Leitfaden für die Aufrüstung von Rechenzentren mit 10-Gbit/s-Verkabelung

Sind Sie frustriert über langsame Netzwerkgeschwindigkeiten? Fühlt sich Ihr Rechenzentrum wie im Schlamm stecken? Es ist Zeit, Ihr Netzwerk zu aktualisieren und die rasante Erfahrung von 10GbE zu nutzen!Dieser umfassende Leitfaden führt Sie durch jeden Aspekt der 10GbE-Verkabelung, von Kabeltypen bis hin zu Anschlüsselauswahl und Best Practices, die Ihnen helfen, eine effiziente, stabile Datenübertragungsumgebung zu schaffen, die Ihr Rechenzentrum wirklich in die Höhe treiben wird.

Seit ihrer Einführung im Jahr 2002 gilt die 10-Gigabit-Ethernet-Technologie (10GbE) als die Zukunft des Hochgeschwindigkeitsnetzes.Während die frühe Einführung aufgrund teilweiser Rückwärtskompatibilitätsprobleme mit veralteten Ethernet-Technologien und hohen Kosten langsam war, hat das explosive Wachstum von Cloud Computing, Big Data und künstlichen Intelligenz-Anwendungen eine exponentielle Nachfrage nach Netzwerkbandbreite geschaffen.10GbE wird zur bevorzugten Lösung für Rechenzentren und Unternehmensnetzwerke, dank seiner außergewöhnlichen Leistung und immer günstigeren Kosten.

Die Wahl des richtigen Kabels ist in der 10GbE-Welt entscheidend. Es gibt zwei Haupttypen zu berücksichtigen: Kupfer und Glasfaser.Glasfaserkabel werden immer häufiger verwendetDies liegt daran, dass bei hohen Gigabitraten (10Gb+) Kupferkabel bei der Hochfrequenzübertragung eine signifikante Signaldämpfung erfahren.die zu einer verschlechterten Signalqualität führt, die sich auf die Übertragungsdistanz und Stabilität auswirktDiese Signaldämpfung wird oft als "übermäßiger Lärm" oder "niedriges Signal-Lärm-Verhältnis" bezeichnet.

Für Kurzstreckenanwendungen (z. B. innerhalb eines Schranks oder zwischen benachbarten Schränken) bleiben Kupferkabel eine kostengünstige Wahl.Glasfaserkabel bieten überlegene Vorteile.

Glasfaserkabel werden weiter in Single-Mode-Faser (SMF) und Multi-Mode-Faser (MMF) unterteilt, die hauptsächlich durch den Durchmesser des Faserkerns und den Lichtübertragungsmodus unterschieden werden.

• Einzelmodusfaser (SMF):mit einem Kerndurchmesser von etwa 9 Mikrometern (μm) erlaubt SMF nur einen einzigen Lichtsignalmodus,die zu einer geringeren intermodalen Dispersion und Unterstützung für längere Übertragungsstrecken führt. SMF unterstützt typischerweise Entfernungen von mehr als 10 Kilometern, wobei einige Implementierungen 80-100 Kilometer oder mehr erreichen, abhängig von der Übertragungsgeschwindigkeit, dem Transceivertypund Buffer-Kreditzuweisung in Switches.
• Multimode Faser (MMF):Durch größere Kerndurchmesser (typischerweise 50 μm oder 62,5 μm) ermöglicht MMF mehrere Modus von Lichtsignalen gleichzeitig zu passieren.Geldmarktnetze unterstützen kürzere ÜbertragungsstreckenInteressanterweise ist der Kostenunterschied zwischen Single-Mode- und Multimode-Faserkabeln selbst minimal.andere Komponenten in SMF-Verbindungen (z. B. Transceiver) sind in der Regel teurer als ihre MMF-Partner.

Bei der Planung der Datencenterverkabelung ist es wichtig zu berücksichtigen, dass Glasfaserkabel in der Regel eine Lebensdauer von 15 bis 20 Jahren haben.und alte Datenraten ist entscheidendDarüber hinaus kann die Bereitstellung großer Mengen neuer Kabel in bestehenden Rechenzentren arbeitsintensiv sein und eine sorgfältige Planung und Umsetzung erfordern.

Auch Glasfaserkabel werden je nach unterstützter Bandbreite unterschiedlich eingestuft:

• Multimode Faser:OM1, OM2, OM3, OM4
• Einmodige Faser:OS1

Derzeit ist der häufigste 10GbE-Glasfaserkabeltyp 10GBASE-SR, der SFP+-Anschlüsse verwendet und mit optischen Transceivern für eine 10Gb-Übertragung ausgestattet ist.Diese Kabel werden auch als Glasfaserkabel mit kurzer Reichweite bezeichnet, geeignet für Verbindungen innerhalb von Rechenzentren oder zwischen benachbarten Schränken.

10GBASE-LR ist ein Glasfaserkabel für "Langstrecken", das einmodische Glasfaserkabel und -anschlüsse unterstützt und somit ideal für Anwendungen mit Fernübertragung geeignet ist.OM3 und OM4 sind neuere Multimodefasern, die für 10GbE-Anwendungen "laseroptimiert" (LOMMF) wurdenDiese Kabeltypen sind auch die einzigen Multimode-Fasern, die im IEEE 802.3ba 40G/100G Ethernet-Standard enthalten sind, der im Juni 2010 genehmigt wurde.40G- und 100G-Übertragungsgeschwindigkeiten werden erreicht, indem mehrere Kanäle parallel mit speziellen Mehrkanal- (oder mehrspurigen) Verbindungsarten gebündelt werden.

Der Standard legt fest, dass in 40GbE- und 100GbE-Anwendungen OM3 eine erwartete Reichweite von bis zu 100 Metern unterstützt, während OM4 bis zu 150 Metern unterstützt.und tatsächliche unterstützte Entfernungen können je nach künftigen 40GbE- und 100GbE-Produkten variieren. Weitere Einzelheiten finden Sie im Abschnitt "Konnektortypen" unten.

Um immer komplexeren Datencenter-Verkabelungsumgebungen gerecht zu werden, werden neue Multimode-OM2, OM3,und OM4 (50 μm) und Single-Mode OS1 (9 μm) Glasfaserkabel mit verbesserter Biegebeständigkeit entwickelt wurdenDiese Kabel werden als "biegenoptimiert", "biegenunempfindlich" oder "verbesserte Biegeleistung" bezeichnet.,Diese Kabel erhalten einen minimalen Signalverlust oder "Bend-Loss".

OS1-Ein-Modus-Faser wird typischerweise für Fernübertragung verwendet und unterstützt mit Standardtransceivern Entfernungen von bis zu 10.000 Metern (6,2 Meilen).und noch größere Entfernungen mit spezialisierten Transceivern und SchaltinfrastrukturenJeder Multimode- und Monomode-Faserkabel enthält zwei Wellenlängen, wobei die höhere Wellenlänge für Fernverbindungen verwendet wird.

Innenfaserkabel sind für Gebäudeinrichtungen ausgelegt, während Außenkabel (auch als Außenanlage oder OSP bezeichnet) für Außenanwendungen geeignet sind,mit Wasserdichtheit (gegen Flüssigkeiten und Gefrieren) und UV-Resistenz. Innen-/Außenkabel kombinieren die Schutzqualitäten von Außenkabeln mit feuerhemmenden Jacken, so dass sie über die maximale Entfernung von OSP an den Gebäudeeingängen hinaus eingesetzt werden können,Verringerung des Bedarfs an Übergangsspleißungen und Verbindungen.

Die folgende Tabelle zeigt die Abstands- und Geschwindigkeitsunterstützung für verschiedene Glasfaserkabeltypen bei einer Wellenlänge von 850 nm. Beachten Sie, dass Kabel mit einer Wellenlänge von 1300 nm längere Entfernungen unterstützen können.

Hier sind die häufigsten 10GbE Kupferkabeltypen:

Der häufigste 10GbE-Kupferkabeltyp ist heute 10GBASE-CR, das Direct Attach Copper (DAC) -Kabel mit SFP + -Anschlüssen verwendet.Diese Steckverbinder haben die gleichen Abmessungen und den gleichen Formfaktor wie SFP+-Steckverbinder für Glasfaserkabel, und viele 10GbE-Switches akzeptieren SFP+-Anschlusskabel, die sowohl Kupfer als auch Faser unterstützen. 10GBASE-CR-Kabel sind typischerweise in Längen von 1m, 3m, 5m, 7m, 8,5m und länger erhältlich,3m und 5m sind die am häufigsten verwendeten.

Passive Kupferanschlüsse sind in vielen Schnittstellen üblich. Jedoch können passive Kupferkabel mit zunehmender Übertragungsgeschwindigkeit nicht die erforderlichen Entfernungen liefern und nehmen übermäßigen physischen Platz ein.FolglichDie Industrie bewegt sich in Richtung aktiver Kupferkabel-Schnittstellen, um den Anforderungen an eine schnelle Verbindung gerecht zu werden.die für dünnere Drahtweiten sorgen, die die Übertragungsdistanz verbessern, Kabelflexibilität und Luftstrom.

10GBASE-T-Kabel und -anschlüsse sind denen von 1000BASE-T ähnlich, aber nicht identisch.Diese Kabel unterstützen die höheren Frequenzen, die für die Übertragung von 10 Gb erforderlich sind.Kabel müssen für mindestens 500 MHz zertifiziert sein, um die Einhaltung der 10GBASE-T-Standards sicherzustellen.Kabel der Klasse F) sind ebenfalls für die 10GBASE-T-Konformität zertifiziert und werden in Europa häufig eingesetzt.. Cat6-Kabel können in 10GBASE-T-Bereitstellungen bis zu 55 Meter funktionieren, sollten aber zuerst getestet werden. Einige neuere 10GbE-Switches unterstützen 10GBASE-T (RJ45) -Anschlüsse.

10GbE-Kabel sind mit verschiedenen Anschlussarten erhältlich. Jeder Anschlusstyp umfasst eine bestimmte Anzahl von Spuren oder Kanälen.Die höchste allgemein verfügbare Verbindungsgeschwindigkeit betrug 10 Gbps pro Spur.Derzeit werden höhere Geschwindigkeiten erreicht, indem mehrere Fahrspuren parallel gebündelt werden, z. B. 4x10 (40 Gbps), 10x10 (100 Gbps), 12x10 (120 Gbps) usw.Die meisten aktuellen 40GbE- und 100GbE-Implementierungen verwenden mehrere 10GbE-Strecken und gelten als "kanalgebundene" Lösungen.

Zusammengefasst verwenden die häufigsten 10GbE-Kabeltypen heute SFP+-Anschlüsse.

• Verbindungen über kurze Strecken:Für Verbindungen innerhalb eines Schranks oder zwischen benachbarten Schränken ist ein DAC mit SFP+-Anschlüssen, auch 10GBASE-CR genannt, zu verwenden.
• Verbindungen auf mittlere Strecken:Für Verbindungen auf mittlere Entfernungen verwenden Sie laseroptimierte Multimodefaserkabel (LOMMF) mit SFP+-Anschlüssen, insbesondere OM3 oder OM4.
• Fernverbindungen:Für Fernverbindungen sind einmodische Glasfaserkabel (OS1) zu verwenden, die auch als 10GBASE-LR bezeichnet werden.
• 10GBASE-T-VerbindungenWenn Ihre Ethernet-Switching-Infrastruktur und Netzwerkadapter 10GBASE-T (RJ45) -Kabel und -Anschlüsse unterstützen, verwenden Sie Cat6 oder Cat6a-Kabel.nicht die Adapter in Ihrer Umgebung.