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Moderne Hochleistungsrechnerumgebungen mit Switching und Routing, Cloud Computing und Virtualisierung erfordern höhere Netzwerkgeschwindigkeiten, bessere Skalierbarkeit sowie ein höheres Maß an Leistung und Zuverlässigkeit in Rechenzentren. Einige bandbreitenintensive Anwendungen, wie z. B. Video-Streaming, treiben die Datenraten ebenfalls in die Höhe. All dies erhöht die Notwendigkeit einer Migration auf 40G- und 100G-Schnittstellen, da 1G und 10G den Bandbreitenbedarf nicht ausreichend decken können. Die 40G-Schnittstelle ist QSFP (Quad Small Form-factor Plugable), das über mehrere Standards verfügt und unterschiedliche Anschlüsse für die passende Verkabelungsinfrastruktur erfordert, um Netzwerkkonnektivität zu gewährleisten. Wissen Sie, welche Verkabelungsinfrastruktur für 40G-Anwendungen benötigt wird? MPO/MTP-Kabel, Direct Attach Cable (DAC) oder LC-Glasfaser-Patchkabel? Haben Sie Ideen? Lesen Sie diesen Artikel und finden Sie die Antwort.
MTP/MPO-Kabel
MTP ist eine eingetragene Marke von US Conec und wird zur Beschreibung des Steckverbinders verwendet. MPO steht für Multi-Fiber Push-On oder auch Multi-Path Push-On. Tatsächlich ist MTP vollständig kompatibel. Daher wird im Folgenden der Einfachheit halber nur MTP verwendet. Der IEEE-802.3ba-Standard von 2010 spezifiziert MTP-Steckverbinder für Multimode-Glasfaserverbindungen (MMF) in Standardlänge. Dank seiner kompakten Bauform mit hoher Dichte eignet sich MTP-Kabel ideal für schnelle 40G-Netzwerke in Rechenzentren.
Für 40G-Anwendungen wird ein 12-Faser-MPO-Stecker benötigt. Typische Implementierungen von MTP-Plug-and-Play-Systemen teilen einen 12-Faser-Trunk in sechs Kanäle auf, die je nach Kabellänge bis zu 10 Gigabit Ethernet unterstützen. Ein 40G-System nutzt einen 12-Faser-Trunk für eine Tx/Rx-Verbindung. Dabei sind vier Fasern für jeweils 10G Upstream-Übertragung und vier Fasern für jeweils 10G Downstream-Empfang reserviert, während die mittleren vier Fasern ungenutzt bleiben. Der Upgrade-Pfad für dieses System besteht darin, die Kassette einfach durch ein MTP-zu-MTP-Adaptermodul zu ersetzen.
Direktanschlusskabel
Neben MTP-Kabeln setzen viele Rechenzentren auch gerne auf DACs für ihre 40G-Verkabelungsinfrastruktur. DACs, eine Art optische Transceiver-Baugruppe, sind Hochgeschwindigkeitskabel mit „Transceivern“ an beiden Enden, die zum Anschluss von Switches an Router oder Server dienen. Die „Transceiver“ an beiden Enden der DACs sind keine echten optischen Komponenten und ihre Komponenten kommen ohne optische Laser aus. Daher sind DACs deutlich günstiger und für 40G-Rechenzentrumsanwendungen vorzuziehen. Die Kosten für die Glasfaserverbindung werden durch den Einsatz von direkt angeschlossenen Kupferkabeln oder aktiven optischen Kabeln (AOCs) anstelle teurer Glasfaser-Transceiver und optischer Kabel deutlich reduziert.
Direktanschluss-Kupferkabel
Direktanschluss-Kupferkabel werden in aktiver oder passiver Ausführung für kurze Reichweiten in Rechenzentren konzipiert. Im Vergleich zu aktiven optischen Kabeln sind diese Kupferkabel kostengünstiger. Heutzutage sind viele Twinaxialkabel erhältlich, die 40G (10G x vier Kanäle) unterstützen, in der Ausführung QSFP+ zu QSFP+ (z. B. EX-QSFP-40GE-DAC-50CM) oder als QSFP zu 4 SFP+-Kabelbaugruppe (z. B. QSFP-4SFP10G-CU5M).
Das Problem ist, dass Kupferkabel steif und sperrig sind, wertvollen Platz im Rack beanspruchen und den Luftstrom blockieren. Dank der fortschreitenden Technologie können Hersteller jedoch ein dünneres, einzigartig geschirmtes Twinaxialkabel im Flachbandformat produzieren, das Geschwindigkeiten von 10 Gbit/s pro Kanal unterstützt und gleichzeitig viele der Probleme runder, gebündelter Kabel löst. Zudem ist das Twinaxialkabel im Flachbandformat deutlich schlanker als seine runden Pendants. Noch besser: Das Kabel kann mehrfach gefaltet werden, ohne dass die Signalintegrität verloren geht, was Racks mit höherer Dichte und Platzersparnis ermöglicht.
Aktives optisches Kabel
Als DAC-Variante integriert AOC Singlemode-Glasfaserkabel (SMF) oder MMF-Kabel mit Stecker und eingebetteten Transceivern. Die Elektrisch-Optisch-Konvertierung an den Kabelenden verbessert die Geschwindigkeit und Reichweite des Kabels. AOCs können größere Entfernungen mit Kupferkabeln erreichen und nutzen dieselben Schnittstellen wie Kupferkabel, die typischerweise in Rechenzentren verwendet werden. Ähnlich wie Direct-Attach-Kupferkabel sind AOCs auch in den Ausführungen QSFP+ zu QSFP+ (z. B. QSFP-4X10G-AOC20M) und QSFP+ zu 4 SFP+ (z. B. QSFP-4X10G-AOC10M) erhältlich.
Da 40G-AOC-Stecker werkseitig vorkonfektioniert sind, ist 40G-AOC einfacher zu installieren und wird im täglichen Gebrauch weniger durch den sich wiederholenden Stecker beeinträchtigt als MTP-Kabel. Bei einem Verbindungsfehler können Sie AOCs einfach durch andere ersetzen.
LC-Glasfaserkabel
: LC-Glasfaserkabel eignen sich auch für die weitreichenden 40G-QSFP+-Module (40GBASE-LR4). 40GBASE-LR4 QSFP+ verwendet einen Duplex-LC-Stecker als optische Schnittstelle und unterstützt Übertragungsdistanzen von bis zu 10 km über Singlemode-Glasfaser (SMF).
: LC-Glasfaserkabel eignen sich auch für die weitreichenden 40G-QSFP+-Module (40GBASE-LR4). 40GBASE-LR4 QSFP+ verwendet einen Duplex-LC-Stecker als optische Schnittstelle und unterstützt Übertragungsdistanzen von bis zu 10 km über Singlemode-Glasfaser (SMF).
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