MTP-Technik: Wandel in der Beurteilung

Wertzuwachs

17. August 2018, 07:00 Uhr   |  Dr. Gerald Berg

Wertzuwachs

Um zu verstehen, welche besondere Rolle Mehrfaserstecker vom Typ MTP/MPO derzeit im Faserumfeld spielen können, ist ein Blick in die Historie der LWL-Steckverbinder hilfreich. Die aktuelle MTP-Renaissance bringt Varianten hervor, deren Entwicklung ein auf Leistung bedachter RZ-Betreiber durchaus im Blick behalten sollte.

Der MPO/MTP-Stecker eroberte in den 1990er Jahren das Rechenzentrumsumfeld - und war damals ein fast reiner Infrastrukturstecker, also innerhalb der passiven Umgebung eingesetzt. In den Jahren vor der Jahrtausendwende war die Zahl der verschiedenen aktiven Interfaces groß, zum Beispiel gab es Escon, ST, SC, MTRJ und LC. Betreiber von Rechenzentren standen zu dieser Zeit bei der Anschaffung speziell von Trunk-Kabeln stets vor der Frage, welches Steckgesicht infrastrukturseitig zu verwenden sei.

Schließlich geht es bei Trunk-Kabeln um erhebliche Investitionen. Das Ziel eines jeden Betreibers ist jedoch, die Kabel so lange wie möglich zu nutzen. Mit jedem Interface-Wechsel am aktiven Gerät konnte die ursprüngliche Kaufentscheidung überholt sein. Daher bevorzugte man in dieser Zeit Trunk-Kabel mit MTP-Steckverbindern als Anschluss und passte über Modulkassetten - wie MTP/LC, MTP/SC - die Interfaces der Infrastruktur an die der aktiven Komponenten an, um möglichst mit Patch-Kabeln mit identischen Steckern arbeiten zu können.

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MTP-Stecker in den Male/Female-Varianten. Bild: Rosenberger OSI

Ein Interface-Wechsel an der aktiven Komponente zog dann lediglich den Austausch der Modulkassette nach sich. Das Trunk-Kabel verblieb im Doppelboden. Neben einer deutlich kürzeren Uminstallationszeit erhöhten Betreiber damit auch die Investitionssicherheit für die Verkabelung. Der MTP-Stecker war lediglich "Koppelstelle" innerhalb der strukturierten Verkabelung und bündelte die Kanäle, in der Regel sechs an der Zahl, in einem Steckverbinder. Dies bot natürlich nicht nur bei Uminstallationen Vorteile, sondern hatte grundsätzlich eine verringerte Installationszeit zur Folge, da an Stelle von sechs Steckverbindern nur noch einer aufzustecken war. Nur in der Nischenanwendung der Koppelung von CPUs (Coupling Links) nutzten Betreiber den MTP-Stecker für Infiniband-Anwendungen (der ersten paralleloptischen Übertragungstechnik im Rechenzentrum) auch als direkten Interface-Stecker.

Mit der zu Beginn der 2000er Jahre einsetzenden Normierung der Rechenzentrums-Datenverkabelungsinfrastruktur und der Veröffentlichung der DIN EN 50173-5 im Jahr 2007 fand die Steckervielfalt ein Ende: Für Duplex-Anwendungen blieb der LC-Stecker und für Mehrfaser-Anwendungen der MPO/MTP-Stecker übrig.

Als reine Koppelungsstelle in der Verkabelungsinfrastruktur verlor der MPO/MTP-Stecker sowohl an Akzeptanz als auch an Bedeutung, da mit den stark steigenden Datenübertragungsgeschwindigkeiten die zur Verfügung stehenden Dämpfungsbudgets von über 7 dB auf unter 2 dB drastisch abnahmen. Um vor allem längere Strecken bedienen zu können, ersetzten Betreiber die Kassettentechnik immer mehr durch Direktverkabelung mit LC-Steckern. Den LC-Stecker als Steckgesicht zu verwenden, bedeutete seit der Norm DIN EN 50173-5 auch keine Einschränkung hinsichtlich der Zukunftssicherheit mehr. In der Konsequenz nahm die Bedeutung des MTP-Steckers im RZ in den 2000er Jahren stetig ab.

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Die Ethernet-Roadmap bis in TBit/s-Bereiche. Bild: Ethernet Alliance

Gegenwart: Paralleloptik

Mit dem Bedarf an immer höheren Datenübertragungsvolumen, der die heutige Gesellschaft kennzeichnet, reichen die seriellen Übertragungsgeschwindigkeiten kaum noch aus, selbst wenn diese immerhin schon bei 25GbE bei Multimode-Anwendungen liegen. Daher tritt die paralleloptische Übertragungstechnik immer mehr in den Fokus. War sie in den 1990er Jahren mit der Infiniband-Applikation noch eher Nischenanwendung, ist sie heute mit 40/100GbE fast schon zum Standard in Rechenzentrumsanwendungen geworden. Neben dem klassischen 12-Faser-MTP-Stecker für SR4-Anwendungen diente mit 100GBase-SR10 auch der 24-Faser-Steckverbinder als Interface an aktiven Komponenten (wie zum Beispiel Core-Switches und Mainframes) in Standardanwendungen.

Auf diese Weise erlebt der MTP-Stecker eine regelrechte Renaissance auf dem Markt, die jedoch nicht bei den bekannten Steckverbindern aufhört. So wurden nicht nur die langjährig bewährten nx12-Faser-Array-Stecker (besonders n=1, 2) für 40/100GbE reaktiviert, es entstanden auch neue Entwicklungen der auf MT-Ferrulen basierenden Stecker. Eine dieser Entwicklungen ist die auf 16-Faser-Arrays fußende Steckerfamilie nx16, dabei in erster Linie die Varianten MTP16 und MTP32. Letztere sind für 400GbE-SR16 auf 25GbE-Basis definiert, erstere für die zukünftige SR8-Anwendung auf Basis von 50GbE.

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MPO-Stecker mit SR4-Belegung. Bild: Rosenberger OSI

Die 16-Faser-Array-Stecker weisen identische Abmessungen wie die 12-Faser-Array-Stecker auf. Um Verwechslungen oder fälschliches Aufeinanderstecken von Komponenten der beiden Familien zu verhindern, haben die 16-Faser-Array-Stecker ein azentrisches Keying sowie einen größeren Abstand (Pitch) zwischen den Male-Pins und den Female-Bohrungen.

Neben diesen "klassischen" MTP-Steckverbindern - also MT-Ferrule in einem Standardsteckergehäuse wie MTP12 und MTP24 sowie den neuen MTP16- und MTP32-Varianten - gibt es weitere Modifikationen, die auf dem MT-Steckgesicht als Grundkomponente basieren, nämlich Prizm MT und Prizm LightTurn. Dabei handelt es sich um MT-Ferrulen, die auf ihrer Ferrulenoberfläche mit Linsen (Prizm MT) oder Prismen (Prizm LightTurn) bestückt sind. Die Prizm-MT-Ferrule ist ihrerseits in einem speziellen Gehäusetyp verbaut und begründet so die MXC-Steckerfamilie.

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QSFP-Transceiver mit MPO-Stecker-Interface. Bild: Rosenberger OSI

Sowohl MXC- als auch Prizm-Light-Turn-Steckverbinder kommen oft in sogenannten Onboard-Optics-Anwendungen zum Einsatz. Damit zieht die MT-Interface-basierende Technik in die aktiven Komponenten ein und bildet nicht mehr nur das Interface von aktiven Komponenten zur Außenwelt. Mit diesen beiden Steckertypen gelangt demnach die Glasfaser näher an den Chip und dient als Verbindungsmedium zwischen Leiterplatten. Sie ersetzt so die kupferbasierende Datenübertragung auch innerhalb der aktiven Komponenten.

Bei diesem Ansatz ist also die Glasfaserverbindung über das klassische Interface an der Geräteaußenhaut hinaus im Gerät weitergeführt, um eine möglichst hohe Leistung zu ermöglichen. Den hohen Datendurchsatz trägt die Parallelisierung der optischen Übertragungstechnik entscheidend mit. Neben der Parallelisierung der Übertragung auf mehreren Fasern und somit mit den MT-Varianten als Anschlusstechnik finden sich auch Übertragungslösungen auf dem Markt, die auf WDM-Technik beruhen. So übertragen die Systeme bei der 100GbE-SWDM4-Applikation vier Wellenlängen auf einer Duplex-Infrastruktur und LC-Duplex als Anschlusstechnik. Auch 40- und 100-GBiDi-Anwendungen bedienen sich des Interfaces des LC-Duplex-Steckers, allerdings nutzt diese Technik nur zwei Wellenlängen. Zum heutigen Zeitpunkt haben diese beiden auf Wellenlängen-Multiplexing beruhenden Übertragungen im Vergleich zu MTP-Anwendungen jedoch bei Weitem nicht den gleichen Stellenwert auf dem Markt.

Dr. Gerald Berg ist Prozessverantwortlicher Sales und Marketing bei Rosenberger OSI, www.rosenberger-osi.com.

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