C.A 6116 - energieweb.at
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Kommunik<strong>at</strong>ionstechnik | Netzwerktechnik<br />
TE Connectivity<br />
Highspeed-Ethernet im D<strong>at</strong>a Center<br />
Das Ethernet-Protokoll dominiert seit Jahrzehnten<br />
erfolgreich die Kommunik<strong>at</strong>ionsbranche. Seit der Einführung<br />
von Ethernet (ursprünglich geplant für 1Mb/s) im Jahre 1976<br />
durch Robert M. Metcalfe wurde das Protokoll stets weiterentwickelt,<br />
sodass sich die Geschwindigkeit alle drei Jahre<br />
fast verzehnfacht h<strong>at</strong>.<br />
QSFP-Kabel-Assembly<br />
und Transceiver für 40 GbE<br />
Bereits im Jahre 2006 war die<br />
Übertragungsgeschwindigkeit<br />
von Ethernet 10.000-mal schneller<br />
als bei seiner Einführung. 10<br />
Gigabit Ethernet war bisher der<br />
schnellste veröffentlichte Ethernet-Standard.<br />
Mittlerweile wird<br />
10 Gigabit Ethernet längst in<br />
vielen Rechenzentren verwendet.<br />
Durch die vermehrte Nachfrage<br />
nach 10 Gigabit Ethernet im<br />
Access-Bereich wird eine höhere<br />
Geschwindigkeit im Backbone<br />
erforderlich. Aus diesem Grund<br />
h<strong>at</strong>te das Institute of Electrical<br />
and Electronics Engineers (IEEE)<br />
bereits im November 2007 mit<br />
der Arbeit begonnen und schon<br />
im Juni 2008 lag der erste Vorschlag<br />
(IEEE 802.3ba) für 40<br />
Gigabit Ethernet (40 GbE) und<br />
100 Gigabit Ethernet (100 GbE)<br />
vor. Dieser Entwurf wurde im<br />
Juni 2010 r<strong>at</strong>ifiziert und beinhaltet<br />
beide D<strong>at</strong>enr<strong>at</strong>en.<br />
In dieser Hinsicht werden CIOs<br />
und IT-Manager bereits jetzt mit<br />
den Herausforderungen von<br />
neuen IP-Applik<strong>at</strong>ionen konfrontiert<br />
und müssen sich bei der Planung<br />
Gedanken machen, wie sie<br />
ihre Rechenzentrumsinfrastruktur<br />
auf Applik<strong>at</strong>ionsanforderungen<br />
wie z.B. Server Virtualisierung,<br />
Cloud Computing und Fabric<br />
Consolid<strong>at</strong>ion im Rechenzentrum<br />
vorbereiten können.<br />
Die IEEE 802.3ba beschreibt die<br />
Übertragung von Ethernet-Paketen<br />
mit 40 oder 100 Gigabit pro<br />
Sekunde über mehrere parallele<br />
10 Gb/s-Verbindungen mit<br />
Multimodefasern. Für die Übertragung<br />
von Ethernet-Paketen<br />
über Monomodefasern existieren<br />
zwei Techniken. Die Übertragung<br />
mittels Coarse Wavelength<br />
Division Multiplexing<br />
(CWDM) erfolgt über vier<br />
CWDM-Pfade, wobei die effektive<br />
D<strong>at</strong>enr<strong>at</strong>e pro CWDM-Pfad<br />
10 Gb/s ist. Die andere Übertragungsmethode<br />
ist mittels Dense<br />
Wavelength Division Multiplexing<br />
(DWDM). Dabei wird über<br />
vier DWDM-Pfade einer Duplex-<br />
Monomodefaser die effektive<br />
D<strong>at</strong>enr<strong>at</strong>e von 25 Gb/s pro<br />
DWDM-Pfad übertragen. Eine<br />
Reihe von Applik<strong>at</strong>ionen wurde<br />
für WAN- und Rechenzentrumsumgebungen<br />
definiert. Im März<br />
2011 wurde eine weitere Applik<strong>at</strong>ion<br />
mit Singlemodefaser<br />
(SMF) bis zu einer Länge von<br />
2 km, genannt 40GBase-FR, als<br />
IEEE 802.3bg r<strong>at</strong>ifiziert.<br />
Multimode- und Singlemode-Anwendungen<br />
In dieser Hinsicht sind für<br />
die WAN-Umgebung vier<br />
Applik<strong>at</strong>ionen mittels<br />
Monomodefasern definiert<br />
Für den Eins<strong>at</strong>z in Rechenzentren<br />
mittels Multimodefasern<br />
wurden ebenfalls vier<br />
Applik<strong>at</strong>ionen definiert<br />
Multimodefasern<br />
Applik<strong>at</strong>ion<br />
40GBASE-CR4<br />
40GBASE-SR4<br />
100GBASE-CR10<br />
100GBASE-SR10<br />
Channel length Channel length Channel length Channel length Channel length<br />
40GBASE-SR4 100GBASE-SR10 40GBASE-LR4 100GBASE-LR4 100GBASE-ER4<br />
OM3, 50/125 μm 100 m 100 m N/A n/A n/A<br />
OM4, 50/125 μm 150 m* 150 m* N/A n/A n/A<br />
OS1/OS2 9/12 μm n/A n/A 10 km 10 km 40 km<br />
* special link budget applies<br />
Während die CR-Varianten<br />
QSFP-Kupferkabel-Assemblies<br />
mit einer maximalen Länge von<br />
7 m benutzen, erfolgt die D<strong>at</strong>enübertragung<br />
bei den SR-Applik<strong>at</strong>ionen<br />
über eine Multimodefaser.<br />
Das Bild oben zeigt ein<br />
QSFP-Kabel-Assembly und einen<br />
Transceiver für 40 GbE.<br />
TE Connectivity h<strong>at</strong> bereits einen<br />
eigenen 40 Gb/s QSFP+ Optical<br />
Transceiver herausgebracht. Der<br />
40 Gb/s QSFP+ Transceiver ist<br />
ein optisches Modul mit vier par-<br />
Monomodefasern<br />
Applik<strong>at</strong>ion<br />
40GBase-FR4<br />
40GBase-LR4<br />
100GBase-LR4<br />
100GBase-ER4<br />
Reichweite<br />
Reichweite<br />
2 km<br />
10 km<br />
10 km<br />
40 km<br />
7 m<br />
100 m über OM3, 150 m über OM4<br />
7 m<br />
100 m über OM3, 150 m über OM4<br />
allelen Kanälen für Senden und<br />
Empfangen. Der Transceiver ist<br />
für 40GBase-SR4, 10GBase-SR,<br />
InfiniBand SDR, DDR- und QDR-<br />
Applik<strong>at</strong>ionen verwendbar. Ein<br />
weiterer Vorteil ist die hohe<br />
Packungsdichte bei der Verwendung<br />
des 40 Gb/s QSFP+ Transceivers.<br />
Hier werden 60 % des<br />
Pl<strong>at</strong>zbedarfes, im Vergleich zu<br />
4 x SFP+ Modulen, im Baugruppenträger<br />
eingespart.<br />
Die Highspeed-Ethernet-Protokolle<br />
40GBase-SR4 und 100G Base-<br />
SR10 sind die ersten, die mehr als<br />
zwei Fasern für die D<strong>at</strong>enübertragung<br />
über Multimodefaser benötigen.<br />
Basierend auf mehreren 10<br />
Gb/s-D<strong>at</strong>enströmen im Vollduplexbetrieb<br />
gibt es zwei Hauptapplik<strong>at</strong>ionen:<br />
40GBase-SR4 (8 Fasern)<br />
und 100GBase-SR10 (20 Fasern).<br />
Deshalb benötigt man für diese<br />
Anwendungen den Mehrfasersteckverbinder<br />
MPO.<br />
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März 2013
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