Trends für ein zukunftsorientiertes RZ

Wichtige Trends für eine zukunftsorientierte RZ-Verkabelung – Teil 1

„The need for speed” - Übertragungsgeschwindigkeiten und Mehrfaserstecker im Fokus

Das weltweite Datenvolumen wächst rasant. Angetrieben von der zunehmenden Digitalisierung steigen die Anforderungen stetig, die an Rechenzentren gestellt werden. Riesige Datenmengen müssen schnell, sicher und zuverlässig übertragen werden. Damit alle Komponenten ihre volle Leistung erbringen und den Ansprüchen gerecht werden können, ist eine bedarfsgerechte Datenverkabelung unerlässlich. Für Rechenzentrumsbetreiber ist es wettbewerbsentscheidend, immer am Puls der Zeit zu sein, sich schon jetzt auf die Entwicklungen der nächsten Jahre einzustellen und eine zukunftssichere RZ-Infrastruktur aufzubauen.

Diese zweiteilige Blogreihe zeigt wichtige Trends für eine moderne RZ-Datenverkabelung auf. In diesem Beitrag stehen folgende Themen im Fokus:

  • „The need for speed” - Wie die Verkabelung für 400G Ethernet aussehen kann
  • Mit Mehrfasersteckern zum Highspeed-Netz

“The need for speed” - Wie die Verkabelung für 400G Ethernet aussehen kann

„The need for speed in Rechenzentren“ ist die Ursache für die in den letzten Jahren sehr dynamische Geschwindigkeitsevolution. Wie die Grafik unten zeigt, betrifft dies insbesondere Ethernet.

Zu den neuesten Ethernet-Versionen gehören die Geschwindigkeiten 400GBASE-SR8 und 400GBASE-SR4.2. Zuvor wurde bereits schon 400GBASE-SR16 eingeführt. Diese Geschwindigkeit wird jedoch kontrovers diskutiert und es steht die Argumentation im Raum, dass 400GBASE-SR16 sich nicht etablieren wird, weil diese bereits von 400GBASE-SR8 abgelöst wurde.

Insgesamt macht die Einführung immer höherer Geschwindigkeiten jedoch deutlich, dass der Einsatz von Parallelisierungstechnologien zunehmend an Bedeutung gewinnt. Dies ist darin begründet, dass der serielle „lane speed“ bei Multimode-Tranceivern derzeit bei max. 50 Gigabit/s liegt, gleichzeitig aber 100, 200 oder 400 Gigabit/s gefordert werden.

Multimode MTP®/MPO basierte Parallel Optics für 400G Ethernet

Eine zukunftsorientierte Parallelisierungslösung, die Rechenzentren befähigt, höchste Datenübertragungsraten bereitzustellen, sind multimode MTP®/MPO-Verkabelungssysteme, die auf Parallel Optics basieren. Dabei wird die gewünschte Anzahl von 850 nm 50G-lanes über parallel verlaufende OM4/OM5 Fasern übertragen. So wird eine vollduplex 400Gbit/s Übertragung mittels 400GBASE-SR8 erreicht, bei der 2 x 8 OM4 Fasern genutzt werden. Dazu muss in den optoelektronischen Transceivern die entsprechende Anzahl Sender (Tx) und Empfänger (Rx) implementiert sein. Diese Multimode-Parallel-Optics-Transceiver benötigen Mehrfaserstecker an ihren Media Dependent Interfaces (MDI). Bei 400GBASE-SR8 ist das der MTP® 16.

Die neue Verkabelungslösung von Rosenberger OSI PreCONNECT® SEDECIM ist optimal auf die MTP®/MPO basierte Rechenzentrumsverkabelung mit 16 Fasern je MTP®/MPO-Kanal ausgerichtet. Darüber hinaus ist sie auf die parallel optische Anwendung 400GBASE-SR8 spezialisiert und auch einfach auf 40, 100 und 200 GBASE-SR4 rückwärts migrierbar.

Eine weitere Möglichkeit ist die Vorwärtsmigration des bewährten Verkabelungssystem PreCONNECT® OCTO auf 400GBASE-SR8. Mit Hilfe von SR8 auf 2x SR4 Migrations-Harnessen bietet es die Möglichkeit einer 400GBASE-SR8 MTP®-MTP®/MPO-MPO Punkt-zu-Punkt-Verkabelung.

Das jüngste MSA (Multi Source Agreement) für 400G Multimode Transceiver ist 400GBASE-SR4.2 / 400G BiDi. Die optische bidirektionale Technologie ermöglicht es jeder einzelnen Faser, Signale in beide Richtungen zu übertragen. Dadurch wird die Faserausnutzung im Vergleich zu den bestehenden 400G MMF-Standards verbessert. Die 400G-BiDi-Spezifikation ist eine Vierfachversion des 100G-BiDi-Ansatzes mit vier Faserpaaren, die mit einer marktüblichen RZ-Verkabelung wie z.B. 4+4 Glasfaser-MTP®/MPO übertragen werden kann. Das Verkabelungssystem PreCONNECT® OCTO mit seiner 4+4-Polarität ist hier eine perfekte Lösung.

Mit Mehrfasersteckern zum Highspeed-Netz

Bei der parallel optischen Datenübertragung hat aktuell der MTP®/MPO-Stecker die Nase vorn. Dieser Stecker sollte für all diejenigen die erste Wahl sein, die auf Parallel Optics setzen und auch zukünftig flexibel bei der Migration höherer Datenraten sein möchten. Der große Nachteil des MTP®/MPO-Steckers liegt jedoch in seiner hohe Schmutzempfindlichkeit. Diese hat zur Folge, dass Abnahmemessungen ohne geeignete MTP®/MPO Werkzeuge, wie Videomikroskope und Messgeräte, sowie ohne entsprechendes Know-How nicht problemlos durchführbar sind.

Um den Risikofaktor Verschmutzung auszuschalten und dieses Stecksystem robuster gegen Kontaminationen zu machen, gibt es diverse Ansätze. Rosenberger OSI setzt in diesem Zusammenhang auf die Qualitätsmerkmalen PreCONNECT® PURE und PreCONNECT® LOTUS. PreCONNECT® PURE schützt Stirnflächen der LWL-Stecker durch versiegelte LWL-Kupplungsinterfaces auf den Trunkkabeln und garantiert so eine absolut saubere Auslieferung und Installation. Die LOTUS Beschichtung wirkt hingegen wie der gleichnamige Effekt in der Natur: Die Kontaktstellen sind schmutz,- feuchtigkeits- sowie fettabweisend und bieten somit höchstmögliche Sauberkeit.

Linsenstecksysteme - Eine Alternative?

Ein weiterer Ansatz, um das Risiko zu minimieren, das durch Verschmutzungen verursacht wird, besteht in dem Einsatz von Mehrfaser-Linsenstecksystemen. Beispiele hierfür sind der MXC® von USCONEC oder der 3M EBO (Expanded Beam Optical) Latch Connector. Die Linsentechnologie hat den großen Vorteil, dass ein Schmutzkorn im Vergleich zu einem MTP®/MPO-Stecksystem eine signifikant niedrigere Einfügedämpfung IL (insertion loss) verursacht. Die Grund hierfür liegt auf der Hand: Bei einem aufgeweiteten Linsenstrahl (expanded beam) ist der Flächenanteil, welcher vom Schmutzkorn belegt ist, deutlich geringer.

LWL-Stecksysteme auf Vollkeramik-Ferrulen-Basis

Zusammenfassend lässt sich bei einer Gesamtbetrachtung von MTP®/MPO- sowie Mehrfach-Linsenstecksystemen jedoch das Folgende festhalten. Trotz zahlreicher Vorteile haben beide Stecksysteme gegenüber LWL-Stecksystemen, wie dem LC oder dem SC-Stecker, die auf Vollkeramik-Ferrulen bestehen, einen großen Nachteil: Designbedingt besteht hier insgesamt eine höhere Einfügedämpfung.

Dadurch angetrieben wurden basierend auf der 1,25 mm Vollkeramik-Ferrule des MU und LC der MDC® von USCONEC (Grafik 3) und der SN von SENKO entwickelt. Beiden neuartigen Stecksystemen wird eine gute Zukunft vorhergesagt, da sie eines von mehreren möglichen MDI Steckgesichtern an den zukünftigen Transceiver-Formfaktoren SFP-DD und QSFP-DD für Geschwindigkeiten größer 100G sein werden.

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In dem zweiten Teil unserer Blogreihe nehmen wir die folgenden Trends in den Fokus: