40G-Lösungen: Duplex-Glasfaser oder MPO/MTP-Glasfaser?

Bidirektionale 40-Gbit/s-Duplex-Anwendungen, kurz BiDi, sind in letzter Zeit in aller Munde. BiDi wird derzeit von Cisco® als Lösung angeboten und läuft über Duplex-OM3- oder OM4-Multimode-Glasfaser mit QSFP-Modulen und Wellenlängenmultiplex (WDM). Es verfügt über zwei 20-Gbit/s-Kanäle, die jeweils gleichzeitig über zwei Wellenlängen auf einem einzigen Glasfaserstrang senden und empfangen – eine Richtung sendet im Wellenlängenbereich von 832 bis 868 Nanometern (nm), die andere empfängt im Wellenlängenbereich von 882 bis 918 nm. Avago Technologies bietet ebenfalls einen ähnlichen QSFP-BiDi-Transceiver an.

 

Unidirektionale 40-Gbit/s-Duplex-Glasfaserlösungen sind von Arista und Juniper erhältlich. Diese unterscheiden sich von der BiDi-Lösung dadurch, dass sie vier 10-Gbit/s-Kanäle mit unterschiedlichen Wellenlängen – 1270, 1290, 1310 und 1330 nm – über einen Duplex-LC-Stecker mit OM3- oder OM4-Multimode- oder Singlemode-Glasfaser kombinieren. Diese unidirektionalen Lösungen sind nicht mit BiDi-Lösungen kompatibel, da sie eine andere WDM-Technologie verwenden und in anderen Wellenlängenbereichen arbeiten.

 

Während einige der mit diesen 40-Gbit/s-Duplex-Glasfaserlösungen verwendeten Transceiver den QSFP-Spezifikationen entsprechen und auf dem IEEE 40GBASE-LR4-Standard basieren, gibt es derzeit keine Industriestandards für 40-Gbit/s-Duplex-Glasfaseranwendungen mit mehreren Wellenlängen über Multimode-Glasfaser – weder bidirektional noch unidirektional. Es gibt standardbasierte 40-Gbit/s-Anwendungen über Duplex-Singlemode-Glasfaser mit WDM-Technologie, aber standardbasierte 40-Gbit/s- und 100-Gbit/s-Anwendungen über Multimode verwenden Mehrfaser-MPO/MTP-Stecker und parallele Optiken (40GBASE-SR4 und 100GBASE-SR4).

 

40-Gbit/s-Duplex-Glasfaserlösungen werden mit reduzierten Kosten und Installationszeit für eine schnelle Migration auf 40-Gbit/s-Anwendungen beworben, da die vorhandene Duplex-Glasfaserinfrastruktur mit 10 Gbit/s für 40 Gbit/s wiederverwendet werden kann, ohne dass MPO/MTP-Lösungen implementiert werden müssen. Allerdings gibt es einige Bedenken im Zusammenhang mit diesen nicht standardisierten 40-Gbit/s-Duplex-Glasfaserlösungen:

 

Mangelnde Einhaltung von Standards und mangelnde Interoperabilität mit standardbasierten Glasfaserlösungen

Risiko, an eine Einzelanbieter-/proprietäre Lösung gebunden zu sein, die möglicherweise nur eingeschränkten zukünftigen Support bietet

BiDi und andere 40 Gb/s Duplex-Transceiver benötigen deutlich mehr Strom als standardbasierte Lösungen

Mangelnde Anwendungssicherheit durch Betrieb außerhalb der optimalen OM3/OM4-Wellenlänge von 850 nm

Eingeschränkter Betriebstemperaturbereich im Vergleich zu standardbasierten Lösungen

Aufgrund der oben genannten Risiken und Einschränkungen bei der Verwendung nicht standardisierter 40-Gbit/s-Duplex-Glasfaserlösungen empfehlen wir, Industriestandards zu befolgen und bereits heute 40GBASE-SR4 für 40-Gbit/s-Anwendungen einzusetzen. Dieser Standard erfordert zwar mehrere Fasern mit einer MPO/MTP-basierten Lösung, bietet aber vollständige Anwendungssicherheit und Interoperabilität sowie einen insgesamt geringeren Stromverbrauch.

 

Darüber hinaus entwickeln TIA und IEC derzeit Standards für Breitband-Multimode-Fasern (WBMMF). Es wird erwartet, dass daraus ein neuer Fasertyp (möglicherweise OM5 oder OM4WB) entsteht, der die Kapazität von Multimode-Fasern über einen größeren Wellenlängenbereich erweitert und so die WDM-Technologie unterstützt. Die Wellenlängen 850, 880, 910 und 940 nm sind noch nicht in Stein gemeißelt, werden aber in den TIA-Arbeitsgruppen diskutiert.

 

Im Gegensatz zu aktuellen 40-Gbit/s-Duplex-Glasfaseranwendungen wird WBMMF eine standardbasierte, interoperable Technologie sein, die abwärtskompatibel mit bestehenden OM4-Glasfaseranwendungen ist. WBMMF wird voraussichtlich unidirektionale Duplex-Glasfaserverbindungen mit 100 Gbit/s über 25-Gbit/s-Kanäle auf vier verschiedenen Wellenlängen unterstützen. WBMMF wird auch 400 Gbit/s über 25-Gbit/s-Kanäle auf vier verschiedenen Wellenlängen über acht Fasern unterstützen. Dadurch kann die vorhandene MPO/MTP-Konnektivität für eine nahtlose Migration von aktuellen standardbasierten 40-Gbit/s- und 100-Gbit/s-Anwendungen auf zukünftige standardbasierte 400-Gbit/s-Anwendungen genutzt werden.