Übertragung von 800 Gbit/s und mehr
Geringe Einfügedämpfung, hohe Rückflussdämpfung
Wie sieht eine zukunftsfähige LWL-Verkabelung aus? Und welche maximalen Dämpfungsbudgets für eine Übertragungsstrecke (Channel-Link) sind realistisch? André Engel, Geschäftsführer von tde trans data elektronik, erläutert die wichtigsten Aspekte und Qualitätsmerkmale.
Mit steigenden Datenmengen rückt die Verkabelung stärker ins Rampenlicht. Sie sollte so konzipiert sein, dass sie als neutrale Datenautobahn für künftige Anforderungen fungiert, eine reibungslose Migration zu Übertragungsraten von aktuell 800 Gbit/s unterstützt und zugleich maximale Performance bietet.
Um eine gut funktionierende Verkabelung sicherstellen und die geforderten Datenraten realisieren zu können, müssen alle Systemkomponenten wie Module, Trunk- und Patchkabel die vorgegebenen Dämpfungsbudgets einhalten.
Link-Dämpfung für eine Datenübertragung bis 800 GBit/s
Transceiver-Hersteller geben als maximalen Wert 1,5 dB für den Multimode-Link vor. In der Realität patchen Netztechniker in Rechenzentren jedoch häufig zwei oder drei Links hintereinander, wodurch sich die Link-Dämpfung verzweifacht oder sogar verdreifacht. Damit ist klar: Die Link-Dämpfung wird zu einem entscheidenden Parameter und zur Kernkompetenz für Netzwerkexperten. Denn nur wenn sie eine möglichst niedrige Link-Dämpfung sicherstellen können, bleiben Leistung und Zuverlässigkeit der Datenübertragung auch bei 800 Gbit/s und mehr erhalten.
Entscheidende Parameter, die sich auf die Übertragungsleistung einer Glasfaserverkabelung auswirken, sind dabei die Einfüge- und Rückflussdämpfung:
- Die Einfügedämpfung (Insertion-Loss, IL) bezieht sich auf die Verluste, die bei der Übertragung von Licht durch ein optisches Kabel oder Gerät entstehen. Gründe dafür können Absorption, Reflexion oder Streuung des Lichts im Kabel oder Bauteil sein. Bei einer höheren Einfügedämpfung geht mehr Licht verloren und die Signalstärke wird schwächer. Infolgedessen kann es zu Interferenzen oder Fehlern bei der Datenübertragung kommen. Die Einfügedämpfung ist deshalb ein ganz entscheidender Leistungsparameter bei Design, Auswahl und Installation von Glasfaseranwendungen. Sie muss innerhalb der zulässigen Toleranzen liegen, um Leistung und Zuverlässigkeit der Datenübertragung sicherzustellen.
- Der zweite Parameter ist die Rückflussdämpfung. Sie gibt an, wie stark das Licht an der Reflexion (Back-Reflection) gehindert wird. Innerhalb der Faser, insbesondere an den Steckerendflächen, wird unter anderem abhängig vom Winkel des einfallenden Lichtes ein kleinerer oder größerer Teil der eingekoppelten Lichtwellenzurückwandern. Die Größe der Back-Reflection hängt dabei wesentlich von der Oberflächengüte der Steckverbinder und allgemein der Qualität des physischen Kontaktes einer Steckverbindung ab. Die Rückflussdämpfung gibt damit an, wie stark das Licht daran gehindert wird,reflektiert zu werden.
Während die Einfügedämpfung möglichst gering sein sollte, muss die Rückflussdämpfung einen möglichst hohen Wert erreichen.
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Doch welche maximalen Dämpfungsbudgets für eine Übertragungsstrecke (Channel-Link) sind realistisch und welche Werte lassen sich garantieren?
Fragen, die gerade auch bei Ausschreibungen zu Rechenzentrums-Verkabelungen immer wieder eine wichtige Rolle spielen. Gleichwohl suchen Anbieter noch immer nach der Methode »Trial& Error« geeignete Module für die passenden Trunkkabel zusammen, um die Dämpfungswerte nicht zu überschreiten. Das widerspricht der Idee einer RZ-Verkabelung nach dem Plug-and-Play-Prinzip.
Dass es auch anders geht, zeigt der Lösungsansatz von tde trans data elektronik: Alle Komponenten passen auf Anhieb zusammen, sind Plug-and-Play-fähig und bleiben innerhalb der vorgegebenen Dämpfungsbudgets beziehungsweise unterschreiten sie weit.
Normierte Werte für Einfüge- und Rückflussdämpfung
Das Dämpfungsbudget errechnet sich aus der Addition der Einfügedämpfungswerte aller Glasfaserkomponenten innerhalb eines Channel-Links. Dazu gehören die Dämpfung des Kabels über eine bestimmte Länge, die Dämpfung aller vorkonfektionierten Kabel, Patchkabel, Steckverbinder und Spleiße im Übertragungskanal. Daneben müssen RZ-Planer und Netzwerkspezialisten eine zusätzliche Dämpfungsreserve vorhalten, um Faktoren wie den Biegeradius des Kabels, Fehlausrichtungen der Faser oder Verschmutzung der Faserendflächen, mangelnde Installationsqualität oder das Alter der Transceiver mit zu berücksichtigen.
Werden Glasfasern in Datacentern installiert, so ist die Messung der Einfügedämpfung für Tier-1- (bidirektionale Dämpfungsmessung) und -2- (OTDR-Messung;Optical Time-Domain-Reflectometry: optische Zeitbereichsreflektometrie) Abnahmemessungen verpflichtend. Wie hoch die maximale Einfügedämpfung im Channel-Link sein darf, ist von den Transceiver-Herstellern und den zuständigen Normungsgremien definiert.
Auch die Rückflussdämpfung wirkt sich als weiterer Parameter auf die Übertragungsleistung von Glasfaserverkabelungen aus und muss berücksichtigt werden.
Für die Tier-1-Abnahmemessung sieht ISO/IEC 14763-3 einen Wert von 0,5dB für Multimode-Installationen und 0,75dB für Single-Mode-Installationen vor, wobei diese Werte für eine Steckverbindung gelten und nicht für den gesamten Link (Channel-Link).
- Geringe Einfügedämpfung, hohe Rückflussdämpfung
- Alle Systemkomponenten müssen aufeinander abgestimmt sein
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