De weg vrijmaken voor hogere snelheden

De datacenters van nu moeten de extreme behoefte van bandbreedte ondersteunen van cloud-gebaseerde bedrijfs- en opslagoplossingen, video streaming en video-oproepen, opkomende databasetechnologie en online gaming. De behoefte aan snellere connectiviteit en datatransmissie stuwt de evolutie naar hogere snelheden in de datacenter-backbone. Transmissiesnelheden van 40 en 100 gigabits per seconde (Gb/s) zijn al normaal, maar binnenkort zullen Ethernetoplossingen van 200 Gb/s en 400 Gb/s nodig zijn om de explosieve groei in bandbreedte te ondersteunen die verder wordt gevoed door de snelle ontwikkeling van Big Data en Internet of Things (IoT).

Glasvezelbekabeling is het medium bij uitstek in de datacenter-backbone en Standaardgroepen zoals de IEEE P802.3bs 200 Gb/s en 400 Gb/s Ethernet Task force werken al hard aan een nieuwe generatie glasvezeltoepassingen die 200G en 400G ondersteunen. Voor de overgang naar hogere snelheden zijn echter nieuwe glasvezelbekabelingstechnologieën nodig voor een optimale ondersteuning.

Twee of acht

Op nieuwe en aankomende standaards, inclusief IEEE802.3bs voor 200Gb/s en 400Gb/s, die naar verwachting worden gepubliceerd tegen het einde van 2017, onthult dat zowel singlemode- als multimode-glasvezeltoepassingen bedoeld zijn voor transmissie over aantallen vezels die gedeeld kunnen worden door 2 of 8 (Tabel 1).

Tabel 1: Nieuwe PHY-specificaties die op dit moment worden ontwikkeld door de IEEE P802.3bs 200 Gb/s en 400 Gb/s Ethernet-Task Force.

Niet alleen de glasvezeltoepassingen die in ontwikkeling zijn, maar ook huidige hogesnelheids-glasvezeltoepassingen die parallelle optics gebruiken, zoals 40 Gigabit 40GBASE-SR4 (8 vezels ) en 100 Gigabit 100GBASE-SR4 (8 vezels ) zijn deelbaar door dezelfde factoren.

De limieten bereiken

Vandaag de dag is 12-aderige MTP-connectiviteit een algemene bekabelingsoplossing die in het datacenter wordt gebruikt. Omdat het eenvoudig zes duplexvezeltoepassingen ondersteunt, zoals 10GBASE-SR, konden hierdoor glasvezel-backbones worden gemaakt met de 12-aderige interface en overgebracht naar duplexconnectors voor aansluiting van apparatuur. Dit gebeurt met plug and play-modules of cassettes met de 12-aderige MTP-verbinding op de achterkant voor aansluiting op gebruiksklare backbone-trunkkabels en duplexconnectors op de voorkant, zoals LC- of de minder populaire SC-connectoren, voor het aansluiten van duplex-patchkabels. Door de hogere dichtheden en inzetsnelheid van deze gebruiksklare oplossingen, heeft de 12-aderige MTP-connector bijgedragen aan de groei van glasvezelinfrastructuren toen het gebruik van optische poorten toenam van tientallen tot duizenden.

De 12-aderige MTP-connector heeft zich jarenlang bewezen in de sector, maar met de opkomst van parallelle optics om tegemoet te komen aan de behoefte aan hogere Ethernetsnelheden en toepassingen waar 8 vezels voor nodig zijn, is deze oplossing niet meer efficiënt.

Ten eerste kan met parallelle optics 10 Gb/s aan data worden verzonden over de meerdere vezels terwijl dit betekent dat een 12-aderige MTP-connector in theorie het vermogen heeft om 60 Gigabit te leveren met 6 vezels die zenden en 6 vezels die ontvangen met 10 Gb/s, zijn er geen glasvezeltoepassingen, transceivers of apparaten voor 60 Gigabit. En die komen er ook nooit.

Ten tweede is voor de huidige en toekomstige toepassingen een aantal vezels nodig dat deelbaar is door 2 of 8 - waarbij 4 vezels zenden en 4 vezels ontvangen met 10 Gb/s of 25 Gb/s. Met deze 8-aderige toepassingen worden de 12 glasvezels die beschikbaar zijn in 12-aderige MTP-oplossingen niet allemaal gebruikt. In plaats daarvan blijft 33 procent van de glasvezel ongebruikt, waarbij de 4 middelste vezels van de 12-aderige MTP-connector niet gebruikt zullen worden. Voor de 400GBASE-SR16 zijn bijvoorbeeld 32 vezels nodig. Dit is niet deelbaar door 12 en zou leiden tot glasvezelverspilling als er 12-vezels MTP-oplossingen zouden worden gebruikt. Ook de toekomstige singlemode-toepassingen met kort bereik 200GBASE-DR4 en 400GBASE-DR4 voor het datacenter zijn gepland voor transmissie over 8 vezels, wat leidt tot ongebruikte capaciteit als er 12-aderige MTP-oplossingen worden gebruikt. Deze verspilde glasvezelcapaciteit kost niet alleen geld, maar vermindert ook de dichtheid die MPO/MPT-oplossingen oorspronkelijk moesten leveren.

Een mogelijke oplossing

Voor toepassing in bestaande datacenters die willen overstappen naar next-generation snelheden van meer dan 10 Gb/s en waarin al 12-aderige MTP-oplossingen zijn geïnstalleerd, is het gebruik van conversiekabels of -modules een manier om 100 procent vezelgebruik te behalen. Met deze conversiekabels en -modules worden twee 12-aderige MTP's veranderd in drie 8-aderige MTP's voor verbinding met apparatuur voor 40 en 100 Gb/s. Hoewel dit de meest rendabele optie kan zijn voor datacenters waarin al 12-aderige MTP-oplossingen zijn geïnstalleerd, zijn conversiekabels en -modules een complexere manier om 100 procent glasvezelgebruik te bereiken en bovendien veroorzaken ze wat prestatieproblemen. Bij gebruik van conversiekabels die twee 12-aderige MTP's veranderen in drie 8-aderige MTP's moeten er 3 apparatuurpoorten offline worden gesteld als er een kabel beschadigd raakt. Het gebruik van conversiemodules betekent extra kosten en materiaal, terwijl er extra invoegingsverlies in het kanaal wordt gebracht vanwege een extra gekoppeld paar, wat met name een probleem is bij hogesnelheidstoepassingen van 40 en 100 Gigabit die striktere invoegingsverlieseisen hebben.

De beste weg vooruit

Voor alle nieuwe plug and play-glasvezeltoepassingen wordt hoe dan ook het gebruik van nieuwe 8-aderige MTP-oplossingen sterk aanbevolen. 8-aderige MTP-oplossingen lossen de problemen met het gebruik van 12-aderige oplossingen op en bieden de meest efficiënte, rendabele en best presterende optie voor 8-aderige 40 en 100 Gigabit oplossingen. Ze bieden bovendien de weg van de minste weerstand als eenvoudigste vorm van migratie naar de next-generation snelheden van meer dan 100 Gb/s.

Met het gebruik van 8-aderige MTP backbone-bekabeling en 8-aderige MTP-jumpers voor verbindingen met 40/100 Gigabit-apparatuur wordt 100 procent gebruik behaald zonder dat er dure, complexe conversiekabels of -modules nodig zijn. Omdat 8- vezels ook deelbaar zijn door een factor 2, kunnen deze oplossingen worden gebruikt voor duplextoepassingen met modules die één 8-aderige MPO/MPT converteren in vier duplexverbindingen. Daarom is 8-aderige MTP de meest efficiënte optie voor alle huidige en toekomstige glasvezeltoepassingen.

Lee Funnell, hoofd technische services voor Europa, Rusland en Afrika bij Siemon