SFP+ Transceiver vs. SFP+ DAC vs. feste 10G Kupferports - welcher ist zu wählen?

Das Wachstum des Internets führte zu einer dramatischen Entwicklung neuer Netzwerktechnologien, die den Bedürfnissen der Kunden gerecht werden. Dies führte vor allem zur Erweiterung von Hochgeschwindigkeitslösungen wie 10 GB/s und 40 GB/s. Dies macht sich besonders bei 10 GB/s Ethernet-Lösungen bemerkbar, da die führenden IT-Manager heute vor der Herausforderung stehen, die geeignete Ausrüstung mit dem Ziel auszuwählen, maximale Leistung zu erzielen. Da 10 GB Ethernet sowohl in optischer als auch in Kupferausführung angeboten wird, müssen sie die verschiedenen Vor- und Nachteile dieser Technologien kennen.

Beim Entwurf einer neuen Netzwerkarchitektur, die auf mindestens 10 GB Ethernet basiert, müssen wir uns vor Augen halten, dass sie im Laufe der Zeit stark wachsen wird, um die zukünftigen Anforderungen komplexer Netzwerkanwendungen zu erfüllen. Die aktuellen Trends zeigen, dass sich die führenden IT-Manager weigern, eine neue Kabelinfrastruktur für separate Netzwerkverkehrsapplikationen einzusetzen, vor allem, weil sie die Gesamtkosten senken wollen. Dies führt zu neuen Herausforderungen, die die Kabelinfrastruktur zu bewältigen hat.

Wie viele IT-Manager wissen, ist die einfache 10GBASE-T Technologie, die auf Kupfer basiert, viel billiger als die optische SFP+-Lösung. Auch wenn es mit der neuen 10GBASE-T-Technologie deutliche Fortschritte gibt, hat sie dennoch einige Einschränkungen. Da es beispielsweise auf Kupferbasis basiert, ist es sehr empfindlich gegenüber Übersprechen. Die Reichweite ist mindestens 1/3 kleiner als die optische 10GB SFP+-Lösung. Mit 10GBASE-T würde die maximale Reichweite 100 Meter betragen, während sie bei SFP+-Lösungen 300 Meter bei Multimode-Fasern betragen würde.

Wenn Rechenzentren wachsen und neue Technologien in ihren Infrastrukturen implementieren, wachsen auch die Erwartungen der Kunden. Aus diesem Grund müssen sich Rechenzentren darauf konzentrieren, den bestmöglichen Service zu bieten. Das bedeutet, dass sie einen Dienst mit geringem Paketverlust und geringer Latenzzeit anbieten müssen.

Diese drei Technologien haben unterschiedliche Latenzeigenschaften, abhängig von der Anzahl der installierten Verbindungen:

Wie die Tabelle zeigt, bieten die SFP+-Lösungen, sowohl Glasfaser als auch DAC, eine deutlich geringere Latenzzeit als die kupferbasierte 10GBASE-T-Lösung. Dies liegt vor allem an dem mit 10GBASE-T gefundenen Übertragungsprozess. Hier nutzt der PHY, der ein für Physical-Layer-Funktionen benötigter Chip ist, die Blockcodierung für eine fehlerfreie Datenübertragung. Diese Funktion erfordert, dass ein Datenblock auf dem PHY-Sender gelesen wird und auf der anderen Seite der umgekehrte Vorgang wiederholt wird. Der PHY-Standard legt 2,6 Mikrosekunden für das Sende-Empfangspaar fest, was eine recht hohe Latenzzeit ist.

Auf der anderen Seite führt SFP+ eine vereinfachte Elektronik ein, die die Datenverschlüsselung vermeidet und zu einer typischen Latenzzeit von 300 Nanosekunden pro Link führt. Auch wenn die 2 Mikrosekunden der 10GBASE-T nicht allzu schlecht klingen, führt dies bei einer Netzwerkinfrastruktur von tausend Links und mindestens 4 Hops zum Zielort zu einer Latenzzeit von 10,4usec und ist ein wesentlicher Unterschied zu den SFP+-Lösungen, die im gleichen Fall eine Latenzzeit von etwa 1,2usec bieten würden. Auch wenn diese Zahlen nicht groß sind, kann diese Art von Latenzunterschieden in einer Rechenzentrumsumgebung zu Verzögerungen im CPU- und Anwendungsbetrieb führen.

Ein weiterer großer Unterschied ist die Leistungsaufnahme der 10GBASE-T im Vergleich zu den SFP+-Lösungen. Heute versuchen die IT-Manager ständig, den Stromverbrauch ihres Netzwerks zu senken. Dies liegt vor allem daran, dass die Netzwerkgeräte viel Wärme erzeugen, und mit zunehmendem Stromverbrauch wächst auch die Wärme, so dass eine zusätzliche Kühlung erforderlich ist. Auch diese Kühlsysteme verbrauchen viel Strom. Generell gilt, dass für jedes verbrauchte Watt Strom zusätzlich zwei Watt zur Kühlung benötigt werden.

Die 10GBASE-T-Lösung verbraucht viel mehr Strom als die SFP+-Lösungen, etwa drei- bis viermal mehr. Die Leistungsaufnahme von 10GBASE-T hängt von der Entfernung des Kabels ab und kann zwischen 2 und 5 Watt pro Port an jedem Ende des Kabels variieren. Andererseits verbrauchen die SFP+-Lösungen unabhängig von der Entfernung des Kabels etwa 0,7 Watt pro Port. Dies ist ein wesentlicher Unterschied, da in einem typischen Rechenzentrum Tausende von Kabeln installiert sind, die, wenn SFP+ verwendet wird, langfristig viel Geld und Kopfschmerzen sparen würden.

Die neuen Trends bei Rechenzentren und Service Providern zeigen, dass der Einsatz neuer sensibler Anwendungen Lösungen mit niedriger Latenzzeit erfordert, weshalb die SFP+-Lösungen die optimale Wahl für diese Art von Installationen sind. Sie bieten eine geringe Latenzzeit unabhängig von der Entfernung und verbrauchen viel weniger Strom als die Kupferlösungen, was langfristig mehr Geld für zukünftige Netzwerk-Upgrades spart.