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Fan-Out-Technologie im 40G Rechenzentrum

Ein abstimmbarer Laser ist ein Laser, dessen Betriebswellenlänge kontrolliert verändert werden kann. Während alle Laserverstärkungsmedien kleine Verschiebungen in der Ausgangswellenlänge ermöglichen, ermöglichen nur wenige Lasertypen eine kontinuierliche Abstimmung über einen signifikanten Wellenlängenbereich.

Um optische Hochleistungsnetzwerke zu ermöglichen, werden DWDM-Systeme eingesetzt, die eine einzige Glasfaser für optische Signale mit mehreren verschiedenen Wellenlängen verwenden. Wellenlängenabstimmbare optische Transceiver werden immer wichtiger als Komponenten, die ROADM - Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer - Funktionalität in Netzwerken der nächsten Generation ermöglichen. Diese Transceiver haben die Eigenschaft, dass ihre Wellenlängen zwischen verschiedenen DWDM-Kanälen umgeschaltet werden können, während sie im Netzwerk verwendet werden. Abstimmbare Sende-Empfänger sind nur in DWDM-Form verfügbar, da das CWDM-Netz zu breit ist. Typischerweise sind diese abstimmbaren Optiken für das C-Band 50GHz. Es können etwa 88 verschiedene Kanäle mit Intervallen von 0,4 nm eingestellt werden, was dem 50GHz-Band entspricht. Diese Optiken beginnen in der Regel von Kanal 16 bis 61, aber dies hängt vom Hersteller des Routers/Switch ab und welche Kanäle er unterstützt.


Funktionsprinzip

Mehrere einzelne Laser werden in einem Stück Silizium eingebaut.

Abstimmbarer Distributed Bragg Reflector (DBR) Laser mit verteiltem Bragg-Reflektor (DBR)
Eine der frühesten Arten von abstimmbaren Lasern ist der verteilte Bragg-Reflektorlaser. Modernere abstimmbare Geräte haben immer noch die gleichen Grundkonzepte und können als eine Weiterentwicklung der DBR-Laser betrachtet werden. Wie beim DFB-Laser führt ein DBR eine periodische Variation des Brechungsindex ein, die effektiv ein Bragg-Gitter oder einen Reflektor erzeugt. Die gespaltene Frontfläche des Gerätes fungiert als zweiter Spiegel. Nur die Wellenlängen in einem bestimmten Zusammenhang mit der Bragg-Periode überleben im Hohlraum. Die Abstimmung erfolgt durch Einspeisung von Strom in den Bragg-Reflektor. Dies führt zu einer Änderung des Brechungsindexes, wodurch sich der Bragg-Peak auf verschiedene Wellenlängen einstellt. Der Phasenabschnitt ist in erster Linie für die Feinabstimmung der Ausgangswellenlänge ausgelegt. Der Abstimmbereich dieser Vorrichtungen ist proportional zur maximalen Änderung des Brechungsindex, typischerweise unter 20 nm.


Gitterunterstützter Co-Richtungskoppler (GACC) Laser

Der gittergestützte codirektionale Koppler (GACC) Laser ist einem DBR im Betrieb sehr ähnlich. Der Zweck dieser Struktur ist es, den Abstimmbereich eines DBR zu erweitern. Das Abstimmungselement ist ein Paar vertikal gestapelter Hohlleiter mit unterschiedlichen Materialeigenschaften und einem Gitter. Diese Änderung führt zu einem größeren Abstimmbereich von über 60 nm.


Abgenommenes Gitter DBR (SG-DBR)

Das abgetastete Gitter DBR ist eine weitere Variante des DBR-Lasers, dessen Hauptunterschied das Vorhandensein eines Paares von Gitterspiegeln an beiden Enden des Hohlraums ist. Die Gitter werden periodisch abgetastet oder ausgeblendet, was zu einer Folge von gleichmäßigen kurzen Abständen führt.
gitternde Explosionen. Wie bei DBR können die Gitter durch Stromeinspeisung abgestimmt werden. Es kann nachgewiesen werden, dass durch differenziertes Abstimmen der Spiegel ein größerer Abstimmbereich erreicht werden kann als mit einem einfachen DBR.


Durchstimmbarer externer Hohlraumlaser (ECL)

Das Hauptmerkmal dieser Architektur besteht darin, dass die Wellenlängenauswahlvorrichtung, die typischerweise ein MEMS oder ein thermisch abstimmbarer Filter ist, aus dem Verstärkungshohlraum herausgefahren wird. Es gibt kein integriertes Gitter im Laserhohlraum wie bei einem DFB oder DBR. Abstimmbare Laser, die mit dieser Technik hergestellt werden, sind in der Regel sehr leistungsstark (13 dBm Ausgangsleistung) und haben eine hohe spektrale Reinheit (SMSR > 50 dB). Zu den Nachteilen gehört, dass eine ECL in der Regel sehr langsam von einer Wellenlänge zur anderen wechselt (in der Größenordnung von Sekunden), außerdem ist bei MEMS-gesteuerten ECL die mechanische Zuverlässigkeit ein Problem.

Die Betriebsfrequenz kann durch ein frequenzselektives Rückkopplungselement definiert werden, das durch die Anwendung von Wärme aus einem Stellglied thermo-optisch abgestimmt wird, ohne die Hohlraummodi im Wesentlichen abzustimmen. Die Konfiguration wird von der Betriebssystemsoftware gesteuert, die für das DWDM-System verwendet wird.

Die thermische Kompensation von Laserresonatoren ist eine Anforderung an Komponenten, die innerhalb der engen absoluten Frequenzbänder der DWDM-Spezifikationen robust arbeiten müssen.

Geräte Architektur 

Wellenlängenauswahl

Tuning
Physik

Integration

Kaufmännisches Beispiel

S(S)G-DBR,

DS-DBR,

MGY

Passive WG Grating(s)

Current injection

Monolithic

JDSU,

Oclaro,

Finisar

DBR

Passive WG Grating(s)

Thermal

(microheater)

Monolithic

 

Distributed

Reflector

Passive WG Grating(s)

Thermal

(microheater)

Monolithic

Sumitomo

DFB Array

Active WG Grating

Thermal (TEC)

Hybrid (MEMS) coupling optics

Santur

DFB Array

Active WG Grating

Thermal (TEC)

Monolithic (power
combiner+SOA)

Furukawa

ECL

Surface normal grating
resonator (+50 GHz etalon)

Electro Optic (Liquid
Crystal)

Hybrid

Pirelli


ECL

Diffraction grating
(Littman or Littrow)

Micromechanical

Hybrid

Iolon

VCSEL

Cavity mode

Micromechanical

Monolithic or Hybrid

 

Einsatz von abstimmbaren DWDM-Lasern:

  • Sparsam
    Verwenden Sie Tunables, um die Anzahl der Linienkarten zu reduzieren, die für die Sicherung aller verschiedenen Wellenlängen in einem System benötigt werden.

  • Dynamische Bereitstellung
    Die Wellenlänge des abstimmbaren Senders kann nach dem Einsatz des Systems geändert werden.

  • Rekonfigurierbare optische Add/Drop-Multiplexer (ROADMs)
    Es wurde eine einfache, flexiblere Architektur für ROADMs vorgeschlagen, die auf der Verwendung von abstimmbaren Lasern und abstimmbaren Filtern basiert.

  • Optische Querverbindungen
    Abstimmbare Laser können Probleme mit der Wellenlängenblockierung in OXCs beseitigen.

  • Dynamische Wiederherstellung
    Wenn ein DWDM-Kanal ausfällt, kann ein abstimmbarer Laser den Dienst automatisch wiederherstellen.

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Generationen von Fibre Channel und ihre Unterschiede

Fibre Channel (meist abgekürzt als FC) ist eine Technologie zur schnellen Datenübertragung. Glasfaserkanäle finden ihren Haupteinsatz in Speicherbereichsnetzen (SAN). FC wird für den Datentransfer zwischen Computerspeichern und Computersystemen verwendet. Der Glasfaserkanal kann Datenübertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 128 Gbit/s ermöglichen.

FC ist eine weit verbreitete Technologie, fast alle High-End-Server und -Speicher verfügen über Schnittstellen zur Unterstützung von FC. Eine weitere Variante des Fibre Channel ist Fiber Channel over Ethernet (FCoE). FCoE nutzt das Ethernet-Netzwerk als Transportmedium, FC-Pakete werden über das Ethernet-Netzwerk gekapselt und ermöglichen so Datenübertragungsgeschwindigkeiten von 10 Gbit/s oder höher.

In diesem Artikel werden wir uns mit der Entwicklung der Fibre Channel-Technologie befassen, beginnend mit der ersten Generation, und die nachfolgenden Fortschritte in dieser Technologie diskutieren. Am Ende werden wir einen Vergleich der verschiedenen Generationen von Fibre Channel ziehen. Eine hochrangige Weiterentwicklung der Fibre Channel-Technologie ist in Tabelle 1 dargestellt.

Sr.#

Name

Year

1

1G FC

1997

2

2G FC

2001

3

4G FC

2004

4

8G FC

2005

5

10G FC

2008

6

16G FC

2011

7

32G FC

2016

8

128G FC

2016

Tabelle 1: Verschiedene Versionen von Fibre Channel

Der Glasfaserkanal wurde vom T11 Technical Committee des International Committee for Information Technology Standards (INCITS) standardisiert. Ein genauer Blick auf Tabelle 1 zeigt, dass FC mit einer Datenübertragungsgeschwindigkeit von 1 Gbit/s begann und die Geschwindigkeiten mit jeder Generation verdoppelt werden. Derzeit ist auch 128G FC verfügbar.  

1G Glasfaserkanal

1G FC war die erste standardisierte Version der Fibre Channel Technologie. Eingeführt im Jahr 1997. 1G FC bietet einen Durchsatz von 200 Mega Bytes pro Sekunde (MBps, nicht zu verwechseln mit Mega Bits pro Sekunde, Mbps). 1G FC gewann sofort an Popularität, da es in Speicherbereichsnetzen eingesetzt wird. Der 1G-Faserkanal blieb bis Ende der 2000er Jahre in Betrieb.

2G Glasfaserkanal

2G FC war der nächste Schritt in der Entwicklung der Fibre Channel Technologie. Die Arbeiten an seiner Entwicklung begannen kurz nach der Freigabe des 1G-Glasfaserkanals und wurden im Jahr 2001 vom T11-Ausschuss als Industriestandard freigegeben. 2G FC verdoppelte die Geschwindigkeit von 1G FC. 2G FC hat einen Durchsatz von 400 MBps im Vollduplex-Modus. Der 2G-Glasfaserkanal wurde auch in den Speicherbereichsnetzen weit verbreitet eingesetzt.

4G Glasfaserkanal

Im Jahr 2004 wurde die nächste Version der Fibre-Channel-Technologie-Serie den Herstellern weltweit zur Verfügung gestellt. Der 4G-Glasfaserkanal verdoppelte auch die Service Level Parameter im Vergleich zu 2G FC. 800 MBps Vollduplex-Durchsatz können im 4G-Glasfaserkanal erreicht werden. Der 4G-Glasfaserkanal erfreute sich so großer Beliebtheit, dass er immer noch in einigen älteren SAN-Speichern und -Servern verwendet wird.

8G Glasfaserkanal

Der 8G-Faserkanal wurde in schneller Folge zu seinem Vorgänger freigegeben. Es wurde standardisiert und im Jahr 2005, nur ein Jahr nach der Freigabe des 4G-Faserkanals, zur Verfügung gestellt. Diese beiden Fibre-Channel-Versionen sind die beliebtesten FC-Versionen auf dem Markt. 8G-Glasfaserkanal ist ebenfalls noch im Einsatz und die Schnittstellenkarten sind weiterhin für 8G FC erhältlich. 1600 MBps Vollduplex-Durchsatz ist im 8G-Glasfaserkanal verfügbar.

10G Glasfaserkanal

Die 10G Glasfaserkanalversion wurde für FCoE entwickelt, um die 10 Gbps-Ethernet-Netzwerke voll auszunutzen. 10G FC wird selten eingesetzt, abgesehen von seiner Anwendung in Verbindung mit FCoE. FCoE sendet FC-Daten über Ethernet-Frames.

16G Glasfaserkanal

Der nächste Schritt, der in der Reihe der Fibre Channel-Generationen folgte, war der 16G Fibre Channel. Es wurde 2011 vom T11-Ausschuss freigegeben. 16G FC folgte dem Vorrang des "doppelten Durchsatzes" der ersten vier Versionen des Glasfaserkanals. Der Durchsatz beträgt 3200 MBps. Obwohl, 16G FC wurde im Jahr 2011 veröffentlicht, aber es gewann in letzter Zeit an Popularität. Heute ist der 16G-Glasfaserkanal als Standardoption in fast allen aktuellen SAN-Speichern und -Servern erhältlich. Nach der Freigabe des 10G-Glasfaserkanals entschied sich die Industrie, die Namenskonvention der Glasfaserkanalversionen zu ändern. Mit der Veröffentlichung von 16G FC wurde beschlossen, die geschwindigkeitsbasierte Benennung aufzugeben und die generierungsbasierte Benennung einzuführen. Der 16G-Faserkanal wurde als Glasfaserkanal der 5. Generation bezeichnet. Die ersten vier Versionen sind die Glasfaserkanäle 1G, 2G, 4G und 8G.

32G Glasfaserkanal & 128G Glasfaserkanal

Die sechste Generation der Fibre Channel-Technologie besteht aus zwei Versionen, 32G FC und 128G FC. Beide Versionen wurden 2016 veröffentlicht. Die sechste Generation des Fibre Channel sorgt für eine unglaubliche Steigerung der Durchsätze. 32G FC ist in der Lage, 6400 MBps Durchsatz zu liefern, während 128G FC in der Lage ist, 25600 MBps Durchsatz zu liefern. Die Fibre-Channel-Technologie der sechsten Generation wurde entwickelt, um den Solid State Drive-Speicher voll auszunutzen. SSD-Speicher ist ein plattenloser Speicher, der im Vergleich zu herkömmlichen Festplatten höhere Datenübertragungsraten bietet. Der Glasfaserkanal der sechsten Generation führte auch neue Funktionen für mehr Sicherheit und einen geringeren Stromverbrauch im Vergleich zu seinen Vorgängern ein.

Vergleich

Die Fibre-Channel-Technologie hat eine große Entwicklung in Bezug auf Geschwindigkeit, Sicherheit und Stromverbrauch erfahren. Sie hat mit den sich wandelnden Technologien Schritt gehalten und ist so lange am Markt geblieben. Die Popularität des Glasfaserkanals nimmt von Tag zu Tag zu. Fast alle Enterprise Grade Server und Speichergeräte werden mit vorinstallierten Fibre Channel Adaptern geliefert. Mit dem Tempo, mit dem diese Technologie voranschreitet, sehen wir eine langfristige Perspektive für ihren weiteren Einsatz in der Informationstechnologiebranche.

Verliert die Verwendung von BlueOptics Transceivern meine Garantie?

In der heutigen vernetzten Welt und Technologie steigt die Nachfrage nach höheren Geschwindigkeiten und niedrigeren Kosten. Die führenden Anbieter von Netzwerkgeräten arbeiten an der Entwicklung der zukünftigen Komponenten der Vernetzung. Sie konzentrieren sich hauptsächlich auf die Glasfaserlösungen, die die führenden Service Provider und Rechenzentren der Welt antreiben. Aufgrund des von Tag zu Tag zunehmenden Datenverkehrs ist der Bedarf an stabilen, schnellen und skalierbaren Netzwerkarchitekturen unerlässlich geworden.

Einer der Hauptbestandteile einer leistungsstarken und stabilen optischen Netzwerkarchitektur sind die optischen Transceiver. Sie sind für die optische Netzwerkarchitektur unerlässlich, da sie die Komponenten sind, die das optische Licht über das Kabel übertragen und umwandeln. Sie sind dazu bestimmt, Licht an einem Ende des Kabels zu senden und Licht am anderen Ende des Kabels zu empfangen. Am häufigsten arbeiten diese Sender-Empfänger bei der Übertragung von Licht auf einer Glasfaser und beim Empfang von Licht auf einer anderen Glasfaser für den Duplexbetrieb. Dieser Vorgang findet jedoch im gleichen kompakten Modul statt. Der Transceiver wandelt den elektrischen Eingang in optisches Licht um und sendet ihn dann mit Hilfe von Lasersendern oder LEDs über das optische Kabel nach unten. Auf der anderen Seite wandelt der Empfänger das optische Licht in einen elektrischen Eingang um.

Die Komponenten, die für die Lichtlenkung durch das optische Kabel verantwortlich sind, werden auch als Quellen für Glasfaser-Transceiver bezeichnet. Die am häufigsten verwendeten Quellen sind LEDs und VCSELs oder oberflächenemittierende Laser mit vertikalem Resonator. Obwohl sie den gleichen Zweck haben, elektrische Signale in optisches Licht umzuwandeln und umgekehrt, sind sie in ihrer Funktionsweise sehr unterschiedlich. Sie sind in der Tat kleine Halbleiterchips und emittieren Licht von der Oberfläche des Chips.
LEDs haben eine begrenzte Bandbreite und Entfernung und haben weniger Leistung als die VCSELs, hauptsächlich wegen ihres größeren Kerns. Aufgrund ihres größeren Kerns emittieren sie ein sehr breites spektrales Licht, das dann in der Faser selbst unter chromatischer Dispersion leidet. Aus diesem Grund sind sie nur für den Einsatz in Multimode-Fasern geeignet.

VCSELs hingegen haben einen kleineren Kern, der ein strafferes Licht abgibt, das nicht unter Farbstreuung leidet, was sie optimal für den Einsatz mit Singlemode-Fasern macht, aber sie können auch für multimodale Übertragungen verwendet werden.
Der Herstellungsprozess dieser beiden Typen ist ziemlich ähnlich. Die Herstellung von VCSELs ist jedoch teurer, da es schwierig ist, den Laserhohlraum im Inneren des Bauteils selbst herzustellen. Bei der Herstellung der VCSELs muss der Chip vom Halbleiterwafer getrennt und jedes Ende beschichtet werden, bevor der Laser getestet werden kann.

Transceiver sind in eine Reihe von Formfaktoren unterteilt, die in einem ziemlich ähnlichen standardisierten Gehäuse geliefert werden, sich aber in ihrer Funktionsweise und ihren Eigenschaften grundlegend unterscheiden.
Alle BlueOptics© Transceiver werden nach den höchsten Industriestandards hergestellt. Ihre internen Komponenten werden von den branchenführenden Herstellern für optische Geräte wie Avago/Broadcom, Lumentum, Maxim Integrated, CyOptics oder Mitsubishi Electric für optische Laser bzw. integrierte Schaltungen hergestellt. BlueOptics© Transceiver können so programmiert werden, dass sie mit Netzwerkgeräten von über 165 Anbietern kompatibel sind, darunter die führenden Marken wie Cisco, HPE, Extreme Networks, Dell, Juniper und Intel. Sie haben eine Garantie von 5 Jahren und einen lebenslangen Support für alle Probleme, die auf dem Weg dorthin auftreten können. Alle BlueOptics© Transceiver sind für Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 100GB/s ausgelegt und decken je nach Formfaktor eine Entfernung von bis zu 2KM für Multi-Mode-Fasern und 160KM für Single-Mode-Fasern ab. Alle BlueOptics© Transceiver sind in der Lage, auch in den härtesten Teilen der Welt die maximale Leistung zu erbringen. Sie können bei Temperaturen unter 40°C und über 85°C einwandfrei funktionieren.

BlueOptics© Transceiver sind in mehrere Kategorien unterteilt:

  • SFP-Transceiver
  • SFP+ Transceiver
  • cSFP Transceiver
  • SFP28 Transceiver
  • QSFP Transceiver
  • QSFP28 Transceiver
  • CFP Transceiver
  • CFP2 Transceiver
  • CFP4 Transceiver
  • X2 Transceiver
  • XENPAK Transceiver
  • XFP Transceiver
  • GBIC Transceiver

Lassen Sie uns einen detaillierteren Blick auf ihre Eigenschaften werfen:

  1. SFP oder Small Factor Pluggable Optical Transceiver ist ein kleiner und kompakter optischer Transceiver, der für zuverlässige optische Verbindungen mit Netzwerkgeschwindigkeiten von 100Mb/s bis zu 4GB/s entwickelt wurde. Diese Transceiver bieten eine einfachere Fehlersuche und Wartung durch die optionale Schnittstelle Digital Diagnostics Monitoring (DDM) / Digital Optical Monitoring (DOM). Diese Schnittstelle bietet Echtzeit-Überwachungsoptionen zur Überwachung des Laser-Biasstroms, der Versorgungsspannung sowie der Laserleistung und -temperatur. BlueOptics© SFP-Transceiver sind für einen langlebigen Betrieb mit ca. 3.000.000.000 MTBF-Stunden ausgelegt. BlueOptics© SFP-Transceiver gibt es mit Duplex- und Simplex-Glasfaserstecker und RJ45-Kupferanschluss.
  2. SFP+ ist eine verbesserte Version des optischen SFP-Transceivers, der für Netzwerkgeschwindigkeiten von bis zu 10 GB/s geeignet ist. SFP+ Module sind auch für Fibre Channel Anwendungen verfügbar, die Datenraten von bis zu 16GB/s unterstützen. SFP+-Module finden sich in zwei verschiedenen Arbeitsmodi: Begrenzungsmodus und Linearmodus. Der Begrenzungsmodus wird am häufigsten verwendet, da sein Signalverstärker das verschlechterte empfangene optische Licht neu formt. SFP+ bietet auch die Möglichkeit, zwei SFP+-Ports mit Hilfe von Direct Attach Kabeln zu verbinden. BlueOptics© SFP+ Transceiver gibt es mit LC Duplex und LC Simplex Glasfaserstecker und RJ45 Kupferverbinder.
  3. Der cSFP ist eine weitere Version des beliebten SFP Bidi-Transceivers, der zwei unabhängige bidirektionale Kanäle pro Port in einem SFP bietet. Es ist eine sehr gute Lösung für die volle Nutzung jeder verfügbaren Glasfaser und verdoppelt die Portdichte im Vergleich zu SFP Bidis.
  4. SFP28 ist eine weitere Version des SFP+-Moduls, die für Netzwerkgeschwindigkeiten von bis zu 25 GB/s ausgelegt ist. Sie sind für Multimode- und Singlemode- Anwendungen erhältlich und verfügen über einen LC-Duplexanschluss. Sie bieten auch die Schnittstelle Digital Diagnostics Monitoring (DDM) / Digital Optical Monitoring (DOM) für eine einfachere Fehlersuche. Diese Art von Transceiver wird üblicherweise mit 4 Datenkanälen von 25GB/s implementiert, um 100GB/s zu erreichen.
  5. QSFP oder der Quad Small Form-Factor Pluggable ist ein Transceiver, der Geschwindigkeiten von 40GB/s bis zu 56GB/s ermöglicht. Diese Transceiver werden hauptsächlich in Rechenzentrumsumgebungen eingesetzt und stellen Hochleistungs-Computernetzwerke dar. Sie nutzen die im IEEE 802.3bm Standard definierte 40GBASE-SR4- und LR4-Technologie und übertragen 4x850nm (SR4 für MMF) bzw. die Wellenlängen 1271nm, 1291nm, 1311nm, 1331nm (LR4 für SMF). Es gibt auch andere Varianten mit BIDI-Technologie, paralleler Single-Mode, ER4 und LX4/LM4-Technologie und mit MPO/MTP-Stecker oder LC-Duplex-Stecker.
  6. QSFP28 Transceiver werden hauptsächlich verwendet, um 100GB/s Ethernet-Lösungen bereitzustellen, indem 4x25GB/s mit den Hauptversionen mit 100GBASE-SR4, LR4, CWDM4 oder PSM4 Technologie übertragen werden, die den in QSFPs verwendeten Methoden gemeinsam ist, aber mit höherer Bandbreite.
  7. Der BlueOptics© CFP Transceiver ist für eine 100GB/s Ethernet-Lösung mit großer Reichweite über ein Duplex Singlemode-Glasfaserkabel konzipiert. Es kann aber auch eine oder mehrere 40GB/s-Links unterstützen. Dieses CFP-Modul und seine Spezifikationen wurden in der Zeit entwickelt, als die 10GB Ethernet-Lösungen häufiger waren als die schnelleren. Heute wurde dieser Transceiver durch die Spezifikationen CFP2 und CFP4 ausgetauscht.
  8. Die CFP2-Transceiver sind auch für den Anschluss von Singlemode-Fasern mit großer Reichweite ausgelegt. Sie haben auch einen Duplex-Anschluss. CFP2s sind kleiner als die CFP-Transceiver, aber beide sind in Metallbehältern aufgebaut.
  9. CFP4 Transceiver sind die modernsten C-Form-Factor (CFP) Transceiver. Sie sind die kleinsten aller CFP-Transceiver, was ihre Handhabung und Installation erleichtert. Sie sind auch mit einem Duplex-Stecker ausgestattet und können Entfernungen von bis zu 10 Kilometern erreichen. Die Transceiver CFP, CFP2 und CFP4 sind nicht austauschbar.
  10. X2-Transceiver sind eine standardisierte Art von optischen Transceivern, die hauptsächlich in den 10GB Ethernet-Lösungen eingesetzt werden. Sie können sowohl in Ethernet- als auch in Fibre Channel-Anwendungen eingesetzt werden und werden in älteren Rechenzentrumsumgebungen und nicht in Service Provider-Umgebungen eingesetzt. Sie sind mit SC Duplex- oder Simplex-Steckverbindern ausgestattet.
  11. XENPAK-Transceiver werden mit SC-Duplex-Anschlüssen geliefert. Sie sind größer als die X2-Transceiver in ihrer Größe. Sie bieten auch Geschwindigkeiten von 1GB/s bis zu 10GB/s mit Multimode- und Singlemode-Fasern.
  12. Der XFP-Transceiver wurde im Jahr 2002 entwickelt. Er ist etwas größer als die Small Form-Factor Pluggable Plus Transceiver. Sie sind im laufenden Betrieb austauschbar und werden mit Duplex- oder Simplex-LC-Anschlüssen geliefert. Sie sind protokollunabhängig. Am häufigsten arbeiten sie bei 850 nm, 1310 nm oder 1550 nm Wellenlängen.
  13. GBIC steht für Gigabit Interface Converter und wird am häufigsten für Geschwindigkeiten von 100MB/s bis 4GB/s verwendet. Es kann mit Kupfer-, Singlemode- oder Multimode-Fasern betrieben werden. Es wird mit SC Duplex-, Simplex- oder Kupfer-Steckverbindern geliefert.

Alle GBIC-SHOP BlueOptics© Transceiver wurden nach den neuesten Standards entwickelt und sind vollständig MSA-konform. Der MSA-Standard ist ein Multi-Source-Agreement, bei dem die verschiedenen Hersteller von Netzwerkgeräten die Standardisierungen ihrer Transceiver festlegen. Alle GBIC-SHOP BlueOptics© Transceiver erfüllen auch die neuesten Industriestandards CE und RoHS. Dies garantiert eine gleichbleibende und konstante Qualität jeder hergestellten GBIC-SHOP BlueOptics© Komponente. Alle GBIC-SHOP BlueOptics© Transceiver sind in der Lage, Digital Diagnostics Monitoring (DDM) / Digital Optical Monitoring (DOM) für eine einfachere Fehlersuche und Wartung durchzuführen.

Die richtige Wahl des richtigen optischen Transceivers reduziert die Kosten und ist gleichzeitig das optimale Rezept für zukünftiges Netzwerkwachstum.

LSZH vs. PVC - Welchen Kabelmantel sollte ich bevorzugen?

In der heutigen Zeit des rasanten technologischen Wachstums und des ständigen Strebens nach qualitativ hochwertigen Produkten können wir die Sicherheitsvorschriften und die verschiedenen Gefahren, die uns umgeben, leicht vergessen. Dies ist ein äußerst wichtiger Teil der Netzwerkinfrastruktur, auf den sich die IT-Manager konzentrieren können. Die große Anzahl von Netzwerkgeräten, die Kabel und mögliche Stromschwachstellen machen die Gebäude des Rechenzentrums anfällig für Feuer und andere mögliche Katastrophen. Bei der Planung einer Netzwerkinfrastruktur ist es wichtig, die neuesten Vorschriften und die verschiedenen Sicherheitshinweise zu beachten, unabhängig von den Kosten, denn deren Einhaltung könnte letztendlich viele Menschenleben retten.

Wenn es um Glasfaserkabel geht, ist der Kabelmantel ein viel wichtigerer Teil des Netzwerks, als einige vielleicht denken. Der europäische Markt verlangt, dass alle Kabel, die in Wide Area Networks (WAN), Local Area Networks (LAN), Storage Area Networks (SAN) usw. verwendet werden, den neuesten Anforderungen der IEC 60332-1 entsprechen, die der Standard für die Spezifikation flammhemmender Qualitäten ist. Diese Anforderungen werden von den Low-Emitting Zero Halogen oder LSZH Kabeln erfüllt, und sie werden von den (PVC-)Polyvinylchloridkabeln nicht erfüllt. Heute muss fast jede große Anlage in Europa diese Spezifikation erfüllen. Die neuesten Trends zeigen, dass IT-Manager sogar begonnen haben, sich an die weiterentwickelte IEC 60332-3-Spezifikation zu halten, die eine anspruchsvollere Spezifikation zur Brennbarkeit von LSZH-Kabeln darstellt.

Die Standards in Europa und Nordamerika sind jedoch nicht die gleichen. Während sich die europäischen Normen eher auf raucharmes Verhalten bei halogenfreien Kabeln konzentrieren, konzentrieren sich die nordamerikanischen Normen hauptsächlich auf eine Kombination aus Feuerwiderstand und spezifischer elektrischer Leistung, wobei der Schwerpunkt auf nasse elektrische Qualifikationen liegt. Aus diesem Grund neigen die nordamerikanischen Märkte dazu, die LSZH-Produkte langsam zu übernehmen.

Die Qualität dieser Kabel wird mit einer Vielzahl von Tests getestet. Sie werden auf ihre elektrische Leistung, Flammenausbreitung, Halogengehaltsmessung und Rauchmessung geprüft. Der elektrische Leistungstest ist der wertvollste Test, der das Isoliermaterial vom Mantelmaterial trennt. Die bekanntesten Tests dieser Art sind die Langzeit-Isolationsprüfung in Wasser sowie die Kapazitäts- und Dielektrizitätsprüfung.

  • Die Langzeit-Isolationsprüfung in Wasser misst den Widerstand des Isoliermaterials und seine Fähigkeit, dem Elektronen- und Stromfluss zu widerstehen. Dieser Test wird als Langzeittest bezeichnet, da er über einen Zeitraum von 12 bis 36 Wochen durchgeführt wird. Die Prüfung erfolgt durch Eintauchen des isolierten Leiters in Wasser bei der Temperatur des jeweiligen Kabels (in der Regel 90 Grad Celsius), während eine Wechselspannung durch ihn angelegt wird. Die angelegte Wechselspannung muss gleich der Nennspannung des jeweiligen Kabels sein. Der Isolationswert des Kabels wird wöchentlich gemessen. Wenn der Widerstand über einen Zeitraum von 12 Wochen nicht um einen großen Wert abgenommen hat, gilt das Kabel als sicher in Nass- und Trockenanwendungen bei der Nenntemperatur verwendet.  
  • Die Kapazitäts- und Dielektrizitätsprüfung misst die Kapazität und das Dielektrizitätsniveau von nass bemessenen Leitern. Die relative Dielektrizitätskonstante misst das Verhältnis der im Material gespeicherten elektrischen Energiemenge zu einer angelegten Spannung und die Kapazität ist die Fähigkeit des Materials, Ladung zu speichern. Bei der Prüfung wird der Draht in Wasser getaucht und nach 24 Stunden werden Kapazität und Permittivität gemessen. Die Kapazität wird auch nach 7 und nach 14 Tagen gemessen. Der zulässige Wert für die relative Dielektrizitätskonstante beträgt 6,0 oder weniger, während für die Kapazität die Anforderung darin besteht, den Kapazitätswert so zu halten, dass er in den gegebenen Abständen nicht mehr als einen bestimmten Prozentsatz ansteigt.

Der zweite Test ist der Test der Flammenausbreitung. Diese Tests werden durchgeführt, indem eine bestimmte Anzahl von acht Fuß langen Kabelproben in einer vertikalen Wanne aneinandergereiht und in einer Flammkammer platziert werden. In der Kammer wird für 20 Minuten eine Flamme an der Unterseite der Kabel angelegt. Nach der Flammenanwendung wird die Flammenquelle entfernt und die Kabel sind selbstlöschend. Der Test wäre akzeptabel, wenn das gemessene Zeichen an der Unterseite des Kabels unter der vorgeschriebenen Grenze der Norm liegt.
Die Rauchmessprüfung wird zeitgleich mit der Flammenausbreitungsprüfung durchgeführt. Während die Kabel in der Flammkammer brennen, misst ein System von komplexen Sensoren die Menge an Rauch und Spitzenrauch. Wenn der gesamte freigesetzte Rauch weniger als 150 m2 beträgt und der gesamte Spitzenwert der Rauchfreisetzung weniger als 0,40 m2/s beträgt, ist die Prüfung bestanden.
Die Halogengehaltmessung erfolgt über einen Röntgenfluoreszenztest. Die Prüfung ist bestanden, wenn das Material weniger als 0,2 Gew.-% Halogene enthält.

Der wesentliche Unterschied zwischen PVC- und LSZH-Kabeln besteht in der Menge der im Brandfall freigesetzten gefährlichen, toxischen Gase. Die Reduzierung der Emission dieser Gase ist bei LSZH-Kabeln wesentlich größer als bei PVC-Kabeln. Dies liegt vor allem an der Zusammensetzung der LSZH-Kabel. Obwohl PVC-Kabel auch die verschiedenen Anforderungen der UL 1581, UL 1666 und UL910 erfüllen, emittieren sie dennoch eine große Menge toxischer und tödlicher Gase. Interessant an den UL-Spezifikationen ist die Tatsache, dass es sich um Spezifikationen handelt, die festlegen, dass das Feuer schließlich schneller gelöscht werden kann, aber sie geben nicht die Menge der im Brandfall emittierten tödlichen Gase an.

Beim Vergleich dieser beiden Kabel sind sie physikalisch sehr unterschiedlich. Du kannst einen von dem anderen unterscheiden, indem du ihn einfach nur berührst. PVC-Kabel sind aufgrund des Materials, aus dem sie hergestellt sind, weicher und griffiger. Andererseits sind diese Kabel aufgrund der Steifigkeit des für die Herstellung von LSZH-Kabeln erforderlichen flammwidrigen Materials rauer und steifer als PVC-Kabel. Aus dem gleichen Grund sind sie auch weniger flexibel als PVC-Kabel.  

Im Brandfall würden PVC-Kabel einen dicken, schwarzen Rauch ausstoßen, der giftige Gase wie Salzsäure enthält. Raucharme halogenfreie Kabel haben einen feuerfesten Mantel, der keine giftigen Dämpfe abgibt. Aufgrund dieser Sicherheitsmechanismen, die unzählige Leben retten könnten, sind LSZH-Kabel etwas teurer als PVC-Kabel. Gemäß den neuesten Cenelec-Normen EN50167, 50168 und 50169 müssen die LSZH-Kabel auch halogenfrei sein. Das Hauptaugenmerk bei einem Brand mit PVC-Kabeln liegt auf dem "Brandspringen". Dieser Begriff beschreibt den Prozess des Feuers, das entlang des Kabels wandert und von einem Raum zum anderen springt, indem es einfach entlang der Kabel brennt.  
Ein weiterer wesentlicher Unterschied ist die Korrosionsanfälligkeit des PVC im Laufe der Zeit aufgrund verschiedener Bedingungen. Zum Beispiel ist eine der korrosiven Substanzen Öl. Da PVC ein Material auf Erdölbasis ist, kann es sich bei einer Ölbeschichtung leicht auflösen. Dies wird kein Problem sein, wenn Öl nicht in großen Fabriken und Industrien weit verbreitet war. PVC-Kabel sind auch anfällig für UV-Strahlung. Kabel, die über einen längeren Zeitraum der Sonne ausgesetzt waren, müssten häufiger ausgetauscht werden.

GBIC-SHOP BlueLAN© bietet nur raucharme halogenfreie Kabel an (Abbildung 1). Alle GBIC-SHOP BlueLAN© Kabel entsprechen den neuesten Standards, einschließlich: IEC-61034, IEC-754-1, IEC 60332-1, IEC 60332-3, IEC/EN 60950 und RoHS. Obwohl bei PVC-Kabeln heute verschiedene Risiken bestehen, werden sie vor allem bei horizontalen Kabelführungen von der Leitzentrale aus eingesetzt. Aufgrund der speziellen Brandschutzbeschichtung werden LSZH-Kabel hauptsächlich für die vertikale Verkabelung zwischen den Etagen eingesetzt.

Vergleich der Baukosten von DWDM-Netzen im Vergleich zu SDH-Netzen

Das Konstruktionsproblem des mehrschichtigen Netzwerkkonzepts für ein Hochgeschwindigkeits-Telekommunikationsnetz, das auf der Technologie der Synchronous Digital Hierarchy (SDH) und Wavelength Division Multiplex (WDM) basiert, muss eine Reihe von Anforderungen mit dem Ziel erfüllen, die Investitionen in die Ausrüstung zu minimieren.

Alles beginnt mit der Designphase - wo die effektiven Kosten von optischen SDH- oder DWDM-Netzen wettbewerbsfähig sein müssen.

Designprozess

Eine Netzwerkkonstruktionsmethode fährt fort, indem sie Zyklen erzeugt, die Wirtschaftlichkeit des Baus von Ringen auf diesen Zyklen bewertet und beliebige Wirtschaftsringe baut. Beim Erzeugen eines Zyklus werden zwei Endpunkte ausgewählt, zwischen denen zwei disjunkte Verbindungs- und Knotenpfade gewünscht werden - die beiden ausgewählten Knoten sind also Knoten auf den Kandidatenringen.

In einem Telekommunikationsnetz ist ein "Ring" eine Folge von Knoten, die in einem "Zyklus" so angeordnet sind, dass kein Knoten wiederholt wird. Die "Verbindungen" zwischen den Knoten sind Stellen, an denen Fasern platziert werden können. Knoten sind im Allgemeinen physische Orte wie Gebäude, an denen Faserbündel miteinander verbunden werden können und an denen Geräte wie Multiplexer, Verstärker, Regeneratoren, Transponder usw. platziert werden können. Das Ring-Design beinhaltet zum Teil die Entscheidung über die Ringplatzierung, d.h. welche Knoten und welche Links einbezogen werden sollen. Das Ringdesign betrifft auch die Auswahl der Geräte, d.h. welche Arten und Raten von Multiplexern, Verstärkern, Regeneratoren, Transpondern usw. und wo die Geräte platziert werden sollen. Schließlich beinhaltet das Ringdesign zwangsläufig die Entscheidung, welche Anforderungen an die Ringe gestellt werden sollen.

Die für SONET/SDH verwendeten Modelle sehen die folgenden Kosten und Parameter vor:

  1. Rahmen und Installation,
  2. Regenerationsverlustschwellenwerte,
  3. maximale Anzahl von SONET ADMs auf einem Ring und
  4. Fasermaterial, Hülleninstallation und Strukturausdehnungskosten.

Derzeit wird das DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) hauptsächlich auf Langstrecken eingesetzt. Der normalerweise verwendete DWDM-Jahrgang ist Punkt-zu-Punkt DWDM, oder mit anderen Worten, DWDM-Systeme werden als Faserkonzentratoren verwendet. Der Grund dafür, dass diese Ausrüstung bei Langstreckenbeförderern so weit verbreitet ist, ist die einfache Wirtschaftlichkeit: DWDM kann die Investitionskosten erheblich reduzieren, da es möglich ist, die Anzahl der von jeder Faser übertragenen Signale zu vervielfachen und so teure Kabel- oder Trassenaufrüstungen zu vermeiden und gleichzeitig die Kosten für mehrere Regeneratoren zu sparen.

DWDM ist eine Mehrfach-Signalübertragung über eine einzige Faser namens DWDM oder verschiedene Frequenzen (Farben/Wellenlängen/Lambdas) für verschiedene Verbindungen über die einzelne Faser. Voll ausgestattete DWDM-Geräte können die gleiche Kartenpalette wie SDH umfassen. Sie können vollständig konfigurierbare Cross-Connect-Funktionen unterstützen. Die DWDM-Technologie bietet eine sehr hohe Bandbreite an Langstreckenverbindungen. DWDM gilt als eine der besten Technologien, um die Bandbreite über eine bestehende Glasfaseranlage zu erhöhen. Es ermöglicht die Erstellung mehrerer "virtueller Fasern" über eine physikalische Faser.

Die DWDM-Schicht ist protokoll- und bitratenunabhängig, was bedeutet, dass sie ATM (Asynchronous Transfer Mode), SONET und/oder IP-Pakete gleichzeitig übertragen kann. Die WDM-Technologie kann auch in passiven optischen Netzwerken (PONs) eingesetzt werden, d.h. Zugangsnetzwerken, in denen der gesamte Transport, das Schalten und Routing im optischen Modus erfolgt.

Die Unterschiede zwischen den Nachfragetypen werden hauptsächlich durch die Designeffizienz der Interfacekarten dieser beiden Technologien in Bezug auf Dichte und Preis verursacht.

Kosten aus IP - Internet Protocol - Traffic-Ansatz
Der IP-Verkehr wächst exponentiell, da Kunden zu IP-basierten Anwendungen wechseln. Da sich diese Netzwerke zu bandbreitenintensiven IP-basierten Sprach-, Video- und Datendiensten entwickeln, müssen die Betreiber die Kapazität als Reaktion auf die Nachfrage erhöhen, da sie wissen, dass die gesammelten Einnahmen nicht im gleichen Maße steigen werden. Daher müssen die Carrier Wege finden, den Betrieb und die Kosteneffizienz von Servicenetzen zu optimieren und die Kosten pro Bit drastisch zu senken.

Traditionell wurde dies mit Hilfe des (IP) Internet Protocol over SDH-Ansatzes realisiert, der die unbequeme Umwandlung von optisch zu elektrisch zu optisch (OEO) an den aggregierten Schnittstellen aufweist. Das IP over DWDM ist praktisch als Verbindung zwischen DWDM-Router-Schnittstellen mit einer optisch geschalteten DWDM-Schicht implementiert.

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