19.05.2020

Multimode-Fasern für mehr Datendurchsatz

100 Gigabit pro Sekunde

Die Taktraten beim Datenwachstum haben sich in den letzten Jahren deutlich erhöht. Big Data, Cloud Computing, Internet of Things (IoT), Industrie 4.0 und digitale Arbeitsplätze sind dabei treibende Kräfte. Die digitale Transformation verändert die IT-Welt nachhaltig. Eine leistungsfähige Verkabelung trägt maßgeblich dazu bei, dass die Netzwerk-Infrastruktur den reibungslosen Datendurchsatz bewältigen kann. Mit OM5-Fasern drängt eine neue Kabelgeneration auf den Markt, die für die Anforderungen datenintensiver Applikationen entwickelt wurde.


Mit OM5 Fasern können pro Faserpaar bis zu 100GBit/s transferiert werden. Auf diese Weise können vier Datenströme zu je 25GBit/s (100GB Ethernet) übertragen werden.
Bild: Rosenberger-OSI GmbH & Co. OHG

Daten sind für Unternehmen rund um den Globus der wichtigste Rohstoff. Eine rasant wachsende Zahl von Verbrauchern und Unternehmen erzeugen und teilen Daten mit den verschiedensten Endgeräten. Das Ende dieser Entwicklung ist nicht abzusehen, wie die IDC Studie Data Age 2025 prognostiziert. Bis 2025 soll sich demnach die weltweite Datenmenge auf 163 ZByte verzehnfachen. Unternehmen werden nach Einschätzung der Analysten 60 Prozent dieser globalen Datenmenge erzeugen. Zwar stehen viele Organisationen mit ihrer Strategie für die Digitale Transformation noch am Anfang, aber bereits jetzt zeigt sich: Je mehr Geschäftsprozesse digitalisiert und je größer die Datenmengen werden, desto wichtiger wird die darunterliegende Infrastruktur. Stimmt der Datendurchsatz nicht, leidet die Performance von Prozessen und es verpufft der Effekt von innovativen Ideen. Unternehmen benötigen deshalb eine leistungsfähige IT-Infrastruktur. Nur so werden sie mittel- bis langfristig in der Lage sein, ihre Geschäftsprozesse flexibel an die Anforderung von Kunden, Märkten und technischen Entwicklungen anzupassen. Fundament für den erfolgreichen Weg in die Digitalisierung ist daher ein sicheres und zuverlässiges Netzwerk mit einer zukunftsorientierten Verkabelung.

Glasfaser in Gebäuden und Rechenzentren

Ethernet hat sich im Bereich der Gebäude- und Rechenzentrumsverkabelung zur bevorzugten Technologie entwickelt. Die internationalen Standardisierungsgremien arbeiten kontinuierlich an der Weiterentwicklung von Standards, damit einheitliche Lösungen entstehen können, mit denen sich die Herausforderungen der Zukunft meistern lassen. So wurde im Oktober 2017 OM5 als Standard für die Verkabelungsklassifizierung von Breitband-Multimode-Lichtwellenleiter festgelegt. Die Bezeichnung ist darüber hinaus für die Aufnahme in die Ausgaben der Normungs- und Standardisierungsorganisationen ISO/IEC11801, der EN50173-1 und der ANSI/TIA-568.3-D vorgesehen. Rosenberger Optical Solutions & Infrastructure (Rosenberger OSI), Hersteller von Verkabelungslösungen auf Basis von Glasfasertechnik, hat diesen Standard für seine Produktpalette bereits adaptiert. Die neuen OM5-Produkte der Augsburger können 100GBit-Ethernet über zwei Fasern optimiert übertragen. Mit einem Wellenlängen-Multiplex-Verfahren lassen sich Daten mit vier verschiedenen Wellenlängen gleichzeitig übertragen. "Die ständig wachsenden Datenraten verlangen der Infrastruktur einiges ab", bringt es Thomas Schmidt, Geschäftsführer von Rosenberger OSI auf den Punkt. "Damit Unternehmen fit für Herausforderungen wie IoT, Industrie 4.0 oder digitale Workspace sowie Big Data werden, benötigen sie zukunftsorientierte Infrastruktur-Lösungen, die mit ihren Anforderungen wachsen können."

Hoher Datendurchsatz für komplexe Applikationen

Die Weiterentwicklung hin zu OM5 ist eine logische Konsequenz aus den Anforderungen, die heutige Anwendungen an eine Infrastruktur stellen. In der Vergangenheit lag der Fokus auf der Optimierung der Übertragungseigenschaften bei einer einzelnen Wellenlänge. Diese Faser war bei 850nm optimiert und wurde um die Jahrtausendwende als New Fiber bekannt. Heute wird sie als OM3 eingestuft. Die OM3-Faser erlaubt die Realisierung einer relativ kostengünstigen Lösung. Bei einer Übertragungslänge von 300m ist eine Datenübertragungsrate von 10GBit/s möglich. Aufgrund des weltweiten Datenvolumens und dem Wunsch nach höheren Durchsatzraten war die Weiterentwicklung des Standards eine logische Konsequenz. Denn eine Erhöhung der Datenrate geht immer Hand in Hand mit der Reduzierung der Datenlänge. Um eine Steigerung der Übertragungsraten zu erzielen, war daher die Weiterentwicklung der Multimode-Faser erforderlich. In der ISO/IEC11801 wurden 2010 deshalb die Spezifikationen für eine OM4-Faser definiert. Damit wurde eine verbesserte Bandbreite möglich. Die maximale Übertragungslänge einer OM4-Faser beträgt bei einem Datendurchsatz von 10Gbit/s spezifizierte 550m.

Neuer Standard eröffnet weitere Optionen

Die OM5-Faser hilft mit ihrer Leistungsfähigkeit neue Dimensionen in der Datentechnik zu erschließen. So werden nun auch für Multimode-Fasern Wellenlängen-Multiplexverfahren einfach realisierbar, was für Singlemode-Fasern schon eine sehr lang etablierte Technik darstellt. Mithilfe der SWDM-Technologie (Shortwave Wavelength Division Multiplexing), die es ermöglicht, Datenströme auf verschiedenen Wellenlängen über eine Faser zu übertragen, können jetzt pro Faserpaar bis zu 100GBit/s transferiert werden. Auf diese Weise können mit einer OM5-Verkabelungung vier Datenströme zu je 25GBit/s (100GB Ethernet) übertragen werden. Eine andere Möglichkeit ist die bereits etablierte Bidi-Technologie für Singlemodefaser auf Multimode zu projizieren. Für die gleiche Performance -100GBit/s pro Faserpaar - wird dann allerdings eine 50G-Transceiver-Technologie benötigt, welche je 50GBit/s pro Faser in Hin- und Rückrichtung über zwei verschiedene Wellenlängen überträgt. Mit herkömmlichen Fasern sind die vorgenannten Technologien nur bedingt realisierbar. Das volle Potenzial für eine Leitungslänge bis zu 150m ermöglicht nur die OM5 Faser. Diese Faser ist im Gegensatz zu OM4- und OM3-Fasern, welche lediglich für 850nm optimiert sind, über einen größeren Wellenlängenbereich mit der gleichen Performance wie eine OM4-Faser spezifiziert. So werden SWDM Signale bei 850, 880, 910 und 940nm parallel über eine Faser übertragen. Bei Bidi werden Signale bei 850nm in eine Richtung und bei 1.300nm von der Gegenrichtung gleichzeitig übertragen. Damit sind Verkabelungs-Infrastrukturen, die auf OM5-Fasern basieren, prädestiniert für komplexe Anwendungen, in denen ein hohes Datenvolumen generiert wird und gleichzeitig extreme Anforderungen an den Datendurchsatz gestellt werden. Nur auf diese Weise lassen sich im produktiven Umfeld Echtzeitanwendungen realisieren, wie sie z.B. im Umfeld von Industrie 4.0 oder Big Data erforderlich sind.

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OM5-Multimodefasern sind prädestiniert für die Zusammenarbeit mit leistungsstarken Switches sowie für die Anbindung von Hochleistungs-Servern. Mit lediglich zwei OM5-Multimodefasern lässt sich dabei eine hoch performante 100 Gigabit Ethernet-Verbindung aufbauen. Die Kabellänge von 150m qualifiziert OM5-basierte Kabel z.B. für die stockwerkübergreifende Gebäudeverkabelung oder für den Einsatz in Serverräumen. In Rechenzentren, mit ihrer hohen Zahl an Komponenten sowie Applikationen mit einem hohen Datenvolumen, bietet sich zukünftig 400GBit-Ethernet an. Eine solche Lösung lässt sich mit acht OM5-Fasern realisieren. Auf diese Weise lassen sich in Rechenzentren hohe Datendurchsatzraten erzielen. Das schafft die optimalen Bedingungen für anspruchsvolle Anwendungen, für die die OM5-Faser explizit entwickelt wurde. Anwendern steht damit eine leistungsstarke Lösung zur Verfügung, die das zu erwartende Datenwachstum in vielen Branchen sehr gut bewältigen kann.

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