Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 30

Power-LANs: 40/100 Gigabit Ethernet nach IEEE 802.3ba

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40/100 GbE SMF PMDs

Das Highend der 40/100 GbE-Standardisierung sind jedoch die Single Mode Varianten:

  • 10 X 10G DML 10km und 40 km 1550nm
  • 10 X 10G EAML 10km und 40 km 1550nm
  • 4 X 25G / 5X 20G DML 10km und 40km 1310nm
  • 4 X 25G / 5X 20G EAML 10km und 40km 1310 nm
  • 2 X 50G DQPSK MZML 10km 1310nm und 40km 1550nm
  • 1 X 100G NRZ MZML 10km 1310 nm und 40km 1550nm

wobei DML: direkt modulierter Laser, EAML: Laser mit Elektroabsorptionsmodulation,

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MZML: Laser mit Mach-Zehnder Interferometer Modulator, DQPSK: Differentielle Quadratur-Phasenmodulation und NRZ: No-return-to Zero Modulation bedeuten.

Hier ist die Auswahl eigentlich schon wesentlich klarer: man orientiert sich an dem, was Provider möchten und in Tests bereits eingesetzt haben, wobei die Kosten gegenüber der technischen Eleganz eine eigentlich eher untergeordnete Rolle spielen. Da diese Varianten für den durchschnittlichen Corporate Anwender eher seltener in Betracht kommen, besprechen wir sie hier nicht weiter.

40G und 100G Kupfer PMDs und 40G Backplane

Anwendungsbereiche für Kupfer-PMDs sind Inter/Intra Rack/Cabinet-Anwendungen und die Unterstützung von High Speed Computing. Es geht hier um die Unterstützung einer Distanz von mindestens 10 m.

Der Standardisierung zugrunde liegen Cabinet und Rack-Höhe nach TIA 942: Maximale Rack- und Cabinet-Höhe ca. 2,4 m, vorzugsweise nicht höher als 2,1m, damit man oben noch drankommt und etwas installieren kann. Typische Bauarten von Twinax-Kupferkabeln sind 100 Ohm, 8 Paare, 16 Leiter und 28 AWG-Kabel. Gegenüber normalen CX-4/Infiniband-Kabeln schaffen in elektrischen und mechanischen Eigenschaften verbesserte Kabel auf 10m Distanz Bandbreiten von bis zu 12000 MHz.

Wenn wir vergleichen, dass wir bei 10 GBASE-T bei 100m Distanz mit ca. 500 MHz Bandbreite auf dem Kabel auskommen müssen, ist die Übertragung von 100 Gigabit auf den Twinax-Kabeln vergleichsweise ein Klacks, denn man braucht längst nicht den gleichen Aufwand zur Rettung des Signals zu treiben wie bei 10 GBASE-T und kommt sogar mit PAM-4 Modulation statt der bei 10 GBT benutzten wesentlich empfindlicheren PAM-10 aus.

Abhängig von der Codierung lässt sich eine Lane-Geschwindigkeit von über 36 Mbps erzielen. Für eine 100 GbE-Lösung würden also theoretisch drei Kabel ausreichen, das wird man aber nicht ausreizen. Mit einem winzigen Fortschritt käme man aber für 40 GbE mit einem einzigen Kabel aus, ohne diesen reichen zwei Kabel allemal! Diese Ergebnisse werden nur durch die umfangreiche Beschäftigung mit 10 GbE auf Kuprefbasis möglich. Eine Twisted Pair Variante von 40/100 GbE ist momentan aber nicht absehbar.

Zusammenfassung

Die Technik für 10, 40 und 100 GbEthernet ist verfügbar und klar, die Aufgabe der Standardisierung besteht eigentlich nur noch in einer gewissen Ausdünnung der Varianten bei 40/100. Darum wird der Standard auch sicherlich mit geringem Delay fertig.

In 19 Folgen haben wir uns um die Entwicklung der LANs gekümmert, von den Anfängen bis zu 100 GbE. Der nächste große LAN-Bereich sind die Wireless LANs. Bevor wir aber zu diesen kommen, widmen wir uns in den nächsten Folgen ab mal etwas ganz anderem: den Wide Area- und Metronetzen mit ihrer faszinierenden optischen Übertragungstechnik.