10GBASE-LRM – Long Reach Multimode für LAN- und RZ-Netze

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Ein unlösbares Problem gelöst

Dieses Problem war 2003 nicht lösbar, deshalb hat man die Varianten von IEEE 802.3ae so definiert, wie wir sie heute kennen. Mittlerweile hatte man allerdings an einer anderen Stelle viel gelernt, nämlich bei 10 GBASE-T.

Auf dem Twisted Pair gibt es zwar den genannten Effekt nicht, dafür aber eine Reihe anderer, wie z.B. die Notwendigkeit, das Nutzsignal am Anfang der Leitung deutlich über den allgemeinen (teilweise vom Nutzsignal via Übersprechen selbst erzeugten ) Rauschpegel anzuheben und es am Ende der Leitung aus dem Nutz-Rausch-Gemisch auszufiltern, wobei eine geeignete Vorcodierung, z.B. nach Tomlinson-Harashima, sehr hilfreich ist. Dies konnte man nur mit komplexen Signalprozessoren, die mehrere Eingangsströme parallel und unter Nutzung interner Relationen der Signale auf den verschiedenen Strömen verarbeiten.

Und genau das brauchen wir jetzt auch: die durch die intermodale Dispersion verzerrten und am Ende der Leitung überlappten Impulse sind untereinander nicht völlig beziehungslos. Durch eine entsprechende Codierung kann man die strukturellen Eigenschaften eines jeden Impulses stärken.

Die Impulse unterscheiden sich dann nur noch durch den jeweiligen Informationsgehalt voneinander, auf den es ja ankommt. Setzt man jetzt an das Ende der Leitung eine Filterkette, kann man bei überlappten aufeinanderfolgenden Impulsen den Informationsgehalt herausfiltern, indem man die strukturelle Äquivalenz dazu nutzt, Stufe für Stufe immer mehr Teile der Impulsstruktur auszublenden und den Informationsgehalt sauber zu isolieren. Abbildung 6 zeigt das entsprechende Prinzipschaltbild.

Codierung verleiht dem 10 GBASE-LRM Flügel

Diese Elektronik könnte man auch „Red Bull“ taufen, denn sie verleiht dem 10 GBASE-LRM Flügel, wie man aus den vergleichenden Reichweitentabellen in Abbildung 7 sieht.

Gleichzeitig zu dieser Entwicklung in der Elektronik haben sich die Vertikalemitterlaserdioden, kurz VSCELs, ebenfalls weiterentwickelt. In 2003 konnte man von einer 10 GB VCSEL bei 1.310 nm nur träumen, jetzt ist das schon längst Schnee von gestern.

Zusammenfassend kann man über die verschiedenen Glasfaservarianten also sagen: LX-4 ist zwar eine technisch sehr schöne Variante mit ihren vier Wellenlängen, aber vier VCSELs sind drei zu viel. SR kommt zwar mit einer VCSEL aus, ist aber sehr abhängig von der Faserqualität. LRM nutzt die aktuellen technischen Möglichkeiten optimal aus und ist somit die erste Wahl für 10 GbE über Faser. Außerdem ist LRM auch noch die preiswerteste Variante, eine Switchkarte ist heute schon unter 800,– Euro zu bekommen. Aber: bei 40/100 GbE werden nach aktuellem Stand die alten Fasern nicht mehr unterstützt! Aber vielleicht ist das ja auch nicht so endgültig, wie es momentan aussieht. Also: LRM einsetzen, aber ggf. mit neuen Fasern, schadet ja nichts.

Auf der ECOC (European Conference on Optical Communications) konnte man sich jüngst davon überzeugen, was das LRM-Konzept wirklich kann. Auf dieser Veranstaltung und Messe zeigen die Komponentenhersteller ihr Produktspektrum. Diese Hersteller sind normalen Netzwerkern eher unbekannt, aber genau diese Komponenten werden später in den Switches mit den Schildchen, die wir alle kennen, verbaut. Der Stand der Technik in diesem Bereich ist also auf der ECOC zu sehen und nirgendwo sonst.

Der Standard sieht 10 GbE-LRM über 220 m vor. AMCC zeigte aber schon 10 GbE-LRM über 600m auf einer OM-2-Faser. Der gleiche Hersteller konnte auch schon mit 40 GbE-LRM aufwarten, obwohl es dazu überhaupt keinen Standard gibt. Das Konstruktionsprinzip ist einfach: der Modendispersionskompensator ist ein Element auf einem Wafer. Also kann man auch vier davon nebeneinander setzen. Trennt man den 40 GbE-Datenstrom dann entsprechend in vier Teile auf, schickt ihn durch vier Kompensationsschaltkreise und führt ihn direkt hinter den Kompensatoren wieder zusammen, „merkt“ niemand etwas davon und es entsteht 40 GbE-LRM. Das gleiche Prinzip ist nach Aussagen des Herstellers auch für 100 GbE nutzbar.