Wie weit wird das Kupfernetz gehen?

Angesichts des rasant steigenden globalen Datenverkehrs entwickelt sich der Rechenzentrumsbau zunehmend in Richtung Cloud Computing. Cloud-Computing-Rechenzentren werden verstärkt glasfaserbasierte 10G-, 40G- und 100G-Übertragungsraten und andere Hochgeschwindigkeitsnetzwerke nutzen. Gleichzeitig erhöht die Virtualisierungstechnologie die Anforderungen an die Netzwerkübertragung und eröffnet neue Möglichkeiten für den Einsatz von Glasfasersystemen. Während FTTH-Anwendungen in China zunehmend staatliche Unterstützung erhalten, scheint die Umstellung auf Glasfaser anstelle von Kupferkabeln einen wichtigen Fortschritt zu machen.

Angesichts der zahlreichen Branchendynamiken und -informationen ist zu erwarten, dass die Kupferverkabelung allmählich ihr Ende findet. Um dies zu belegen, analysieren wir die Marktveränderungen und -entwicklungen im Bereich der Kupferverkabelungssysteme anhand der Entwicklung von Standards, Anwendungen und anderen Aspekten.

Die Richtung der Entwicklung von Kupferverkabelungsstandards

Bei Gigabit-Ethernet- Übertragungsmedien bis 1000Base-T und darunter sind Cat5e-Ethernet-Kabel, Cat6-Netzwerkkabel und andere Kupfer-Twisted-Pair-Kabel absolut im Vorteil. Mit 10GB Ethernet IEEE 802.3 kupferbasierten Twisted-Pair-Kabeln als Übertragungsmedium wurde im Juni 2006 die 10GBASE-T-Spezifikation offiziell freigegeben. Diese unterstützt herkömmliche Twisted-Pair-Glasfaserkabel. Der Anschluss erfolgt über einen Standard-RJ45-Stecker und ist abwärtskompatibel mit Ethernet-Anwendungen bis 1000Base-T und darunter. Cat6A Kupfer-Twisted-Pair-Kabel unterstützen 10GBase-T-Übertragungen und Entfernungen von bis zu 100 Metern. Cat6 UTP unterstützt 10GBase-T-Übertragungen und Entfernungen von bis zu 37 Metern, sodass neue Benutzer das ursprünglich installierte Twisted-Pair-Kabel verwenden können.

Kupferverkabelungssystem im Rechenzentrum

In den letzten Jahren ist das globale Datenvolumen rasant gewachsen. Viele Netzwerkarchitekturen herkömmlicher Rechenzentren können die Anforderungen verschiedener Rechenzentren nicht vollständig erfüllen. Um den Widerspruch zwischen wachsendem Datenverkehr und der Geschwindigkeit des Infrastrukturaufbaus zu lösen, werden Cloud-Computing-Rechenzentren mit umfangreichen Rechenressourcen häufig eingesetzt und werden eine wichtige Entwicklungsrichtung für den zukünftigen Rechenzentrumsbau sein. Angesichts der zunehmenden Nutzung neuer Technologien wie Virtualisierung in Rechenzentren stellt sich die Frage, ob Kupferverkabelungssysteme die Anforderungen an die Übertragungsleistung erfüllen werden.

Kupferverkabelungssystem für Gewerbegebäude

Bei herkömmlichen Gebäudeverkabelungsprojekten ist der Platz für die Verkabelung aufgrund der relativ verteilten Informationsarbeitsbereiche, selbst in den Etagen-IDFs und Geräteverwaltungs-MDFs, relativ groß. Daher ist die Auswahl der Übertragungsmedien angesichts der Verkabelungsdichte nicht allzu groß. Die Verteilung der Schaltschränke in den Etagenverwaltungen reduziert zudem den Kühlbedarf. Der Energieverbrauch der Netzwerkgeräteanschlüsse hat im Vergleich zum Rechenzentrum nur geringen Einfluss auf die Gebäudeverkabelung. Bei der Gebäudeverkabelungsplanung wird ein stärkerer Fokus auf die Wirtschaftlichkeit gelegt, was die Gesamtkosten der Projektkonstruktion senkt.

Aufgrund der niedrigeren Anfangsinvestitionskosten ist die Verkabelung mit Twisted Pair-Kupferkabeln bei der Gebäudeverkabelung absolut im Vorteil. Laut Umfragedaten des Wiring Alliance Network erreichten Kupferkabelsysteme im Jahr 2011 einen Marktanteil von 80 % im Verkabelungsbereich. Auch der GIM-Marktbericht zeigt, dass Kupferkabelsysteme bei Verkabelungssystemen absolut überlegen sind.

Markt für strukturierte Verkabelung 2008-2013

Seit der Markteinführung von Verkabelungssystemen in China Ende der 1980er Jahre sind mehr als 20 Jahre vergangen. Die anfänglich verwendete Gebäudeverkabelung unterstützte lediglich 100Base-T, entweder weil das Verkabelungssystem den Netzwerkbedarf nicht mehr deckte oder die Garantiezeit des Verkabelungssystems selbst an seine Grenzen gestoßen war. Daher bieten neben neuen Gebäudeverkabelungsprojekten auch Reformprojekte für alte Verkabelungssysteme verborgene Marktkapazitäten und eröffnen der Verkabelungsbranche zweifellos Entwicklungschancen.

Transformation des Gebäudeverkabelungsprojekts

Bei der Umstellung von Verkabelungssystemen muss bei Design und Planung die Kompatibilität mit den Originalgeräten berücksichtigt werden. Unter Berücksichtigung der spezifischen Situation der vorhandenen Netzwerkausrüstung werden solche Projekte hauptsächlich auf 1000Base-T-Gigabit-Ethernet-Lösungen für den Desktop basieren. Der Energieverbrauch von Gigabit-Ethernet-Geräteports ist unbedeutend. Die Wahl von Kupfer-Twisted-Pair-Kabeln oder Glasfaser als Übertragungsmedium ist unbedeutend. Der Energieverbrauch pro Port beträgt ca. 3 W.

Ohne Berücksichtigung der Verdrahtungsdichte und des Energieverbrauchs pro Port ist Kupfer-Twisted-Pair-Kabel als primäres Übertragungsmedium für 1000Base-T-Ethernet (mit geringem Glasfaseranteil für den Hauptdatenverkehr) absolut kostengünstig. Bei dieser Art von Umbauprojekt für Gebäudeverkabelungssysteme werden im horizontalen Bereich überwiegend Kupfer-Twisted-Pair-Kabel wie Cat5e, Cat6 und Cat6A als Hauptkabel verwendet.

Zusammenfassen

Da in Rechenzentren insbesondere für Cloud-Computing-Rechenzentren zunehmend Virtualisierungstechnologien eingesetzt werden, steigen die Anforderungen an Übertragungsverzögerungen im Netzwerk, Netzwerkbandbreite, Energieverbrauch der Ports und Verkabelungsdichte immer weiter an. Auch die Übertragung von Gigabit-Anwendungen über Twisted-Pair-Kupferkabel unterliegt gewissen Einschränkungen hinsichtlich Verzögerung, Energieverbrauch der Ports, Verkabelungsdichte usw. Gleichzeitig haben Faktoren wie die weit verbreitete TOR-Architektur dazu geführt, dass Kupferverkabelungen im Verkabelungssystem von Rechenzentren schon seit sehr langer Zeit keine praktischen Vorteile mehr bieten.

Im Vergleich zu Gebäudeverkabelungssystemen, die mehr als 80 % des gesamten Verkabelungsmarktes ausmachen, sind die Kosten für die Investition in das Verteilnetz aufgrund des geringen Energieverbrauchs der Anschlüsse und der geringen Verkabelungsdichte höher. Darüber hinaus verfügen IT-Endgeräte mit gängigen RJ45-Schnittstellen über eine adaptive, abwärtskompatible Netzwerkfunktion. Im Vergleich zu Glasfaseranschlüssen bieten Kupferkabel deutliche Preisvorteile. Daher wird das Twisted-Pair-Kupferkabelsystem auch in Zukunft das bevorzugte Gebäudeverkabelungssystem bleiben.