OM3, OM4, Singlemode, Multimode
Die Faser der Zukunft
Glasfaserkabel ebnen auch in Zukunft den Weg hin zu höheren Bandbreiten und Datengeschwindigkeiten. Doch die Ratifizierung von zwei neuen Faserklassen, die sich abzeichnende Einführung von 40 und 100 Gigabit Ethernet (GbE) und die Überprüfung von biegeunempfindlichen Techniken bedeuten auch, dass Netzwerkbetreiber und Installateure unzählige Überlegungen anstellen müssen, wenn sie ihre auf Glasfaser basierende physische Infrastruktur (PHY) in Unternehmen oder Rechenzentren spezifizieren.
Das unstillbare Verlangen nach Bandbreiten und schnelleren Datenübertragungen hat dazu geführt, dass die Glasfaserkabelbranche floriert, angetrieben von technischen Innovationen, der Entwicklung von Standards und immer vielfältigeren Einsatzmöglichkeiten. Letzteres hat dazu geführt, dass mittlerweile mehr als 15 verschiedene Singlemode-Fasertypen, zwei Arten von Singlemode-Faserkabeln und vier verschiedene Multimode-Faserkabel auf dem Markt erhältlich sind.
Durch Aktualisierungen der ISO/IEC- und TIA-Industrienormen sind zudem zwei neue Faserklassen, OM4 und OS2, entstanden. OS2 ist ein Singlemode-Faserkabel, das ursprünglich in der Normierung industrieller Verkabelungen als Lösung für lange Links im Außenbereich gedacht war. OM4 ist eine Weiterentwicklung der OM3-Lösungen für höhere Bandbreiten (OM3+/extended etc.). Die neue OM4-Lösung eignet sich ideal für vielfältige Anwendungen, wie etwa Backbone-Verbindungen in den lokalen Netzwerken von Unternehmen und Rechenzentren. Der neue Standard IEEE 802.3ba für 40/100GbE verweist auf OM4. OM1 (62.5/125) und OM2 (50/125) erleben dagegen einen steten Rückgang, was auf die zunehmende Akzeptanz der OM3-Faser (laseroptimiert 50/125) zurückzuführen ist.
Bei der jüngsten Lösung, OM4 (50/125), handelt es sich um eine Premium-Multimode-Faser, die über einen besonders hochwertigen Kern verfügt. Dies macht sie zur besten verfügbaren Lösung für die Übertragung von Protokollen mit höheren Geschwindigkeiten (wie 10, 40 und 100 GbE). Über OM4 übertragene Signale sind am wenigsten von geometrischen Dispersionen beeinträchtigt. Dies ermöglicht längere Reichweiten (bis zu 550 m bei 10GbE) oder den Einsatz einer größeren Zahl von Anschlüssen auf kürzeren Links.
Die wahren Vorteile werden allerdings bei Anwendungen wie 10GBASE-SX sichtbar, bei denen VCSEL-Laser im ersten optischen Fenster zum Einsatz kommen. Obwohl VCSEL-Laser die kostengünstigste Option für optische Transceiver-Ausrüstungen sind, besteht das Problem des Netzwerklebenszyklus noch immer. Bevor überhaupt eine Entscheidung zu dem zu spezifizierenden Faserkabeltyp getroffen werden kann, gilt es, eine Reihe von Faktoren hinsichtlich der Ziele des geplanten Systems zu beachten:
Sollte es Anwendungen von heute unterstützen oder schon solche, die die Experten für die Zukunft erwarten (Ethernet, Fibre Channel, Fibre Channel over Ethernet, Infiniband)?
Soll es ein paar Jahre halten oder dem Lebenszyklus der Gebäudenutzung entsprechen? Sind ausreichende Mittel vorhanden, um ein modulares, skalierbares System zu ermöglichen oder wird von vornherein Dark Fibre installiert?
Wie ist die Umgebung: Handelt es sich um ein Rechenzentrum, ein Büro, ein für den Einzelhandel oder zur Produktion verwendetes Industriegelände oder eine metro- oder campusweite Installation?
Gegenwärtig können potenzielle Betreiber aus verschiedensten Glasfasertypen auswählen, die die internationalen Industrieverbände spezifiziert haben. Allerdings dienen in der Regel nur vier Typen für die Verkabelung in Gebäuden. Drei weitere Typen kommen nun hinzu (Tabelle 1). Die wichtigsten Spezifikationen für Faseranwendungen in Unternehmen und Rechenzentren sind:
ISO/IEC 50173-1 - fast identisch mit der internationalen Verkabelungsnorm ISO/IEC 11801; beinhaltet allgemeine Ratschläge zum Aufbau generischer Verkabelungen, und
ISO/IEC 50173-2, 50173-3, 50173-4 und 50173-5 für jeweils generische Verkabelungen in Büroräumen, Betriebsstätten, zu Hause und in Rechenzentren.
Die EN 50173-1 ist eine wichtige Norm, da sie die Parameter der Systemleistung definiert und Verkabelungstypen sowie Konfigurationen empfiehlt. Die anderen Teile dieser Serie sind präskriptiv hinsichtlich der Umgebung - wie beispielsweise die EN 50173-5, in der OM3 als Mindestanforderung empfohlen ist und die somit OM1 und OM2 innerhalb von Rechenzentren obsolet macht. Die Verwendung von LC- oder MPO-Steckern ist dort ebenfalls empfohlen. Der LC-Stecker sind ein Small-Form-Factor-Stecker mit besonders guter Rückflussdämpfung, während sich MPO-Stecker für schnelle Multifaserinstallationen von Backbones und kurzen Links eignen, in denen optische Multi-Lane-Technik (Infiniband und 40/100GbE) zum Einsatz kommen. Diese Entscheidungen zur Infrastruktur, die von Normen angetrieben werden, sollen dazu dienen, die Auswahl zu vereinfachen, sich gegen die Anforderungen neuerer Anwendungen abzusichern und sicherstellen, dass alle Komponenten vollständig kompatibel sowie rückwärtskompatibel sind.
Ein anderer Bereich, der für großes Interesse und fortlaufende Standardisierungen sorgt, ist die biegeunempfindliche Faser in Singlemode und Multimode. Die Technik ist nicht neu, und kommt bereits zur Unterstützung von FTTH (Fibre to the Home) zum Einsatz. Gleichzeitig ist sie heute auch dort gefragt, wo es auf hohe Anschlussfähigkeiten ankommt, wie etwa in Rechenzentren, in denen Patch-Kabel engen Biegeradien ausgesetzt sind. Dort soll die Signalkraft geschützt und ein höheres Maß an Sicherheit für die Aufrechterhaltung des optischen Links geboten werden. Die zulässigen optischen Margen pro Anwendung sind von mehr als 10 dB bei geringeren Geschwindigkeiten nun auf Werte kleiner als 2 dB reduziert. Dadurch kommt der Qualität von Steckern von Glasfaserkabeln eine größere Bedeutung zu.
Kosten weiterhin wichtiges Kriterium
Die Entscheidung für Multimode oder Singlemode in einem lokalen Netzwerk oder Rechenzentrum ist letztlich eine wirtschaftliche, die durch die Gesamtkosten des strukturierten Verkabelungssystems (passive und aktive Ausrüstung), der benötigten Entfernung und der Übertragungsbitrate bestimmt ist. Singlemode-Duplex-Faser-Links mögen sich als weniger komplex als so genannte mehrspurige Multimode-Links (etwa für 40GbE mit acht Multimode-Fasern) erweisen. Die Kosten für die für Singlemode benötigte aktive Ausrüstung allerdings können mehr als dreimal so hoch ausfallen - und bei höheren Geschwindigkeiten bis zu 20-mal so hoch.
Heute, da Singlemode vermehrt zum Einsatz kommt, was vornehmlich auf FTTx-Anwendungen zurückzuführen ist, können die Kosten für aktive Ausrüstungen zwar fallen. Weil jedoch die meisten Unternehmensnetzwerke Links für kurze Strecken mit vielen Steckern und Transceivern enthalten, nutzen Betreiber gegenwärtig am häufigsten den Multimode-Fasertyp. Mehr als 60 Prozent der Multimode-Faser-Anwendungen fallen bei Backbone-Anwendungen an.
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