Dass die derzeitigen Netzwerkgeschwindigkeiten sowohl in Unternehmens- wie in Cloud-Rechenzentren nicht mehr lange ausreichen, ist unter Insidern kein Geheimnis. Die Kunst für optimale Investitionen besteht darin, sich möglichst clever alle nötigen Upgrade-Pfade offenzuhalten.

Heute machen Transceiver-Module für 10 GBit/s einen großen Teil des Markts aus. Technik für 100 GBit/s macht allerdings derzeit einen großen Schritt nach vorn, vor allem in Cloud-Einrichtungen. Im Jahr 2018 sind (mindestens) acht Geschwindigkeiten verfügbar, darunter auch 200 und 400 GBit/s. Dies bietet Rechenzentrumsverantwortlichen eine noch nie dagewesene Vielzahl an Optionen, um das Netzwerk effizient zu gestalten.

Es lohnt sich folglich, die Entwicklung im Transceiver-Umfeld genauer zu betrachten, wie es Bild 1 für Geschwindigkeiten ab 25 GBit/s zeigt. Der Einsatz von 40 GBit/s wird demnach innerhalb der kommenden zwei Jahre zurückgehen, interessanterweise werden jedoch 25-GBit/s-Transceiver-Auslieferungen parallel zur Entwicklung von 100 GBit/s wachsen.

Bild 1. Auslieferungen von Transceiver-Modulen mit 25 GBit/s und mehr. Bild: LightCounting

Beide Entwicklungen sind miteinander verknüpft, und ihr paralleles Wachstum ist größtenteils das Ergebnis der im Jahr 2015 verabschiedeten Norm IEEE802.3bm, die 100G-SR4 definiert. Sie erlaubt eine Verbindung für 100 GBit/s über vier 25-GBit/s-Kanäle unter Verwendung von 8-Faser-MTP-Technik.

Diese 25-GBit/s-Kanäle markieren so nach Einschätzung von Experten den Beginn der nächsten Phase von Hochgeschwindigkeits-Netzwerken. Immer mehr technische Aktualisierungen in Rechenzentren werden demzufolge Uplinks mit 100 GBit/s am Switch und 25 GBit/s am Server umfassen. Die Mehrheit dieser Kanäle – ungefähr 75 Prozent – werden 4-Faser- oder 8-Faser-MPO/MTP-Verbindungen für Anwendungen mit kurzen Reichweiten von 500 Metern oder weniger sein. Anwendungen mit größeren Reichweiten verwenden Singlemode mit weitestgehend zwei Fasern und einer LC-Schnittstelle.

Netzwerkmigration in Rechenzentren von Unternehmen

Aktuell verwenden Rechenzentren von Unternehmen vorrangig 10-GBit/s-Switches und 1 GBit/s am Server. Diese Netzwerke migrieren zu 25 oder 40 GBit/s im Uplink und zu 10 GBit/s am Server. Die Mehrheit dieser Rechenzentren hat bereits Multimode-Verkabelungen installiert. 85 Prozent dieser optischen Links haben eine Länge von 150 Meter oder weniger.

Der Migrationspfad für Rechenzentren von Unternehmen ist in Bild 2 beschrieben. Basis ist die bereits vorhandene Multimode-Verkabelung. Mit über zwölf auf dem Markt erhältlichen verschiedenen 40-GBit/s-Transceiver-Versionen und zehn verschiedenen 100-GBit/s-Transceiver-Versionen sollten Netzwerkingenieure in der Lage sein, ihre Netzwerke nach Bedarf ebenso flexibel wie individuell zu gestalten.

In Cloud-Netzwerken arbeiteten in den vergangenen Jahren Devices mit 40 GBit/s im Uplink und 10 GBit/s am Server. Diese Netzwerke werden, wie in Bild 2 gezeigt, in naher Zukunft zu 100 GBit/s Uplinks und 25 GBit/s am Server wechseln. Branchenkenner erwarten künftig ebenso Migrationen zu 200 und 400 GBit/s bei Uplinks und zu 50 und 100 GBit/s am Server. Bei diesen Geschwindigkeiten setzen Cloud-Service-Anbieter dann zunehmend auf Singlemode-Systeme anstelle von Multimode-Lösungen.

Ein Beispiel dafür ist Microsoft, das bereits 2016 für Azure im Cloud-Service-Umfeld den überwiegenden Anteil seiner Glasfaserverkabelung der Rechenzentren auf Singlemode umstellte. Tatsächlich verwendet Microsoft aktuell 99 Prozent Singlemode und setzt mehr parallel-optische Singlemode-Verbindungen mit MTP-Verbinder ein als jeden anderen Fasertyp. Facebook hat ebenfalls Anstrengungen unternommen, seine Kabelverbindungen in Rechenzentren auf 500 Meter oder geringer zu verkürzen. Aktionen wie diese, also von Unternehmen mit einer marktbeeinflussenden Kaufkraft, haben die Kosten für Singlemode-Optik so weit gesenkt, dass der Preis für 100-GBit/s-Singlemode-Technik in den vergangenen zwei Jahren auf rund ein Zehntel gesunken ist und sich somit nicht mehr grundsätzlich von der Multimode-Fasertechnik unterscheidet.

Bild 2. Szenarien für die Aufrüstung der Netzwerkinfrastruktur in Rechenzentren. Bild: Leviton

Wenn sich dieser Trend fortsetzt, wird Singlemode auf dem Markt an Attraktivität zulegen. Zum Beispiel hat eine 100G-PSM4-Singlemode-Technik, die im Jahr 2014 von einer Multi-Source-Gruppe entwickelt wurde, aktuell den gleichen Preis wie ein 100G-SR4-Multimode-Transceiver. PSM4-Transceiver entstanden speziell als Low-Cost-Variante für Links mit 500 Meter oder weniger und unter Verwendung einer 8-Faser-MPO/MTP-Verbindung. Ebenfalls in diesem Umfeld von Bedeutung: Der Preis für Long-Reach-Singlemode-Lösungen wie 100G-LR4 ist auch gesunken und wird dies in den kommenden Jahren wahrscheinlich weiter tun.

Unabhängig von Typ oder Größe des Rechenzentrums bevorzugen Betreiber ein Verkabelungssystem, das mehrere Generationen von technischen Upgrades mit nur geringfügigen Unterbrechungen, wenig Dark-Fiber-Lösungen und einer möglichst geringen Zahl von Änderungen überdauert. Der Hersteller Leviton empfiehlt für solche Systeme die Verwendung von 24-Faser-MTP-Trunk-Backbone-Kabeln als Kernstück, um die Flexibilität bei der Migration bis zu 400 GBit/s wahren zu können.

Zu diesen Systemen gehören Patch-Verteiler mit hoher Packungsdichte, Lösungen für die schnelle Bereitstellung sowie kundenspezifische Trunk- und Kabelkonfektionen. Beispiele von Migrationspfaden für Rechenzentren von Unternehmen und Cloud-Anbietern sind im Whitepaper „Navigating Cabling Options for Enterprise and Cloud Data Center“ auf der Seite des Herstellers zu finden.

Michael Schneider ist Sales Manager Germany im Datacenter Design Team bei Leviton, www.leviton.com.