Normkonforme IT-Verkabelungssysteme im RZ
Kriterien für leistungsfähige RZ-Verkabelung
Im Prinzip gelten überall dieselben Qualitätsanforderungen an eine hochwertige strukturierte und anwendungsneutrale Verkabelung - im Rechenzentrum allerdings noch einmal verschärft durch die Forderung nach Hochverfügbarkeit und Flexibilität. Das einschlägige Normenwerk gibt für die Auswahl und die Installation eine gute Hilfestellung, eine individuelle Planung kann es allerdings kaum ersetzen. Ein möglichst automatisches Kabel-Management spielt ebenfalls eine wichtige Rolle.
Rechenzentren sind die Schaltzentralen moderner Unternehmen, die den unternehmensweiten
Informationsfluss sowie die Verarbeitung, Speicherung und Archivierung der Daten gewährleisten und
steuern. Durch die erhöhten Anforderungen der vergangenen Jahre – technischer und gesetzlicher
Natur – wurde das Management von Rechenzentren zunehmend komplexer und sensibler. Diese Aufgabe
wächst zudem mit jeder weiteren Veränderung des Rechenzentrums.
In hochverfügbaren Rechenzentren zieht dies besondere logistische Anforderungen nach sich, da
Veränderungen an Rechenzentrumsstrukturen wie etwa der Austausch von Hardware, das Einspielen von
Software-Releases oder Änderungen an der Verkabelungsinfrastruktur fachlich, zeitlich und personell
so koordiniert werden müssen, dass der Betrieb unterbrechungsfrei weiter laufen kann.
Daher stehen heute für Rechenzentren die Themen Hochverfügbarkeit, Flexibilität, Administration,
Dokumentation und Sicherheit an oberster Stelle, und zwar kombiniert mit den unter
Kostengesichtspunkten gebotenen Voraussetzungen des Investitionsschutzes und der Zukunftssicherheit
für einen überschaubaren Zeitraum. Einen wesentlichen Beitrag zu diesen Anforderungen liefert eine
strukturierte und transparente IT-Verkabelungsinfrastruktur. Sie ist Grundlage für den
reibungslosen Datenaustausch und für das sichere und zuverlässige Zusammenspiel aller aktiven
Komponenten und Applikationen im Rechenzentrum.
Die primäre und originäre Aufgabe von Rechenzentren ist der Betrieb von IT-Anwendungen auf
Mainframes und Servern sowie die Datenhaltung und Sicherung auf Speichersystemen. Aus Sicht der IT
steht als entscheidende Anforderung die Verfügbarkeit, also die möglichst unterbrechungsfreie
Betriebsfähigkeit der in der Regel unternehmenskritischen IT-Anwendungen. Dazu gehören zum Beispiel
ERP-Systeme, Produktionsanwendungen in Industrieunternehmen, Datenbanken, Büroanwendungen und deren
Betriebssysteme, aber auch der Zugang zu Provider-Netzwerken (MAN, WAN) und zum Internet.
Für die IT gilt das ISO-OSI-Siebenschichten-Referenzmodell, das die Anwendung als oberste
Priorität definiert und als unterste, den ersten Layer (Schicht), die zum Datentransport notwendige
physikalische Infrastruktur, die IT-Verkabelung und die Datentransportgeräte wie etwa
Layer-1-Switches. Für die Verfügbarkeit von IT-Anwendungen in einem Rechenzentrum ist daher dessen
IT-Verkabelung elementar: Ohne funktionierende IT-Verkabelung laufen keine IT-Anwendungen, können
IT-Geräte wie Server, Switches und Speicher nicht miteinander kommunizieren und Daten austauschen,
diese Daten nicht verarbeiten, vorhalten und sichern. Häufig sind IT-Verkabelungen jedoch
historisch gewachsen und können den heutigen Anforderungen wie hohe Kanaldichten, hohe
Übertragungsgeschwindigkeiten und unterbrechungsfreie Hardware-Changes nur schwer genügen.
Die Strukturierung von IT-Verkabelungen sowie deren sorgfältige und vorausschauende Planung und
Dokumentation sind daher grundlegende Aufgaben eines Rechenzentrumsbetreibers. Auch gesetzliche
Grundlagen wie Basel II oder SOX fordern eine durchgehend stringente Transparenz. Für die
Rechenzentrums-IT-Verkabelung gelten die Normen DIN EN 50173-5, ISO/IEC 24764 und für den
US-amerikanischen Bereich TIA-942 (Tier-Klassifizierung). Gemeinsam ist diesen Normen, die allesamt
in den letzten Jahren aus der Aktualität heraus entstanden, die Forderung und die Festschreibung
einer strukturierten, anwendungsneutralen IT-Verkabelung. Sie sprechen zudem eindeutige
Empfehlungen aus, die IT-Verkabelung redundant auszulegen, um die Betriebssicherheit eines
Rechenzentrums auf hohem Niveau sicherzustellen.
Die Planung, Installation und Abnahme der IT-Verkabelung von Rechenzentren ist in der
Normenreihe DIN EN 50174 beschrieben. Wesentliche Inhalte sind zum Beispiel der Qualitätsplan, die
Erdung und Schirmung von Kupfer-IT-Verkabelung und die Dokumentation und Abnahme der gesamten
Rechenzentrums IT-Verkabelung.
Aufgrund der Hochverfügbarkeitsanforderung und der permanent steigenden Übertragungsdatenraten
sind die Qualitätsanforderungen an die IT-Verkabelungskomponenten für Rechenzentren vielfach höher
als an die in LANs eingesetzten Produkte. Bereits im sehr frühen Planungsstadium sollte der
Qualitätsgedanke bei der Auswahl der Komponenten berücksichtigt werden, um Leistungsanforderungen
wie Kabeldesign, Bandbreiten und Dämpfungsbudget zu genügen. Die IT-Verkabelungskomponenten sollten
sowohl bei LWL als auch bei Kupfer vorzugsweise werkskonfektionierte, betriebsfertige Systeme für
so genannte Plug-and-Play-Installationen sein. Solche Systeme haben die höchstmögliche und
reproduzierbare Qualität und daher die besten Übertragungseigenschaften.
Rechenzentren sind "lebende" Schaltzentralen der Unternehmen. Sie unterliegen daher ständigen
Veränderungen, getrieben durch die kurzen Lebenszyklen der aktiven Komponenten. Um nicht mit jedem
neuen Gerät grundlegende und tief greifende Änderungen an der IT-Verkabelung durchführen zu müssen,
empfiehlt sich eine übersichtliche und transparente, vom jeweils aktuellen "Gerätepark" entkoppelte
physische, also anwendungsneutrale IT-Verkabelungsinfrastruktur. Diese sollte die jeweiligen
Gerätestandorte mit einer einheitlichen und durchgängigen IT-Verkabelung verbinden.
In den Normen DIN EN 50173-5 und ISO/IEC 24764 ist diese Geräteverkabelung in die Segmente
Bereichs- und Geräteanschlussverkabelung mit der zugehörigen – GA (Geräteanschluss) genannten –
Schnittstelle aufgeteilt. Die aktiven Geräte sind durch möglichst kurze, gerätespezifische
Anschlusskabel über die GA-Schnittstelle an die dadurch "geräteneutrale" Bereichsverkabelung
angebunden. Damit muss beim Gerätetausch, der oftmals mit dem Wechsel des Steckgesichts am Gerät
verbunden ist, nur das anschlussspezifische Kabel ausgetauscht werden – ohne in die
Bereichsverkabelung eingreifen oder rückbauen zu müssen.
Auf diese Art werden die mit einem Gerätetausch verbundenen Umverkabelungen sowohl vom
finanziellen als auch vom zeitlichen Umfang auf ein Minimum reduziert – und dies unter
vollständigem Erhalt der definierten Struktur. In den GA-Schnittstellen sind für die jeweiligen
Packungsdichteanforderungen der anzuschließenden Geräte geeignete Stecksysteme zu wählen. Die
Normen DIN EN 50173-5 und ISO/IEC 24764 benennen entsprechende Stecksysteme wie zum Beispiel den
LC-Duplex- und den MTP-Steckverbinder. Darüber hinaus gibt es für diese Anforderungen weitere
besonders geeignete Stecksysteme auf dem Markt.
Die Anforderung der Hochverfügbarkeit bedingt die redundante Auslegung von Verbindungen und
Komponenten: So muss Hardware im laufenden Betrieb austauschbar sein und beim Ausfall einer Leitung
ein Alternativweg die Applikation unterbrechungsfrei übernehmen können. Die Verfügbarkeit von
Anwendungen wird durch den Einsatz von werkseitig vorkonfektionierten IT-Verkabelungssystemen
besonders positiv beeinflusst. Die Aufenthaltszeit von Installationspersonal im Sicherheitsbereich
des Rechenzentrums reduziert sich auf ein Minimum sowohl bei der Erstinstallation als auch bei
eventuellen Hardware-Changes und bedeutet damit zusätzlichen Zugewinn bei der
Betriebssicherheit.
Sicherer LWL-Betrieb von immenser Bedeutung
Für die Verbindung von Rechenzentren untereinander, zum Beispiel bei redundanten Rechenzentren,
Backup-Rechenzentren, oder auch nur bei der einfachen Auslagerung und Sicherung von Daten an einen
anderen Standort, ist die Anbindung an MAN- und WAN-Provider-Netzwerke (Datentransportdienste oder
so genannte "Dark Fibers") oder eigene LWL-Kabelstrecken von immenser Wichtigkeit für die
Betriebssicherheit und Verfügbarkeit. Daher ist diese Anbindung wie die rechenzentrumsinterne
IT-Verkabelung nach dem Zweiwege-Prinzip auszulegen.
Für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb von LWL-Verkabelung im Rechenzentrum, ganz
besonders bei deren Installation und bei Patch-Arbeiten, müssen die eingesetzten Techniker auf die
Spezifika der Systeme geschult sein – speziell aufgrund der Empfindlichkeit von
LWL-Steckverbinderstirnflächen auf Verschmutzung und Beschädigung und der Knick- und
Quetschempfindlichkeit der durch die hohen Packungsdichten bedingten dünnen LWL-Patch-Kabel.
Pluspunkt Vorkonfektionierung
Der bereits unter dem Sicherheitsgedanken hervorgehobene Vorteil von werkskonfektionierten
IT-Verkabelungssystemen zeigt sich bei der Installation in Form von Zeitersparnis. Besonders
vorteilhaft ist, dass durch Einsatz werkskonfektionierter Verkabelungskomponenten bei Erweiterungen
der Rechenzentrumskapazität durch Zuwachs von IT-Geräten (Adds) diese schnellstmöglich miteinander
verbunden und somit die eigentlichen IT-Anwendungen zügig in Betrieb genommen werden können.
Gleiches gilt auch für Hardware-Changes (Upgrades). Das sorgfältige Auflegen der Steckverbinder
unter Vermeidung von Verschmutzungen insbesondere durch Staubpartikel ist ein entscheidender Aspekt
für die Performance des Netzes, daher sollten die Steckerstirnflächen vor der Installation mit
geeigneten Reinigungswerkzeugen gesäubert und anschließend mikroskopisch begutachtet werden.
Für ein hochverfügbares Rechenzentrum ist eine aktuelle Dokumentation der Verkabelungsbasis
unerlässlich. Sie ist Grundlage für den reibungslosen Betrieb und die Planung von Umbauten sowie
Erweiterungen und muss daher stets zeitnah der real installierten Infrastruktur entsprechen. Eng
verbunden mit der Dokumentation ist die eindeutige und – auch unter eingeschränkten
Lichtverhältnissen – leicht lesbare Beschriftung der Kabel sowie eine unternehmenseinheitliche
Nomenklatur. Rosenberger-OSI Fiber-Optics arbeitet als Hersteller zur Unterstützung und
Erleichterung dieser wesentlichen Aufgabe gegenwärtig an der Entwicklung eines softwarebasierenden
Dokumentations-Tools, das eine teilautomatische Datenaufnahme über nachrüstbare
Data-Matrix-Code-Labels mittels eines Handscanners ermöglicht.
Fazit: Qualität der Komponenten zahlt sich aus
Eine durchdachte IT-Verkabelung bildet im Zusammenspiel mit einem übersichtlichen
Kabel-Management und einer aktuellen Dokumentation eine Grundlage für die erforderliche hohe
Flexibilität und Hochverfügbarkeit in modernen und zukunftsorientierten Rechenzentren. Der Einsatz
von werkseitig vorkonfektionierten, qualitativ hochwertigen Verkabelungskomponenten trägt zudem als
positiver Nebeneffekt zu verringerten Wartungs- und Umrüstzeiten und somit zur Reduzierung der
laufenden Betriebskosten bei.
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