VSFF-Stecker in 400 und 800 Gigabit-Applikationen

Was das für die passive Infrastruktur bedeutet, welche Anwendungen und Vorteile daraus entstehen

Moderne Rechenzentren müssen immer höheren Anforderungen gerecht werden. Neben der Erreichung maximaler Platzersparnis und Ausfallsicherheit ist auch die Unterstützung immer höherer Geschwindigkeiten in den Vordergrund gerückt. Insbesondere Anwendungen mit KI (Künstlicher Intelligenz) oder ML (Machine Learning) sowie das vermehrte Arbeiten im Homeoffice führen dabei zu steigenden Bandbreiten. Dadurch kommen 400 Gigabit Applikationen immer häufiger zum Einsatz. So sollen laut des Omdia-400G-beyond-Companion-Report Applikationen für 400 Gigabit im Jahr 2023 enorm ansteigen. Um diese immer höher werdenden Datenraten zu übertragen, ist die Lane-Parallelisierung in optischen Transceivern unumgänglich. Deshalb wurden für diese parallel optischen Transceiver die kleinen VSFF-Stecker SN^® von Senko und MDC von US Conec entwickelt, die nun vermehrt auf den Markt kommen.

Inhaltsverzeichnis:

Welche 400 Gigabit Ethernet Anwendungen setzen sich durch?
Wer wird das Rennen als LWL-Steckerinterface gewinnen?
Größter Vorteil der VSFF-Stecker: Port Breakout direkt am Transceiver
800 Gigabit Ethernet Applikationen: Ein Ausblick

Welche 400 Gigabit Ethernet Anwendungen setzen sich durch?

Laut einer Studie von Omdia wird 400 Gigabit FR4 Singlemode und 400 Gigabit DR4 Singlemode großes Wachstum vorhergesagt. 400 Gigabit SR8 OM4 ist die einzige Multimode Anwendung mit großem Wachstumspotenzial.

400G Singlemode Applikation - 400 Gigabit FR4

Der Datentransfer der 400 GBit/s erfolgt über vier parallele Voll-Duplex Übertragungskanäle (lanes) à 100 Gbit/s mit LC-Duplex (LC-Compact oder LC Compact Push-Pull-Boot) Singlemode.

Singlemode LC-Duplex

LC-Duplex Push-Pull-Boot

400G Singlemode Applikation - 400 Gigabit DR4

Die Transceiver für das 400 Gigabit DR4 Singlemode über 500 Meter können natürlich mit MTP^®/MPO (4+4) SM APC 8°, dem PreCONNECT^® OCTO MTP^®, als auch mit dem SN^® Quad und MDC Quad Interface auf den Markt kommen. Der Anschluss dieser OCTO Transceiver ist mit unseren drei PreCONNECT^® OCTO Verkablungssystemen OCTO MTP^®, OCTO SN^® und OCTO MDC möglich.

Singlemode MPO/MTP^®

4 + 4 (OCTO) mit APC 8° Schrägschliff

Singlemode MDC

MDC 4x (Quad-MDC)

©US Conec Ltd.

Singlemode SN^®

SN^® 4x (Quad SN)

400G Multimode Applikation – 400 Gigabit SR8

400 Gigabit SR8 ist das einzige Multimode der 400G Protokolle mit großem Wachstumspotenzial, beschrieben als MTP^® 16. Hierfür werden 8 Lanes, 8 x 50 Gigabit benötigt, um 400 Gigabit zu erreichen. Schon vor einigen Jahren wurde deshalb der MTP^® 16 entwickelt. Bei diesem Stecker sind die PIN-Bohrungen etwas breiter, um den Platz für die 16 Fasern zu schaffen und der Key ist außermittig. Neu an diesem Stecker ist, dass es sich um einen MTP^® Multimode handelt, der erstmalig einen 8° APC-Schliff hat, wie es üblicherweise nur bei Singlemode gemacht wird.

Der Grund für diese Entwicklung ist die PAM4 (vierstufige Pulsamplituden-Modulationsverfahren) codierte Übertragung. Es werden 25G VCSEL mittels PAM4 Codierung auf 50G Lane Speed gebracht. Dieses PAM4 ist extrem rauschempfindlich, weshalb ein möglichst niedriger stabiler Return Loss benötigt wird, so dass möglichst keine Reflexionen zum Sender zurück gestreut werden. Das wird durch 8° geschliffene Stecksysteme ermöglicht.

Singlemode MPO/MTP^®

MPO/MTP^®16 mit APC 8° Schrägschliff

Wer wird das Rennen als LWL-Steckerinterface gewinnen?

Wie oben beschrieben lassen die optischen Transceiver für 400 Gigabit verschiedene Optionen der neuen VSFF (Very Small Form Factor) Steckverbinder zu. SN^® (SN = Senko Nano) von SENKO Co. Ltd. oder MDC(Miniature Duplex Connector) von US Conec sind hier als neue Steckgesichter auf dem Vormarsch. Beide Steckverbinder verfügen über zwei gefederte Keramikferrulen mit 1,25 mm Durchmesser basierend auf der LC-Technologie.

Aufgrund ihrer Steckergröße ist je nach Kupplungskonfiguration im 19“ Verteilgehäuse im Vergleich zu den klassischen Steckern wie z.B. dem LC-Duplex eine höhere Portdichte möglich. Das maximal mögliche mit LC Duplex sind 96 Ports pro Höheneinheit (SMAP-G2 UHD). Sinnvoll mit MDC und SN^® ist eine maximale Portdichte von 128 Ports pro Höheneinheit im 19“ Verteilgehäuse, da diese noch ohne Hilfsmittel und mit bloßen Fingern patchbar ist.

Alternativ zu OCTO MTP^® und Quad MDC Interfaces, wird es künftig auch das SN^® Quad Interface geben, das bereits auf dem Markt angekommen ist. Auch hier ist der SN^® Quad Uniboot schon in der Entwicklung. Ausschlaggebend für die Entscheidung, welcher der Stecker zum Einsatz kommen wird, ist das Steckgesicht des Transceivers.

Der MDC ist einer der VSFF-Stecker, der extra entwickelt wurde, um diese Transceiver Interfaces zu ermöglichen. Die MDC’s werden einzeln direkt in den Transceiver gesteckt, können aber mittels Clip auch zu einem Block kaskadiert werden. Derzeit wird auch an der Entwicklung des MDC Quad Uniboot Steckers gearbeitet, aber die Markeinführung wird noch eine Weile dauern.

Größter Vorteil der VSFF-Stecker: Port Breakout direkt am Transceiver

Die neuen VSFF-Steckverbinder bieten einen entscheidenden Vorteil gegenüber der klassischen Variante, den Port Breakout. Bisher werden beispielsweise mit einem MTP^®/MPO Stecker 8 Fasern, über sogenannte 4 Lanes parallelisiert, um heute 400 Gigabit zu erreichen. Das sind 100 Gigabit pro Lane um auf 400 Gigabit zu kommen. Die Erreichung dieser 400 Gigabit werden künftig zunehmend über die neuen optischen Transceiver verwirklicht, mit beispielsweise 4 MDC Ports oder alternativ 4 SN^® Ports.

Was ist der Vorteil der neuen OCTO MTP^®/MPO Transceiver mit MDC Quad und SN^® Quad Interface gegenüber dem OCTO MTP^®/MPO Interface? Im Gegensatz zum OCTO MTP^®/MPO Interface können die einzelnen vier Duplex Ports am MDC Quad und SN^® Quad Interface im Servicefall wie z.B. bei Messungen, Inspektion und Reinigung direkt am Transceiver Interface abgesteckt werden. Während beim der klassischen OCTO MTP^®/MPO Variante für den Port Breakout immer ein Harness oder eine Port Breakout Unit benötigt wird. Im Servicefall eines Duplex-Ports kann der MTP^®/MPO am Transceiver nicht direkt abgesteckt werden, da sonst die drei anderen funktionierenden Duplex-Ports ebenfalls außer Betrieb genommen werden müssen. Mit den neuen optischen Transceivern können die VSFF-Steckverbinder direkt vom Transceiver mit einzelnen Patchkabeln abgeführt werden z. B. für Switch zu Server Port Breakout. Das ist der Hauptgrund, weshalb diese neuen kleinen VSFF-Stecker MDC und SN^® entwickelt wurden. Ein weiterer Vorteil des Direkt-Port Breakouts am MDC Quad und SN^® Quad Interface ist die Spine-Leaf-Vermaschung mittels Patchkabeln.

Bild Quelle: © SENKO Co. Ltd.

Ein großes Plus für diese Stecker ist die Keramiktechnologie mit all ihren Vorteilen. Sie ist robust, bietet niedrigsten Insertion Loss und einen stabileren höheren Return Loss, als die MTP^®/MPO Technologie. Die kleine Bauform der VSFF-Stecker sorgt für eine Platzersparnis im Rechenzentrum und hat somit auch entscheidende Vorteile in Bezug auf Energieeffizienz. Mehr dazu erfahren Sie auch im Video:

800 Gigabit Ethernet Applikationen: Ein Ausblick

800G-DR8: ist heute schon verfügbar und kann klassisch mit MTP^® 16 (PreCONNECT^® SEDECIM) in Singlemode realisiert werden.

Singlemode MPO/MTP^®

4 + 4 (OCTO) mit APC 8° Schrägschliff

Singlemode MDC

MDC 4x (Quad-MDC)

©US Conec Ltd.

Singlemode SN^®

SN^® 4x (Quad SN)

Singlemode MPO/MTP^®

MPO/MTP^®16 mit APC 8° Schrägschliff

800 Gigabit DR4 Singlemode Transceiver bis zu 500 Meter Übertragungslänge werden Stand heute mit SN^® Quad und MDC Quad Interface auf den Markt kommen.

Singlemode MDC

MDC 4x (Quad-MDC)

©US Conec Ltd.

Singlemode SN^®

SN^® 4x (Quad SN)

Autor:
Harald Jungbäck, Produktmanager LWL-Verkabelungssysteme

Harald Jungbäck bezieht sein LWL-Fachwissen aus seiner langjährigen Mitarbeit im Unternehmen Rosenberger OSI. 1993 begann er seine Laufbahn in der Produkt- und Fertigungsprozessentwicklung. Heute ist er als Produktmanager verantwortlich für den konsequenten Ausbau des Produktangebotes sowie den technologischen Innovationsprozess in diesem Bereich.

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