IEEE 802.3ba – 40- und 100-Gigabit-Ethernet-Varianten im Überblick

Anbieter zum Thema

NTT DATA

ALE Deutschland GmbH

Vitel GmbH

ComConsult Akademie

ComConsult Beratung und Planung GmbH

40/100 GbE SMF PMDs

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

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

wobei DML: direkt modulierter Laser, EAML: Laser mit Elektroabsorptionsmodulation, 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, sondern zeigen lediglich die Fotos bereits existierender Komponenten für 100 GbE in Abbildung 2.

40G und 100G Kupfer PMDs und 40G Backplane

Anwendungsbereiche für Kupfer-PMDs sind Inter/Intra Rack/Cabinet-Anwendungen und Unterstützung von High Speed Computing. Es geht hier um die Unterstützung einer Distanz von mindestens zehn Metern. Der Standardisierung zugrunde liegen Cabinet und Rack-Höhe nach TIA 942: Maximale Rack- und Cabinet-Höhe ca. 2,4 m, vorzugsweise nicht höher als 2,1 m, 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 in elektrischen und mechanischen Eigenschaften verbesserte Kabel schaffen auf 10 m Distanz Bandbreiten von bis zu 12.000 MHz. Wenn wir vergleichen, dass wir bei 10 GBASE-T bei 100 m 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 jedoch 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 GBT möglich. Eine Twisted Pair Variante von 40/100 GbE ist momentan aber nicht absehbar.

Backplanes für Blade-Server

Kommen wir zum Schluss noch ganz kurz zu den Backplanes für Blade-Server. IEEE 802.3ap von 2007 definiert Gigabit- und 10 Gigabit-Operationen über eine Backplane einer modularen Plattform

• 1000BASE-KX (GbE)
• 10GBASE-KX4 (10 GbE mit 4 X 3,125 Gbaud)
• 10GBASE-KR (10 GbE seriell)

Blade Server sind im Grunde die zweite Generation von Backplanes. Sie basieren im Idealfall auf der 10GBASE-KX4-Architektur, erfüllen aber die Anforderungen von 10GBASE-KR-Kanälen. Da liegt das 4-Wege-40-GbE bereits in der Luft! 40GBASE-KR4 wird unmittelbar vom 10GBASE-KR-Standard abgeleitet, ist also bereits fertig und die Hersteller könnten beginnen, nach diesen Standards zu bauen.