Mit dem wachsenden Bedarf an Bandbreite werden Lösungen wie 40GbE immer häufiger eingesetzt.
Das Portfolio der gängigen QSFP+ 40G Transceiver basiert auf folgenden Modellen:
- Optical transceiver QSFP+ 40G SR4 850nm MPO DDM MM 150 m (Modell LO-QSP-40G-SR4);
- Optical transceiver QSFP+ 40G LR4 1310nm SM LC DDM 10 km (Modell LO-QSP-40G-LR4-10);
- Optical transceiver QSFP+ 40G ER4 1310nm SM LC DDM 30 km (Modell LO-QSP-40G-ER).
Schauen wir uns zunächst den QSFP+ 40G SR4 Transceiver etwas genauer an. Hier einige Punkte, die Sie dazu wissen sollten.
Wie arbeitet der 40G-SR4 Transceiver?
40G-SR4 benötigt für den Betrieb mindestens OM3 Multimode-Fasern und mindestens 4 Faserpaare.
Die ganze „Magie“ steckt in der Bezeichnung „SR4“.
https://www.youtube.com/embed/tQbZ9DajPs8
Schematischer Aufbau eines SR4 Moduls:
Über jede der vier Leitungen werden Daten mit 10 Gbps übertragen. Mit OM3 Fasern lässt sich eine Distanz von 100 m erreichen, mit OM4 Fasern sogar 150 m. Solche Module besitzen 12-faserige, weibliche MPO/MTP Anschlüsse.
Schematischer Aufbau eines MPO 12F Steckers
Der 40G-SR4 Transceiver kann somit im 4 × 10Gbps-Modus betrieben werden, um eine Kompatibilität zu 10G-SR Modulen herzustellen. Die Konnektivität wird über ein spezielles Breakout-Patchcord mit MPO-Stecker auf der 40G-SR4 Seite und vier Duplex-LC Steckern auf der 10G-SR Seite realisiert (sog. „Octopus“-Kabel).
Was wäre, wenn wir das Signal des Moduls mit 10G Transpondern regenerieren?
(mehr Informationen dazu im Artikel „1G ist zu wenig? Wir haben noch 10G!“)
Diese Lösung ist möglich und erlaubt es, unser Know-how aus der 10G-Übertragung auf 40G-Verbindungen zu übertragen. Zurück zu der Frage aus einem der vorherigen Artikel: Wie realisieren wir 40G Übertragung über größere Distanzen? Die Antwort lautet: Wir wandeln sie auf 10 Gbps um. Mit dieser Übertragung kennen wir alle Details, und die Palette verfügbarer optical transceiver ist deutlich breiter.
Betrachten wir die Möglichkeiten der 40G Übertragung über längere Distanzen auf nur einer Faser.
Option 1 – Einsatz von CWDM
Sprechen wir über längere Distanzen, sind wir auf Wellenlängen des dritten Übertragungsfensters angewiesen (in CWDM-Technologie stehen hier 8 Wellenlängen zur Verfügung). Das erlaubt, 4 Duplex-10G-Übertragungen zu realisieren – genau so viele, wie unser 40 Gbps Modul benötigt. Welche Entfernung lässt sich damit erreichen? Unter Berücksichtigung der Einfügedämpfung, die durch 8-Kanal CWDM-Multiplexer in die Übertragung eingebracht wird, können wir eine solche Übertragung auf Links mit Distanzen von etwa 70–80 km realisieren.
Option 2 – Einsatz von DWDM
In diesem Fall gibt es zahlreiche Varianten, vor allem aufgrund der Verbreitung von DWDM-Systemen in 100GHz- und 50GHz-Rastern, die es ermöglichen, bis zu 40 Duplex-Kanäle auf einer einzelnen Faser zu betreiben. Bleiben wir bei einer Bitrate von 10 Gbps pro Kanal, so lassen sich auf einer Faser sogar 10 Kanäle à 40 Gbps bereitstellen. Die DWDM-Technologie ermöglicht uns noch wesentlich mehr – das ist jedoch Thema eines separaten Artikels.
Grafik mit einer Lösung auf Basis von Breakout-Kabeln (Octopus-Kabel) zur Signalregeneration mit 10Gbps Transpondern und der oben beschriebenen Option 1 – Einsatz von CWDM
Eingesetzte Geräte:
- Optical transceiver QSFP+ 40G SR4 850 nm MPO DDM MM 150 m – Modell: LO-QSP-40G-SR4;
- Optical transceiver SFP+ SR 10Gbps 850 nm LC DDM MMF 300 m (VSCEL+PIN) – Modell: LO-SP-10G-SR;
- 10G Transponder/Medienkonverter mit 2 x SFP+ 10G Ethernet Ports – Modell: LO-MC-10G-2SP;
- Optical transceiver SFP+ CWDM 10G 70 km 1xx0nm LC DDM SMF EML Laser – Modelle: LO-SP-10G-C47-70; LO-SP-10G-C51-70; LO-SP-10G-C55-70; LO-SP-10G-C59-70;
- Optical transceiver SFP+ CWDM 10G 70 km 1xx0nm LC DDM SMF EML Laser – Modelle: LO-SP-10G-C49-70; LO-SP-10G-C53-70; LO-SP-10G-C57-70; LO-SP-10G-C61-70;
- Optischer CWDM 8-Kanal Multiplexer SC/APC 19" Rack – Modell: LO-CMS-080-SCA-4761-NR;
- Optischer CWDM 8-Kanal Demultiplexer SC/APC 19" Rack – Modell: LO-CDS-080-SCA-4761-NR; Zusätzlich:
- Breakout-Kabel mit MPO-Stecker auf der einen Seite und 4 Duplex-LC Steckern auf der anderen Seite (sog. Octopus-Kabel);
- Switches mit QSFP+ 40 Gbps Ports.
Oder statt 40G-SR4 – ein 40Gbps Breakout DAC?
Ein Breakout DAC (Direct Attach Cable) ist eine passive Lösung, mit der sich ein Gerät mit QSFP+ Port mit vier Geräten mit SFP+ Ports verbinden lässt. Diese Lösung eignet sich somit ebenfalls für das oben beschriebene Szenario und ermöglicht es, den QSFP+ Port mit 10 Gbps Transpondern mit noch geringeren Kosten zu verbinden.
Und was, wenn im Rechenzentrum nur Singlemode-Fasern (SM) liegen?
Auch in diesem Fall bieten die Hersteller von optical transceivers eine Lösung. Auf dem Markt sind Module mit der Bezeichnung PSM verfügbar – 40G Module, die genau wie die eingangs beschriebenen SR4 Module funktionieren, jedoch anstelle von MM auf SM-Kabeln arbeiten. Aufgrund der Transceiverpreise ist diese Lösung etwas teurer als Varianten auf Basis von SR4 oder DAC, sie ist jedoch unverzichtbar, wenn die 40G Module mit Transpondern über SM-Kabel verbunden werden müssen.
Zusammenfassung
Wir kennen nun die Antwort auf die Frage aus dem ersten Teil des Artikels: Wie gehen wir mit dem längsten Link im Ring von 57 km um?
Auch hier lassen uns die Hersteller von optical transceivers nicht ohne Lösung: Auf dem Markt sind Module mit der Bezeichnung PSM verfügbar – 40G Module, die genau wie die zu Beginn beschriebenen SR4 Module funktionieren, jedoch auf SM-Kabeln statt auf MM arbeiten. Aufgrund der Transceiverpreise ist diese Lösung etwas teurer als Varianten auf Basis von SR4 oder DAC, sie ist jedoch unverzichtbar, wenn wir unser 40G Modul mit Transpondern über SM-Kabel verbinden müssen.
Und was, wenn ich mehr als 1 × 40 Gbps benötige?
In diesem Fall können wir die oben beschriebene Lösung nutzen, jedoch anstelle von CWDM-Multiplexern auf DWDM-Technologie setzen.
Im nächsten Artikel gehen wir auf folgende Frage ein:
