta de fibra óptica. En el caso de la fibra de alquiler, ambas partes tienen acceso a datos objetivos que permiten delimitar el fallo de la fibra, repararlo con el equipo adecuado y gestionar los indicadores de rendimiento clave del tiempo medio de reparación (MTTR). Esta técnica es fundamental para administrar los términos del acuerdo SLA en cuanto al tiempo de actividad, dado que un tercio de las interrupciones del servicio de los centros de datos surgen a partir de problemas en la planta de fibra. 

Las DCI típicas tienen dos o tres rutas de fibra óptica únicas geográficamente y redundantes para proporcionar resistencia y una alta disponibilidad. Tanto la monitorización de fibra como los productos de ONMSi pueden garantizar la visibilidad del estado de las interconexiones de los centros de datos, y avisan rápidamente si hay alguna amenaza a partir de una rotura, una curvatura, una mala conexión o un cable de conexión desconectado o desplazado que interrumpa la transmisión. 

Por último, si se emplea el sistema FTH-9000 modular de alta potencia, en el modo de alta sensibilidad, se pueden identificar automáticamente amenazas a la seguridad por parte de intrusos de la fibra óptica que pretenden obtener una copia del tráfico. Para ello, se añade un acoplador óptico a la línea y se curva la fibra para capturar una pequeña cantidad de luz. Es una forma rentable de acceder a millones de dólares de tráfico de centros de datos sin ser detectado. Para ofrecer protección frente a esta intrusión, se requiere una solución de monitorización de fibra diseñada solo para este caso práctico con un OTDR de ultraalto rendimiento y cálculos patentados. La mayoría de las DCI transportan datos personales confidenciales que están regulados y que deben protegerse frente al robo; la monitorización automatizada es la primera línea de defensa. Incluso si la información se ha cifrado, los códigos se pueden franquear o robar con el tiempo, así que erradicar el robo es vital. 

Pruebas y activación virtuales 
Las pruebas de la malla de redes metropolitanas y centrales se simplifican en gran medida por medio de agentes de pruebas virtualizados. La plataforma basada en software Fusion se puede emplear para facilitar la activación del servicio virtual y la monitorización del rendimiento por medio de una combinación de agentes de pruebas virtuales y hardware integrado en una red. Con la expansión de las interconexiones de centros de datos globales, estas herramientas minimizan el número de visitas de los técnicos y permiten una implementación, una verificación y una protección de los SLA con mayor agilidad. 

Pruebas y certificación de fibra óptica 
A medida que el ancho de banda continúa ampliándose, es necesario multiplicar la capacidad de la fibra óptica para cumplir los requisitos de los clientes. Esto se traduce en un volumen y una diversidad superiores en el mercado de servicios, más puntos finales y usuarios, e infinidad de oportunidades de monetización. Las redes de fibra óptica son una solución evidente para abordar las limitaciones del ancho de banda. 

Las pruebas de OTDR y caracterización de fibra óptica y de OSA respaldan la puesta en marcha, la construcción y las pruebas en servicio de las interconexiones de fibra óptica de alta capacidad de la actualidad. VIAVI ofrece la gama más completa de probadores de fibra óptica para realizar pruebas básicas de fibra óptica en esta fase de instalación, mantenimiento y solución de problemas con una automatización integrada para todas las diversas necesidades de pruebas, desde las más básicas hasta las más detalladas. 

Conectores MPO 
El tamaño compacto y la densidad de fibra óptica inherente a los conectores MPO (del inglés Multi-Fiber Push On) los convierten en otra opción para interconexiones y centros hiperescala demasiado concurridos. Las herramientas de inspección y pruebas que proporcionan una convergencia de los conectores MPO nativos, los flujos de trabajo automatizados y una generación de informes rápida y confiable permiten que se aproveche al máximo la escalabilidad y la eficacia de los conectores multifibra.