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Datenübertragung über längere Entfernungen

Mega-Rechenzentren: Ist ein Umstieg auf Siliziumphotonik die Lösung?

4. August 2014, 8:54 Uhr | Corinna Puhlmann

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Umstieg auf Siliziumphotonik, Teil 4

Bandbreitenerhöhungen erfordern normalerweise eine neue strukturierte Verkabelung (von OM2 auf OM3 und jetzt OM4). Darüber hinaus ist jedes Upgrade der Verkabelung teurer als das letzte. Das heißt, dass nicht nur Kabel häufiger ausgetauscht werden müssen als in der Vergangenheit, sondern darüber hinaus sind die neuen Kabel auch noch teurer.

Eine Lösung: Siliziumphotonik mit 4 km Reichweite und PSM4

Siliziumphotonik-PSM4 mit langen Reichweiten trägt zur Lösung der Anforderungen hinsichtlich steigender Bandbreiten und längerer Entfernungen bei niedrigerem Leistungsverbrauch und hoher Zukunftssicherheit bei. Auf PSM4 und Siliziumphotonik (SiPh) für lange Reichweiten basierende Produkte bieten mehrere grundlegende Vorteile:

Entfernung: Mit Übertragungsraten bis 4 km bei 10 GBit/s und 2 km bei 25GBit/s erfüllen sie fast alle Anforderungen aktueller Datenzentren

Energieverbrauch: Siliziumphotonik-basierte AOCs (Active Optical Cable) haben üblicherweise den gleichen Energieverbrauch wie Produkte auf VCSEL-Basis: Weniger als 1 W bei einem 10G QSFP+ AOC und 1,5 W bei 25 GBit/s.

Kosten: Die Kosten sind vergleichbar mit denen von VCSEL–basierten AOCs. Da es sich jedoch um Single-Mode-Produkte handelt, wird ein wesentlich kostengünstigeres Single-Mode-Kabel als Übertragungsmedium verwendet. Bei steigenden Geschwindigkeiten von VCSEL-basierten Produkten benötigen diese immer teurere Fasern für eine effektive Übertragung. Nachdem die meisten Netzwerke den Upgrade auf OM3 bereits vorgenommen haben, zieht ein weiterer Upgrade auf OM4 signifikante Kostensteigerungen nach sich. Außerdem bleiben die Fragen: Was kommt nach OM4? Und wie schnell kommt es?

Zukunftssichere strukturierte Verkabelung: Dies ist ein immer wichtigerer Faktor im Hinblick auf die Einführung der Siliziumphotonik auf dem Markt, besonders bei Neuanlagen. Mit steigenden Geschwindigkeiten wird ein Upgrade der Faser bei einer strukturierten Verkabelung in steigendem Maße unwirtschaftlich. PSM4 eignet sich für:

10Gb Ethernet – 4 x 10Gb/s
40Gb Ethernet – 4 x 10Gb/s gesamt
QDR Infiniband – 4 x 10Gb/s
FDR Infiniband – 4 x 14Gb/s
EDR Infiniband – 4 x 25Gb/s
100Gb Ethernet – 4 x 25Gb/s gesamt

Pigtail-Steckoptionen zur Vereinfachung von Installation und Upgrades: PSM4-AOC-Lösungen stehen als Pigtail-Versionen zur Verfügung. Ein Pigtail hat an einem Ende ein traditionelles aktives QSFP+-Modul und am anderen Ende einen MPO- oder LC-Steckverbinder. Dies ermöglicht den schnellen Anschluss an eine strukturierte Verkabelung (die AOC-Seite muss nicht über lange Entfernungen gezogen werden) und bietet die Möglichkeit eines schnellen Upgrades auf neue Produkte bei Bedarf. Bei der Einführung des »4 x 28G zQSFP«–Verbindungssystems kann dieses direkt an eine bereits vorhandene strukturierte Verkabelung angeschlossen werden. Upgrades von 10GbE/40GbE auf 100GbE lassen sich sofort durchführen, ohne einen kostspieligen Upgrade der strukturierten Verkabelung und damit verbundener Stillstandzeiten im Data Center.

Breite Verfügbarkeit von aktiven Siliziumphotonik-Bauteilen: Ein Ecosystem mit bewährten, zuverlässigen und kostengünstigen SiPh–Lösungen steht für die Realisierung von Single-Mode-Verbindungen im Data Center zur Verfügung. Die Siliziumphotonik ist heute bereits bei PSM4-AOCs weit verbreitet, und mehrere neue Marktteilnehmer bieten eine Reihe unterschiedlicher Lösungen an.

SiPh-Bauteile bieten klare technologische Aufbaumöglichkeiten auch über 25G hinaus: Mit steigenden Geschwindigkeiten bestehen bei VCSELs immer mehr konstruktive Probleme. Bei Systemen auf SiPh-Basis wiederum besteht bei den meisten Lösungen ein klarer und deutlich erkennbarer technologischer Pfad hin zu 50G, 100G und darüber hinaus.

Die Singlemode-Siliziumphotonik kann also die Lücke schließen, die durch die Forderung nach höheren Entfernungen einerseits und steigenden Übertragungsgeschwindigkeiten andererseits entstanden ist. Mit einem breiten Angebot an bereits jetzt angebotenen oder in der Entwicklung befindlichen Produkten können PSM4- und Siliziumphotonik-Lösungen bereits aktuell in neuen Data-Center-Architekturen eingesetzt werden und gewährleisten eine kostengünstige Erfüllung künftiger Upgrade-Anforderungen.

*Brent Hatfield ist Produktmanager des Geschäftsbereichs Faseroptik bei Molex