Je komplexer und anspruchsvoller die Datenübertragung, umso leistungsfähiger muss die Verkabelung sein.
Ein zentrales Thema bei 40 und 100 Gigabit Ethernet ist die Suche nach der ökonomisch günstigsten Verkabelung, hier insbesondere einer günstigen Glasfaserverkabelung. Denn man wird sehr viel mehr Glasfasertechnik einsetzen müssen, um das Wachstum der Bandbreiten und Datenströme überhautp noch bewältigen zu können. Ansätze dazu sollen hier aufgezeigt werden.
Die Technologien 40GBASE-SR4 bzw. 100GBASE-SR10 sollen gemäss IEEE 802.3 Section Six Standard mit OM3-Glasfasern maximale Distanzen von 100 Metern unterstützen. Mit OM4-Glasfasern werden Verbindungen bis zu einer Länge von 150 Metern machbar.
Mit Verkabelungsstrecken dieser Längen können bereits die meisten (> 85%) typischen optischen Kanäle in Rechenzentren aufgebaut werden.
Bei der Rechenzentrumsplanung kann man also entsprechende Raster vorsehen. Die Beschränkung auf diese für Glasfaserverbindungen relativ kurze Strecken hat einen entscheidenden Grund: die Kosten. Auf den kurzen Strecken kann man günstigere Transceiver einsetzen und dennoch eine gute Signalübertragung gewährleisten.
Die paralleloptische Verbindungstechnik ist das Mittel der Wahl, um 10 Gbit/s Kanäle zu bündeln und so den Weg zu 40 und 100 Gigabit Ethernet zu ebnen. Je vier Glasfasern in beide Richtungen nutzt die 40 Gbit/s-Lösung, je zehn Fasern die 100 Gbit/s-Lösung. Als Anschluss dient eine MPO-Steckverbindung (12-polig mit 8 Fasern für 40 GbE oder 24-polig mit 20 Fasern für 100 GbE).
Diese Reduzierung der technischen Anforderungen liegt noch in einem vertretbaren Rahmen. Auf jeden Fall sinken dadurch die Systemkosten. Als Konsequenz akzeptiert man die verkürzten Link-Längen und grössere Einfügeverluste. Für 10GBASE-SR lagen die Maximalverluste bei 2,6 dB über OM3. Mit 40GBASE-SR4- und 100GBASE-SR10 wurden diese auf nur 1,9 dB bzw. 1,5 dB für OM4 herabgesetzt.
Trotzdem können Planer, Installateure und Anwender die Leistungsfähigkeit von neuen Glasfasernetzwerken sicherstellen. Sie verwenden dazu Produkte, die minimale optische Verluste aufweisen. Das fiberoptische Sortiment von R&M für Rechenzentren bietet entsprechende Systeme und vorkonfektionierbare Komplettlösungen an.
Die Glasfasertechnik kann somit an den historischen Erfolg des Ethernet anknüpfen. Die technische Weiterentwicklung zu 40 und 100 Gigabit Ethernet kommt zur rechten Zeit. Sie erfüllt die derzeitigen Anforderungen und bietet ausreichend Investitionssicherheit für die Zukunft.
Glasfasertyp ISO/IEC 11801
Wellenlänge (nm)
max. Bandbreite (MHz*km)
max. Bandbreite bei eff. Laser (MHz*km)
OM3
8501300
1550500
2000
OM4
8501310
3500500
4700
OS2
13101550
NANA
ISO/IEC 8802-3 LED 100BASE-FX
2km 11,0dB
2km 11,0dB
IEEE 802-3 LED 1000BASE-SX
550m 3,56dB
550m 3,56dB
IEEE 802-3 LED 1000BASE-LX
550m 2,35dB
550m 2,35dB
5km 4,57dB
IEEE 802-3 VCSEL 10GBASE-SR
300m 2,6dB
400m 2,9dB
IEEE 802-3 Laser 10GBASE-LR
10km 6,0dB
IEEE 802-3 Laser 10GBASE-ER
30km (11) 40km (11)
IEEE 802-3 WDM 10GBASE-LX4
300m 2,0dB
300m 2,0dB
10km 6,0dB
IEEE 802-3 OFL 10GBASE-LRM
220m 1,9dB
220m 1,9dB
IEEE 802-3 VCSEL 10GBASE-SW
300m 2,6dB
IEEE 802-3 Laser 10GBASE-LW
10km 6,0dB
IEEE 802-3 Laser 10GBASE-EW
30km (11) 40km (11)
IEEE 802-3 WDM 40GBASE-LR4
10km 6,7dB a)
IEEE 802-3 VCSEL 40GBASE-SR4
100m 1,9dB b)
150m 1,5dB b)
IEEE 802-3 WDM 100GBASE-LR4
10km 6,3dB a)
IEEE 802-3 WDM 100GBASE-ER4
30km (15) 40km (18) a)
IEEE 802-3 VCSEL 100GBASE-SR10
100m 1,9dB b)
150m 1,5dB b)
a) Diese Einfügungsdämpfungswerte sind mit Kabel, Stecker und Verbinder.
b) Unter Verwendung der maximalen Entfernungen, der Faserdämpfung von 3,5 dB / km bei 850 nm im Kabel, einer Wertzuweisung für die Verbindung und der Spleißdämpfung.
Fibre Channel ist ein Protokoll für die serielle und kontinuierliche Hochgeschwindigkeitsübertragung von grossen Datenmengen. Storage Area Networks (SAN) arbeiten mit dem Fibre-Channel-Standard.
Die Übertragungsraten erreichen 16 Gbit/s. Kupferkabel wird zur Übertragung innerhalb von Storage-Geräten und Glasfaserkabel zur Verbindung der Storage-Systeme untereinander verwendet.
Glasfasertyp ISO/IEC 11801
Wellenlänge (nm)
max. Bandbreite (MHz*km)
max. Bandbreite bei eff. Laser (MHz*km)
OM3
8501300
1550500
2000
OM4
8501310
3500500
4700
OS2
13101550
NANA
1G Fibre Channel 100-MX-SN-I (1062 Mbaud)
860m 4,6dB
860m 4,6dB
1G Fibre Channel 100-SM-LC-L
10km 7,8dB
2G Fibre Channel 200-MX-SN-I (2125 Mbaud)
500m 3,3dB
500m 3,3dB
2G Fibre Channel 200-SM-LC-L
10km 7,8dB
4G Fibre Channel 400-MX-SN-I (4250 Mbaud)
380m 2,9dB
400m 3,0dB
4G Fibre Channel 400-SM-LC-M
4km 4,8dB
4G Fibre Channel 400-SM-LC-L
10km 7,8dB
8G Fibre Channel 800-M5-SN-I
150m 2,0dB
190m 2,2dB
8G Fibre Channel 800-SM-LC-I
1,4km 2,6dB
8G Fibre Channel 800-SM-LC-L (4250 Mbaud)
10km 6,4dB
10G Fibre Channel 1200-MX-SN-I (10512 Mbaud)
300m 2,6dB
300m 2,6dB
10G Fibre Channel 1200-SM-LL-L
1km 6,0dB
16G Fibre Channel 1600-MX-SN (10512 Mbaud)
100m 1,9dB
125m 1,9dB
16G Fibre Channel 1600-SM-LC-L
10km 6,4dB
16G Fibre Channel 1600-SM-LC-I
2km 2,6dB
Quelle: thefoa.org
Für Storage-Netzwerke bietet Fibre Channel folgende Vorteile:
