Scharfe Kriterien für die Einfügedämpfung
Es bleibe Licht
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Höhere Datenraten und Einfügedämpfung
Die Übertragungsraten in Unternehmensrechenzentren steigen derzeit auf 25 und 50 GBit/s im Edge-Bereich und auf 100 und 400 GBit/s im Backbone. Wenn es um die Auswahl der passenden Verkabelung geht, ist die MM-Glasfaser (Multimode) seit Langem das Medium der Wahl für diese Umgebungen, da sie kürzere Distanzen zu erheblich geringeren Kosten im Vergleich mit der SM-Glasfaser ausreichend leistungsfähig unterstützt.
Mit den steigenden Datenraten in den Unternehmens-RZ reduzieren sich allerdings die mit MM-Fasern realisierbaren Übertragungsstrecken deutlich. Bei parallel-optischen 40GbE-Anwendungen über einen 40GBase-SR4-Kanal, die zur Übertragung mehrere Fasern und MPO-Verbindungstechnik nutzen, verringert sich die Channel-Länge mit OM4-Fasern auf 150 Meter und bei 100-GBit/s-Anwendungen und darüber hinaus auf 100 Meter.
Unternehmens-RZ gehen daher zunehmend zu einer SM-Verkabelung über, um höhere Geschwindigkeiten über Entfernungen von mehr als 100 Metern zu realisieren. Die Entwicklung von Short-Reach-SM-Anwendungen hat dies möglich gemacht. Zur Umsetzung von 100, 200 und 400 GBit/s existieren heute SM-Anwendungen mit Datacenter Reach (DR) und mit Fiber Reach (FR) mit einer Reichweite von 500 beziehungsweise 2.000 Metern. Darüber hinaus hat die PAM4-Kodierung pro Lane auf der Kupferseite den Grundstein für kosteneffiziente 100-GBit/s-Duplex-Über- tragungen und mit vier Lanes für 200- und 400-GBit/s-Short-Reach-SM-Anwendungen gelegt.
Leistungssparende SM-Laser für Short-Reach-SM-Anwendungen in Rechenzentren sind jetzt ebenfalls verfügbar. Die Kosten fallen im Vergleich zu Long-Distance-SM-Optionen deutlich geringer aus, was die Akzeptanz dieser Anwendungen im Rechenzentrum weiter begünstigt.
Allerdings müssen sich RZ-Planer auch in diesem Umfeld darüber im Klaren sein, dass der Einsatz der neueren Short-Reach-SM-Anwendungen nicht ohne zusätzliche Überlegungen möglich ist, da diese im Vergleich zu Long-Distance-SM-Anwendungen wesentlich strengere Anforderungen an die Einfügedämpfung stellen. Diese gilt es zu berücksichtigen, und die Dämpfungswerte von Glasfaserkomponenten einschließlich Patch-Kabeln, Trunk-Kabeln, Modulen und Kupplungen, die in gängigen RZ-Konfigurationen vorkommen, müssen sorgfältig geprüft werden.
Die gute Nachricht ist, dass die Verkabelungshersteller seit Langem an der Entwicklung von Glasfaserkabeln und -verbindungs-Technik arbeiten, die den oben genannten Faktoren Rechnung tragen. Nachdem Standardkabel- und -verbindungstechnik nicht mehr in der Lage war, Anwendungen mit höheren Übertragungsraten zu unterstützen, bemühten sich die Entwickler erfolgreich um Optionen für eine dämpfungsarme Verbindungstechnik mit dem Ziel, die Einfügedämpfung zu reduzieren und somit das Dämpfungsbudget bei den neuen Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit Reserve einzuhalten.
Doch selbst die bisherige dämpfungsarme Verbindungstechnik gerät heute bisweilen an ihre Grenzen. Eine Konfiguration mit Cross-Connect für mehr Flexibilität, Skalierbarkeit und einfachere Installation und/oder eine ausreichende Dämpfungsreserve ist damit unter gewissen Umständen nicht mehr machbar. Ein Lösungsansatz ist die recht neu auf dem Markt erhältliche Ultra-Low-Loss-Verbindungstechnik (ULL). Die ultraniedrige Dämpfung erlaubt es, so viele Steckverbindungen zu installieren, wie es für den Einsatz von Cross-Connects in einem Channel erforderlich ist. ULL-Verbindungstechnik bietet gleichzeitig eine zusätzliche Dämpfungsreserve, um die notwendige Übertragungsleistung und Zuverlässigkeit in Short-Reach-Singlemode- DR- und FR-Anwendungen zu gewährleisten. Dies ist insbesondere bei MPO-auf-LC-Duplex-Verbindungstechnik der Fall, die häufig in Duplex-Anwendungen und Anwendungen mit Breakout-Kabeln zum Einsatz kommen, da diese Module die Dämpfung von MPO- und LC-Steckern bereits einschließen.
Ein Tipp am Rande
Die Dämpfungswerte variieren von Anbieter zu Anbieter. Oft wird bei der Verbindungstechnik eine Mischung aus Standarddämpfung, niedriger und ultra-niedriger Dämpfung angeben. Aufgrund dieser Variabilität sollten RZ-Planer die erforderlichen Werte für jede Komponente einfordern oder Anbieter auswählen, von denen sie wissen, dass sie diese Werte einhalten. Auch ist darauf zu achten, bei den Berechnungen des Dämpfungsbudgets maximale Dämpfungswerte zu verwenden und nicht typische Dämpfungswerte, die nicht garantiert sind.
Wenn die Komponenten von unabhängiger Stelle verifiziert wurden, können RZ-Eigentümer und -Betreiber sicher sein, dass die von ihnen eingesetzten Komponenten den Industriestandards entsprechen, die Spezifikationen des Herstellers erfüllen und die erforderliche Leistung gewährleisten. Der Einsatz von 400GbE in Hyperscale-Rechenzentren nimmt zu, und auch Unternehmen sollten sich darauf vorbereiten, diese Datenraten in ihren Rechenzentren zu realisieren. Daher müssen RZ-Betreiber darauf vertrauen können, dass ihre Verkabelungssysteme gegenwärtige und zukünftige Anwendungen mit 400 GBit/s zuverlässig unterstützen. Die von einem unabhängigen Prüflabor durchgeführten Tests am Singlemode-MTP-Verkabelungssystem von Siemon mit ultraniedriger Dämpfung haben zum Beispiel nachgewiesen, dass diese Komponenten eine höhere Zahl von Steckverbindungen in 400GbE-Übertragungskanälen ermöglichen und zugleich die strengen IEEE-Anforderungen erfüllen.
RZ-Betreiber gewinnen so die nötige Flexibilität, unterschiedliche Entfernungen und Konfigurationen umzusetzen – einschließlich der Verwendung von Cross-Connects, die das Management, Upgrades und Rekonfigurationen vereinfachen – und zwar unter Einhaltung des geforderten Dämpfungsbudgets.
Nicolas Roussel ist technischer Manager bei Siemon.
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