Eine neue Norm für 100 GBit/s: IEEE 802.3bm
Schnellstraße mit acht Spuren
Mit der IEEE 802.3bm steht eine neue LWL-Norm für die Highspeed-Datenübertragung für Rechenzentren in den Startlöchern. Sie setzt beim Parallelbetrieb auf Einheiten von 25 GBit/s. Die Verkabelung nach diesem Standard benötigt daher nur noch acht anstatt der bislang eingesetzten 20 Fasern zur Übertragung von 100 GBit/s. Nach Einschätzung von Experten entsteht so eine clevere Alternative. Vor allem gibt es damit einen vernünftigen Upgrade-Pfad von 40GbE.Die betreffenden Norm für "Physical Layer Specifications and Management Parameters", die den Betrieb von 40 GBit/s und 100 GBit/s über LWL regelt, ist derzeit bei der IEEE 802.3bm Optic Task Force in Arbeit. Wenn dieser Glasfaserkabel-Standard ratifiziert ist, könnte die Migration von 40 GBit/s auf 100 GBit/s nach Einschätzung von Fachleuten deutlich einfacher verlaufen, da für beide Protokolle dann die gleiche Anzahl an Fasern nötig ist. Da für die Übertragung von 40 GBit/s acht Fasern nötig sind, ist bislang ein Upgrade auf 100 GBit/s, wo bislang 20 Fasern zum Einsatz kommen, nicht gerade einfach und schon gar nicht selbsterklärend. Der große Vorteil der neuen IEEE 802.3bm besteht darin, dass die LWL-Infrastruktur für 40GbE auch gleichermaßen 100GbE unterstützen würde, ohne dass zusätzliche Faserreserven für die Migration zu berücksichtigen sind. Dies vereinfacht nicht nur die Planung, sondern schafft auch Kostenvorteile im Vergleich zur IEEE 802.3ba, der bisherigen LWL-Norm für 100GbE, denn 20 Fasern kosten schlicht mehr als nur acht Fasern. Die Norm IEEE 802.3bm sieht zwei neue Spezifikationen vor: 40GBase-ER4: 40 GBit/s PHY mit 40GBase-R-Kodierung über vier WDM-Kanäle (Wavelength Division Multiplex, ein Wellenlängenmultiplex-Verfahren) auf Singlemode-Glasfaser mit einer Reichweite von bis zu mindestens 40 km, 100GBase-SR4: 100 GBit/s PHY mit 100GBase-R-Kodierung über vier Kanäle (Multimode) mit einer Reichweite von bis zu mindestens 100 Meter. Für LAN-Verkabelungen ist 100GBase-SR4 interessant, 40GBase-ER4 ist vor allem für Telekom-Anwendungen vorgesehen. Der feine Unterschied Die in der Norm 802.3ba definierte 100GBase-SR10-Technik verwendet zehn Übertragungskanäle (also 20 Fasern), um 100 GBit/s zu übertragen. Jeder einzelne Kanal überträgt 10 GBit/s über OM3- oder OM4-Multimode-Fasern. Beim neuen Standard 100GBase-SR4 besteht die Herausforderung darin, auf nur noch vier Übertragungskanälen mit je 25 GBit/s zu übertragen. Auch dies geschieht über OM3/OM4-Fasern. Zur Realisierung des Konzepts haben die Experten mehrere Änderungen vorgenommen, zum Beispiel zunächst die maximale Länge reduziert. Bei der 100GBase-SR10 sind die maximalen Längen 100 Meter für eine OM3-Faser und 150 Meter für eine OM4-Faser. Bei 100GBase-SR4 betragen die maximalen Längen nun 70 Meter für eine OM3-Faser und 100 Meter für eine OM4-Faser. Auch diese kürzeren Reichweiten sollten nach Einschätzung der Normierer genügen, um den praktischen Anforderungen in einem Rechenzentrum gerecht zu werden. Die spektrale Breite der Laser ist nun ebenfalls reduziert. Die Spektralbreite für 100GBase-SR10 beträgt 0.65 nm, bei 100GBase-SR4 dagegen nur noch 0,6 nm. Weitere Parameter zeigt Tabelle 1 unten. Warum eine neue Norm? Der aktuelle Standard für 100GbE (100GBase-SR10) nutzt zehn Fasern in beide Richtungen. Für die optische Verbindung kommt der MPO-Stecker zum Einsatz. Dies ergibt zwei Möglichkeiten, nämlich zwei MPO-Verbindungen mit einer Faserreihe oder einen MPO-Stecker mit zwei Faserreihen. Beide Varianten weisen jedoch einige Tücken auf: Die MPO-Stecker mit zwei Faserreihen sind nicht einfach zu montieren. Und die Nutzung zweier MPO-Steckverbindern ist nicht eben anwender-freundlich. Zu den Vorteilen der 100Base-SR4-Technik zählt, dass die Installationen nur noch einen MPO-Stecker mit einer Faserreihe benötigen - also die gleiche Architektur wie auch für die Übertragung von 40GbE (40GBase-SR4). Ein 40GBase-SR4 Link lässt sich folglich auch für 100GBase-SR4 verwenden. Ein weiterer Vorteil ist die Reduzierung der Anzahl der benötigten Fasern. Die Konzepte innerhalb der IEEE bieten mit 100Base-LR4 auch noch eine alternative Monomode-Lösung an, die lediglich zwei Fasern benötigt. Diese bietet Reichweitenvorteile, weniger Fasern und eine kostengünstige Infrastruktur, allerdings liegen die Anschaffungspreise für die Aktivkomponenten deutlich höher. Fazit: Einfache Migration von 40GbE nach 100GbE LWL-Mehrfasersysteme mit MPO-Steckverbindern ermöglichen es, zukunftssichere Rechenzentren zu planen, die ein einfaches Upgrade und damit eine einfache Skalierbarkeit ermöglichen. 40GbE benötigt vier Übertragungskanäle, und 100GbE würde nach bisheriger Norm zehn Kanäle erfordern. Mit der IEEE 802.3bm gibt es dazu jedoch nun eine Alternative, was eine große Vereinfachung für Hersteller, Planungsbüros und Betreiber von Rechenzentren darstellt. Die Migration und Skalierung von 40GbE nach 100GbE wird dadurch wesentlich einfacher und effizienter, da sich dieselben MPO-Mehrfaser-Verbindungen nutzen lassen. Daneben bringt die neue Technik auch Kostenvorteile bei der Infrastruktur. Alle Punkte werden nach Einschätzung von Branchenkennern zu einer schnellen und erfolgreichen Markteinführung führen.
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