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Vor- und Nachteile von OM5 Glasfaser im Rechenzentrum

Rechenzentren sind die wichtigsten Speicherhäuser, um Daten im Internet zu speichern und zu verteilen.  Mit den wachsenden Anforderungen wie Videos mit hoher Bandbreite ist es schwer zu sagen, wie viele Daten jede Sekunde im Internet hoch- und heruntergeladen werden. Um dem Bedarf an großer Bandbreite und Hochgeschwindigkeitsanwendungen gerecht zu werden, müssen die Rechenzentren der heutigen Zeit modernisiert werden. Eine davon ist das OM5-Faserkabel, auch bekannt als Breitband-Multimode-Faser (WBMMF). In diesem Beitrag werden wir sehen, beide Seiten der gleichen Medaille, bedeutet die Einführung von OM5-Faser in Rechenzentren ist von Vorteil oder nicht.

Revolution im Rechenzentrumsbetrieb

Da sich die Rechenzentren verlagern, um mehr digitale Strategien zu unterstützen, müssen wir uns auf neue Herausforderungen, mehr Benutzer und eine sich ständig weiterentwickelnde digitale Welt einstellen. Die Datenraten sind in vielen Rechenzentrumsnetzwerken von 10G, 40G und mittlerweile über 100G gestiegen. Laut Cisco Forecast Übersicht werden bis 2021 94 Prozent der Workloads und Compute-Instanzen von Rechenzentren verarbeitet. Dies zeigt deutlich, dass eine höhere Bandbreite und ein größerer Zugriff wichtige Elemente für die Architektur eines Rechenzentrums sind.

Was ist OM5 Fiber und wird es einem Rechenzentrum zugute kommen?

OM5 ist eine große Innovation im Bereich der Glasfaser und ist eine neue Generation von Multimode-Fasern. Es wurde als Ergänzung zum Kurzwellenmultiplexing (SWDM) entwickelt, um die Anzahl der parallelen Fasern zu reduzieren und die weitere Verwendung von nur zwei Fasern zu ermöglichen, die 40G und 100G übertragen. OM5 Faserjumper ist definiert als Breitband-Multimode-Faser (WBMMF) gemäß den neuen Normen in IEC und TIA. Es kann über einen weiten Wellenlängenbereich arbeiten, der zwischen 850 nm und 950 nm variiert. Werfen wir einen Blick darauf.

Vor- und Nachteile von OM5 in einem Rechenzentrum

GBIC-SHOP fasst die Vor- und Nachteile des OM5-Kabels zusammen und es ist nicht zu leugnen, dass OM5 den Herausforderungen der hohen Bandbreite gerecht werden soll. 

Vorteile:

1.    Kompatibilität - Das OM5-Kabel hat die gleiche Fasergröße und -form wie seine Vorgänger OM4 und OM5. Dadurch muss man die bestehende Verkabelung nicht aufrüsten und bereits vorhandene Ports können genutzt werden, um sie in ein Hochgeschwindigkeits-Rechenzentrumsnetzwerk zu verlagern.  Wir können sagen, dass OM5 vollständig mit der bestehenden Verkabelungsinfrastruktur von Rechenzentren kompatibel ist.

2.    Erweiterbarkeit - OM5 Faserjumper gelten als fortschrittliche Version, da sie 100G-SWDM4 und parallele Übertragungstechnologie kombinieren können.  Das OM4-Patchkabel kann nur eine Verbindungslänge von bis zu 100 m unterstützen. OM5 kann 200/400G Ethernet-Anwendungen mit diesem 8-adrigen WBMMF-Standard-Patchkabel realisieren.

3.    Kosten - Die SWDM-Technologie hat die Anzahl der Glasfasern reduziert, die Gesamtkosten für das Erreichen einer hohen Bandbreite mit OM5 sind erheblich reduziert.  OM5-Faser ist vorteilhaft für Rechenzentrumsbereitstellungen, wenn es um Kostenparameter geht. In den meisten Rechenzentren ist eine kurze Reichweite üblich, so dass Multimode-Glasfaserkabel (MMF) das kostengünstigste ist.

Nachteile:

Da wir wissen, dass OM5 Glasfaserkabel im letzten Jahr standardisiert wurde, ist sein Preis höher als der von OM4. Darüber hinaus hat der entsprechende Sender-Empfänger 100G-SWDM4 eine begrenzte Produktion. Allerdings wird OM5 in den kommenden Zeiten sicherlich beliebt sein und die steigende Nachfrage wird zu einer Preissenkung führen.



 

Warum sind WDM-Technologien heute so beliebt?

Mit der steigenden Nachfrage nach mehr Bandbreite und schnelleren Übertragungsraten über immer größere Entfernungen werden die Sprach-, Video- und Datennetze immer komplexer. Um diese Anforderungen zu erfüllen, setzen Netzwerkmanager verstärkt auf Glasfaser. Viele Anbieter, Unternehmen und Regierungsstellen bewegen sich in Richtung Glasfaser, aber sobald ihre verfügbare Glasfaserinfrastruktur erschöpft ist, ist die Verlegung von mehr Glasfasern eine teure Option. Hier kommt der WDM

Viele Unternehmen setzen auf WDM-Technologien (Wave Division Multiplexing), um die Kapazität und Stärke der bestehenden Glasfaserinfrastruktur zu erhöhen. WDM ist eine Technologie, die mehrere optische Elemente in einer einzigen Faser unter Verwendung verschiedener Wellenlängen bündelt. Somit können WDM-Kommunikationsmethoden einen Multiplikationseffekt innerhalb der Kapazität einer verfügbaren Glasfaser erzeugen.

WDM ist ein bitratenunabhängiges Protokoll. WDM-basierte Netzwerke können Daten in IP, ATM, SONET/SDH und Ethernet mit betreuten bt-Raten zwischen 100 Mbit/s und 40 Gbit/s übertragen. So können WDM-basierte Netzwerke verschiedene Arten von Traffic mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten über den Kanal halten.  Daher ist WDM ein kostengünstiger Ansatz und eine schnelle Reaktion auf die Bandbreitenanforderungen des Kunden und Protokolländerungen.  WDM-basierte Netzwerke kombinieren und übertragen mehrere Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen, um die Bandbreite zu steuern und die Kapazität bestehender Glasfaser-Backbones zu erweitern.

WDM optische Lösungen werden zu einem wertvollen Werkzeug für Kabelnetzbetreiber, da die Segmentierung und Bereitstellung von Geschäftsdienstleistungen tendenziell immer wichtiger wird. Zweiwellenlängen-WDM kann die Servicekapazität bei gleichem Faservolumen um das Zweifache erhöhen. Es gab einige Einschränkungen bei der Verwendung komplizierter WDM-Techniken für die Übertragung von vier oder sogar mehr optischen Signalen auf derselben Faser, aber die jüngsten Innovationen haben es ermöglicht, mehrere Übertragungssignale auf der einzelnen Faser zu transportieren. Dadurch wird die Knotensegmentierung kostengünstiger und betriebsfreundlicher.

Es gibt hauptsächlich zwei Varianten von WDM, die beliebt sind. Grobes WDM (CWDM) und dichtes WDM (DWDM). Wir wissen, dass jedes Signal bei einer anderen Wellenlänge liegt, so dass jede Variation unterschiedliche Fähigkeiten und Kosten hat, die in WDM-Multiplexern (oder Demultiplexern) verwendet werden. Der Demultiplexer trennt die Signale umgekehrt, während der Multiplexer mehrere Datensignale zu einem Signal kombiniert und auf der einzelnen Faser transportiert.

CWDM-Technologien wurden nur für HFC-Netze (Hybrid Fiber-Coaxial) für die Telekommunikationsindustrie entwickelt. Acht Sender mit unterschiedlichen CWDM-Wellenlängen können mit einem CWDM-MUX (CWDM-Multiplexer) auf eine einzelne Faser gemultiplext werden. Dies könnte hilfreich sein, wenn der Rückkanal im Vergleich zum Vorwärtsweg eine viel größere Bandbreitenkonkurrenz aufweist, so dass eine 2X4-Knotensegmentierung ausreichend sein kann.    

DWDM ist teurer und operativ anspruchsvoller als CWDM, bietet aber dennoch viel Flexibilität bei der Knotensegmentierung. Broadcast/Narrowcast DWDM Overlay ist die Methode zur Segmentierung von Knoten, die DWDM verwenden, innerhalb des Forward-Pfades. Auf dem Knoten werden die narrowcast DWDM Wellenlängen auf ihre einzigartigen Fasern getrennt. Der Broadcast-Inhalt wird dann mit dem Broadcast-Inhalt am Knoten in einer Wahl der HF-Domäne oder vielleicht der optischen Domäne überlagert.

WDM-Technologien sind heutzutage sehr beliebt, und die damit verbundene Ausrüstung ist für Netzwerkanwender so wichtig. Bei GBIC-SHOP haben wir verschiedene Arten von CWDM/DWDM-Produkten zur Verfügung. Wir sind der größte Anbieter in Deutschland, der alle Glasfasernetzwerklösungen anbieten kann.

Die Beschriftung Ihres Rechenzentrums und Netzwerks wurde vereinfacht

Die Etikettierung ist ein Prozess, der durchgeführt wird, um die Leistung und Zuverlässigkeit des Rechenzentrums zu erhöhen. Es ist eine große Hilfe für die Techniker und neuen Ingenieure zu wissen, was wo eingesetzt wird, was der Zweck der einzelnen Komponenten ist und welche Verbindungen hergestellt werden.

Das Rechenzentrum besteht aus Tausenden von Kabeln, und sein Betrieb mit optimaler Effizienz sollte immer das Hauptanliegen sein. Wenn Sie Komponenten beschriften und farbcodieren, können Sie viel Zeit bei der Diagnose von Verbindungsproblemen sparen. Die Transformation ist ein konstanter Faktor in jedem Rechenzentrum, wie z.B. neue Geräte und die Kennzeichnung anderer interner Anpassungen können alle auf der gleichen Seite halten.   

Was und wo Sie beschriften können (Smart Labeling)

Moderne Etikettenhersteller können Thermotransfer-Etiketten herstellen, die gegen Ausbleichen oder Feuchtigkeit beständig sind. Das verwendete Band ist in verschiedenen Größen und Farben erhältlich, und es ist einfach, das Beschriftungssystem anzupassen. Daher ist es hilfreich, wenn Sie viele Geräte bewegen und wieder zusammenbauen. Ein paar Beispiele zur Optimierung des Prozesses:

  • Gestelle/Schränke
  • Telekommunikationsräume
  • Verkabelungswege
  • Erdungselemente
  • Firestop Standorte
  • Patchfelder und Anschlüsse
  • Kabelenden
  • Konsolidierungspunkte

Vorteile der Kennzeichnung von Rechenzentren und Netzwerken

Lassen Sie uns einen Blick auf einige Vorteile werfen, die mit der Etikettierung verbunden waren.

Nachverfolgung und Fehlerbehebung

Ein professionelles Kabelmanagementsystem verwendet eine Kennzeichnung, die bei der Problemlösung hilft und die Suche nach der Ursache von Problemen beschleunigt. Es macht das Tracing und die Fehlersuche schneller, um genau zu wissen, was Sie sich ansehen und mit was es verbunden ist. Es hilft, sie bis in die Etagen und Räume zurückzuverfolgen. Andernfalls kann ein Kabelbündel zu einer großen Verwirrung führen und es kann zu einer Verzögerung der regelmäßigen Wartung kommen.

Keine Chance auf ungeplante Ausfallzeiten  

Es wird gesagt, dass menschliche Fehler im Verkabelungsmanagement für 88% der Stromausfälle verantwortlich sind. Dies zeigt deutlich, wie wichtig die Kennzeichnung von Kabeln und Konnektivität ist. Eine ungeplante Ausfallzeit kann zu einem enormen Verlust für das Unternehmen und die damit verbundenen Kunden führen.

Optimierte Workflows

In einem Rechenzentrum ist nicht nur Ihr Team, das arbeitet, sondern auch externe Anbieter werden eingekauft. Schlechte Kennzeichnung und keine Rückverfolgbarkeit können zu einer Verlangsamung der Projekte führen und hindern Installateure oder Auftragnehmer daran, sich auf die Reparatur und Wartung zu einigen.

Schnellere Einarbeitung des Personals

Die Mitarbeiter kommen und gehen in einem Unternehmen weiter, aber das Rechenzentrum muss regelmäßig gewartet werden und die Betriebsqualität sollte gleich sein. Es dauert eine Weile, bis die neuen Mitarbeiter die Besonderheiten Ihres Rechenzentrums kennengelernt haben. Die richtige Kennzeichnung von Kabeln und Geräten kann ihnen helfen, einfache Befestigungen oder Anpassungen ohne große Hilfe selbst vorzunehmen.

Spezifikationen durch ANSI/TIA-Normen

ANSI/TIA 606-B.1 Administrationsstandard für Telekommunikationsinfrastruktur ist eine Norm, die seit April 2012 verabschiedet wurde. Alles hat eine einheitliche Beschriftung, vom Kabel bis zum Stanzblock. Es ist von Vorteil für alle Beteiligten wie Manager, Auftragnehmer und Anlagenpersonal.

  • Etiketten müssen bei der Wartung der Infrastruktur sichtbar sein. Text sollte maschinell generiert werden.
  • Verwenden Sie Etiketten, die aus hochwertigem Material bestehen und Feuchtigkeit, Hitze und UV-Licht widerstehen sollen.
  • Regelmäßige Kontrollen, um sicherzustellen, dass sie lesbar, sichtbar und genau sind.

Für weitere Informationen über die Kennzeichnung und ihre Bedeutung für den Gesamtbetrieb von Rechenzentren können Sie sich an unsere Experten bei GBIC-SHOP wenden.

Wie werden optische Fasern hergestellt?

Heute hat die Glasfaser Metalldrähte in der Hochgeschwindigkeitskommunikation ersetzt. Eine Glasfaser ist ein feines Filament mit einer Haarbreite, das aus geschmolzenem Quarzglas gezogen wird. Studenten fragen oft, wie Faser hergestellt wird, da es nicht offensichtlich ist, wie etwas, das nur 1/8 mm - 0,005 Zoll im Durchmesser hat, mit solcher Präzision hergestellt werden kann. In diesem Artikel werden wir einige grundlegende Fakten darüber diskutieren, wie Glasfasern hergestellt werden. Dies kann zu einem besseren Verständnis der Funktionsweise von Glasfasern führen.  

Im Kern

Wir haben im letzten Artikel untersucht, dass es zwei Haupttypen von Glasfasern gibt: Singlemode und Multimode. Beide haben zwei grundlegende konzentrische Glasstrukturen: den Kern und die Verkleidung.


Die Monomode-Faser hat einen kleineren Kern von 9 Mikron Durchmesser und nur die 6-fache Wellenlänge des Lichts, das sie durchlässt. Diese geringe Größe des Kerns begrenzt das transmittierte Licht in der Faser auf nur einen Prinzipmodus. Dadurch wird die Streuung der Lichtimpulse minimiert und der Abstand des gesendeten Signals vergrößert.

Multimode-Fasern haben einen großen Kerndurchmesser von 50 oder 62,5 Mikron im Vergleich zur Wellenlänge. Es verbreitet sich also mehr als ein Lichtmodus. Daher weist die Multimode-Faser eine höhere Dispersion auf als die Monomode-Faser.
Der Prozess der Umwandlung von Rohstoffen in sendefertige Glasfasern besteht aus zwei Hauptschritten.

1.    Herstellung der Vorform

Der erste Schritt ist die Herstellung eines massiven Glasstabes, der als Preform bezeichnet wird. Dabei werden hochreine Chemikalien, vor allem Siliziumtetrachlorid (SiCl4) und Germaniumtetrachlorid (GeCl4), in Glas umgewandelt. Diese Chemikalien sind in unterschiedlichen Anteilen hilfreich, um die Kernbereiche für verschiedene Arten von Preforms herzustellen.

Grundlegende chemische Reaktion ist:

  • SiCl4 (Gas) + O2 > SiO2 (fest) + 2Cl2 (brennt)
  • GeCl4 (Gas) + O2 > GeO2 (fest) + 2Cl2 (brennt)

Die Kernzusammensetzung aller Standardfasern besteht aus Siliziumdioxid, wobei unterschiedliche Mengen an Germanium zugesetzt werden, um den Brechungsindex der Faser zu erhöhen. Singlemode-Fasern haben typischerweise nur geringe Mengen an Germanien und eine einheitliche Zusammensetzung im Kern. Multimode-Fasern haben einen viel höheren Brechungsindex und damit einen viel höheren Germaniengehalt.

Es gibt noch mehrere andere Verfahren zur Herstellung von Preforms. Einer davon ist der MCVD-Prozess (Modified Chemical Vapor Deposition). In dieser streng kontrollierten Mischung von Chemikalien wird das Innere eines rotierenden Glasrohres aus reinem synthetischem SiO2 durchströmt. Die Gasdämpfe werden dann in einer speziellen Drehmaschine in ein synthetisches Siliziumdioxid- oder Quarzrohr geleitet.

2.    Ziehen von Fasern aus Preformrohlingen



Nach dem Testen des Preformrohlings wird er in einen Faserziehturm eingelegt, um ihn in eine haardünne Faser umzuwandeln.

Die Spitze des Preforms wird in einen Graphitrohrofen bei (1900 bis 2200 Grad Celsius) abgesenkt und die Spitze wird geschmolzen, bis ein geschmolzener Globus durch die Schwerkraft herunterfällt. Dann kühlt es ab und bildet einen Faden.

Die Fäden werden dann durch eine Reihe von Beschichtungsbechern (Pufferbeschichtung) und UV-Lichthärtungsöfen auf ein Traktorband gestrandet, das sich am Boden des Kühlturms befindet und auf Wickelwalzen aufgewickelt wird.  Mit einem Lasermikrometer wird der Durchmesser der Faser gemessen und Informationen werden an den Traktormechanismus zurückgegeben. Die Fasern werden mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 20 m/s (33 bis 66 ft/s) aus dem Rohling gezogen. Spulen enthalten mehr als 2,2 km (1,4 Meilen) einer Glasfaser.

3.    Prüfung der fertigen Glasfaser

Die fertige Glasfaser wird auf folgende Faktoren geprüft

Zugfestigkeit - Sie muss 100.000 lb/in2 oder mehr aushalten.
Brechungsindexprofil - Bestimmen Sie die numerische Apertur und optische Fehler.
Fasergeometrie - Stellen Sie sicher, dass Kerndurchmesser, Hüllmaße und Beschichtungsdurchmesser einheitlich sind.
Dämpfung - Bestimmen Sie das Ausmaß, in dem die Signalstärke über die Entfernung abnimmt.
Die Informationsbelastbarkeit - Anzahl der Signale, die gleichzeitig übertragen werden können (multimodale Fasern).

Chromatische Dispersion/Betriebstemperatur/Feuchtigkeitsbereich/Fähigkeit zur Durchführung von Licht unter Wasser
Schließlich ist die getestete Faser bereit, an Telefongesellschaften, Kabelgesellschaften und Netzbetreiber verkauft zu werden.

Was ist ein 25G SFP28 optischer Transceiver?

Die 25G Ethernet Lösung ist eine von der IEEE 802.3 Task Force P802.3 standardisierte und entwickelte Lösung. Diese Lösung ist hauptsächlich für den Einsatz im Rechenzentrum konzipiert. Das 25G Ethernet-Konsortium wurde im Juli 2014 gegründet, um den Einsatz von einspurigen 25 GB/s-Lösungen und zweispurigen 50 GB/s Ethernet-Lösungen zu unterstützen. Das 25GB Ethernet-Konsortium ist seit September 2015 abgeschlossen. Im November 2015 wurde die 802.3 Task Force zur Entwicklung der einspurigen 25 GB/s Ethernet-Lösung gebildet und am 30. Juni wurde der IEEE 802.3by Standard vom IEEE-SA Standards Board genehmigt.

Die Norm IEEE 802.3 definiert die folgenden Technologien:

  • Eine einspurige 25 GB/s 25GBASE-KR PHY für Leiterplatten-Backplanes. PHY ist eine Art von Chip, der eine Abkürzung für die physikalische Schicht des OSI-Modells ist.
  • Ein einspuriger 25 GB/s 25GBASE-CR-S PHY für 3 Meter zweiadrige Kabel (In-Rack)
  • Eine einspurige 25 GB/s 25GBASE-CR-L PHY für 5 Meter Zweiachskabel (Interrack)
  • Eine einspurige 25 GB/s 25GBASE-SR PHY für 100 m OM4 oder 70 m OM3 Multimode-Lichtwellenleiter.

Das 25GB Ethernet-Gerät ist seit Juni 2016 auf dem Markt erhältlich und verwendet die optischen Transceiver SFP28 und QSFP28. Außerdem sind die Kabel SFP28 bis SFP28 mit festen Längen von 1, 2, 3 und 5 Metern erhältlich. Diese werden von verschiedenen Herstellern hergestellt. Kürzlich wurden auch die optischen Transceiver angekündigt, die 1310nm "LR"-Optik unterstützen werden, die von 2 Kilometern bis zu 10 Kilometern über zwei Stränge von Singlemode-Fasern reichen können.

Es gibt mehrere Faktoren, um erfolgreich ein voll funktionsfähiges 25GB Ethernet-Netzwerk aufzubauen. Optische Transceiver und Direct Attach Kabel, die das 25GB und 50GB Ethernet unterstützen, sind ein Muss und am Ende der Verbindung garantieren die NIC-Karten, die diese Lösungen unterstützen müssen, die maximale Leistung. Der Einsatz von 25 GB Ethernet-Lösung in Rechenzentren wird das gesamte Kernnetzwerk, Speichernetzwerk und Cloud Computing-Netzwerk deutlich verbessern und den Kunden mit den 10 GB Ethernet-Lösungen mehr Bandbreite und Stabilität bieten.

Der optische Transceiver SFP28, ein Transceiver auf Basis des weit verbreiteten SFP+ Form-Factors, stellt eine neue Generation von hochdichten 25 GB/s Ethernet-Anwendungen für Rechenzentren und Unternehmen vor. Es bietet ein konventionelles und kostengünstiges Upgrade.

  • BO27Q13610D 25GBASE-LR, SFP28 Optical transceiver
  • BO27Q856S1D 25GBASE-SR, SFP28 Optical transceiver

Der BlueOptics© BO27Q13610D 25GBASE-LR, SFP28 ist ein leistungsstarker optischer Transceiver, der für lange Reichweiten bis zu 10 Kilometer auf Singlemode-Fasern geeignet ist und bis zu 25,78 Gigabit pro Sekunde beschleunigt. Es verfügt über die Funktion Digital Diagnostic Monitoring und kann im optischen Fenster 1310 verwendet werden. Dieser Transceiver erfüllt den Standard 802.3 und übertrifft sogar die Multiple Source Agreements (MSA). Es verfügt über die Funktion Digital Diagnostic Monitoring zur Echtzeit-Parameterüberwachung und die Option für Alarme bei Überschreitung des High-Pegel-Schwellenwerts.

Der BlueOptics© BO27Q856S1D 25GBASE-SR, SFP28 ist ein optischer Kurzstrecken-Transceiver, der Entfernungen bis zu 100 Meter über Multimode-Fasern erreichen kann. Im Gegensatz zum Vorgängermodell kann dieser Transceiver im 850 nm optischen Fenster eingesetzt werden, bietet aber mit bis zu 25,78 Gigabit pro Sekunde die gleiche Geschwindigkeit wie das LR-Modell (Long Range). Die digitale Diagnoseüberwachung ist standardmäßig vorhanden und hat bis zu 3.000.000 MTBF-Arbeitsstunden.

Beide Modelle werden mit 5 Jahren Garantie und lebenslangem Support geliefert.