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LWL-Verkabelung in Rechenzentren

Updated on Jun 18, 2022
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Intro

Die Leistung von Rechenzentren in aller Welt steigt rasant, nicht zuletzt als Folge der COVID-19-Pandemie - wurden 2020 noch neue Rechenzentren mit einer Leistung von 1,6 Gigawatt gebaut, sind es im Jahr 2022 schon 2,9 Gigawatt. Niedrige Latenzzeiten werden immer wichtiger, um beispielsweise Smart Cities oder autonome Autos in Echtzeit mit Informationen zu füttern. Ein wichtiger Bestandteil eines funktionierenden und vor allem leistungsfähigen Rechenzentrums ist seine LWL-Verkabelung.

Was sind LWL-Verkabelung und ihre Vorteile?

LWL ist die Abkürzung für „Lichtwellenleiter”. Ihr bekanntester Verwendungszweck sind Glasfaserkabel, in denen mehrere Lichtwellenleiter gebündelt und mechanisch verstärkt werden, um Daten mittels Photonen, also optischen Lichtsignalen, zu übertragen.

Vorteile

1. Hohe Leistungsfähigkeit - Glasfaserkabel ermöglichen extrem hohe Datenübertragungsraten von bis zu mehreren Terabit, was erheblich schneller ist als bei anderen Techniken zum Beispiel bei Kupferleitungen, die etwa in der DSL-Technik verwendet werden.

2. Zuverlässigkeit - Die Datenübertragung per Lichtwellenleiter funktioniert höchst zuverlässig, da elektromagnetische Störungen die Lichtsignale im Lichtwellenleiter nicht beeinflussen.

3. Günstig - Die Herstellung von Glasfaserkabel ist günstiger als die von Kupferkabel.

4. Platzsparend - Glasfaserkabel ist dünner und leichter als sein Gegenstück aus Kupfer und kann somit besser transportiert werden. An Anwendungsorten, an denen der Platz oder das Gewicht eine Rolle spielt, hat die LWL-Verkabelung daher klar die Nase vorn gegenüber herkömmlicher Kupferverkabelung.

Nachteile

Trotz all dieser Vorteile weist die LWL-Verkabelung doch auch einige Nachteile auf. So sind Lichtwellenleiter deutlich empfindlicher als Kupferkabel. Ein Verbiegen oder Verdrehen sollte unbedingt verhindert werden, da die Leiter sonst unwiderruflich beschädigt werden könnten. Da Glasfaserkabel in aller Regel aber verstärkt sind, ist dieses Problem in der Praxis oft nur von geringer Bedeutung. Ein weiteres Problem ist, dass bei einer großen Entfernung von Transceiver Repeater notwendig sind, die das Signal weiterleiten.

Was sind die Trend von LWL-Verkabelung?

In Zeiten der Automatisierung und Digitalisierung vieler Arbeitsschritte werden ausgefeilte und leistungsstarke Rechenzentren Einzug in Sektoren der Wirtschaft halten, die bis vor Kurzem noch nicht viel mit Hightech zu tun hatten. Beispiele sind etwa die Logistik (selbstfahrende Fahrzeuge), die Medizin (Chirurgie-Roboter), sämtliche Arten der Produktion (Maschinen und automatisierte Produktionsketten) und viele mehr.

400 Gigabit Ethernet wird bald der Standard in allen Industrien sein, so ist eine schnelle, sichere und zuverlässige Datenübertragung unabdingbar. Dies ist in Rechenzentren aller Art definitiv der Fall. Darauf sollte jedes Unternehmen, das für die Zukunft gerüstet sein und nicht in der Versenkung verschwinden will, gut vorbereitet sein.

LWL-Verkabelung: Eine zukunftsfähige Lösung

Rechenzentren mit LWL-Verkabelung auszustatten, ist ein guter erster Schritt und Grundlage für eine weitere Modernisierung, die auf eine schnelle und reibungslose Datenübertragung fokussiert sein sollte. Neue Technologien wie 5G und die damit Einzug haltenden Anwendungsmöglichkeiten und großen Datenmengen, die verarbeitet, analysiert und gespeichert werden müssen, machen dies notwendig.

Innerhalb des Bereichs der LWL-Verkabelung sind indes einige Trends zu beobachten.

1. Immer höhere Übertragungsraten bedingen eine regelmäßige Erneuerung der schon vorhandenen Ausstattung.

Optische Kabel müssen dazu in der Lage sein, neue Standards wie 400 Gigabit Ethernet zu unterstützen.

2. Arbeitsgruppen werkeln stetig an einer Vereinfachung solcher Prozesse sowie an einer Etablierung von Industriestandards, die Umstellungen auf neue Technologien erleichtern sollen. Beispiele sind die IEEE802.3 sowie die ANSI/TIA Arbeitsgruppen.

Die Arbeitsgruppe IEEE802.3 befasst sich speziell mit der Media Access Control der Bitübertragungsschicht und der Sicherungsschicht. Diese spielen hauptsächlich im LAN-Bereich, aber zum Teil auch im WAN-Bereich eine Rolle. Derzeit arbeitet diese Arbeitsgruppe an mehreren Projekten. Ein Beispiel sind sogenannte Super-Passive-Optical-Networks, die eine weit höhere Reichweite haben sollen und dementsprechend die Wichtigkeit von Repeatern verringern werden.

ANSI/TIA steht für das American National Standards Institute und die Telecommunications Industry Association, die zusammen an internationalen Telekommunikationsstandards arbeiten. Beide Arbeitsgruppen, die Arbeitsgruppe IEEE802.3 sowie ANSI/TIA tragen mit ihrer außergewöhnlichen Arbeit dazu bei, die 400G Glasfasertechnologie zu standardisieren, zu optimieren und zu vergünstigen.

3. Durch immer größere Datenmengen, die übertragen werden, muss ständig an der Effizienz in Rechenzentren gearbeitet werden, da die Verkabelung sonst schnell in Chaos und hohen Infrastrukturkosten ausartet.

High-Density-Glasfaserverbindungen, die den Platzbedarf von Glasfaserkabeln teilweise um mehr als die Hälfte verringern, sowie ein lupenreines Kabelmanagement werden hier in der Zukunft eine bedeutende Rolle spielen. Heutzutage werden mehr Kabelstränge auf weniger Raum als jemals zuvor untergebracht. Dies wird schon in naher Zukunft in allen großen Rechenzentren unabdingbar sein. Die Tendenz hin zu High-Density-Glasfaserverbindungen ist schon heute nicht mehr von der Hand zu weisen.

4. Immer weiteren Verkleinerung der Kabelummantelungen gearbeitet, um noch platzsparender arbeiten zu können.

Auch die Anschlüsse für die Kabel werden immer kleiner. Mit dem 400 Gigabit Ethernet-Markt wurden sogenannte „very small form factor connectors” eingeführt, zu Deutsch also „Anschlüsse mit sehr kleinem Formfaktor”. Diese ermöglichen eine dreimal dichtere Anbringung von Anschlüssen als etwa die alten Duplex LC-Anschlüsse.

Dabei bieten die VSFFs ein ergonomisches Einstecken und Abziehen der Kabel durch einen sogenannten Push/Pull-Boot.

Small Form Factor Connectors

5. Innovation ist das Multimode-Glasfaserkabel OM5.

Dieses arbeitet im Gegensatz zu herkömmlichen Glasfaserkabeln nicht nur mit einer einzelnen Wellenlänge, sondern als Breitband-Multimode-Faser mit gleich mehreren Wellenlängen.

6. Die PAM4-Technologie ermöglicht eine Verdopplung der Bitrate und erhöht so die Kapazitäten von Glasfaserverbindungen.

All die genannten Technologien werden von den gängigen Arbeitsgruppen wie IEEE802.3 und ANSI/TIA akzeptiert und ebnen so den Weg für weitere, zukünftige Fortschritte im Bereich der Glasfasertechnologie. Auch wenn eine Implementation einiger dieser Technologien in der breiten Masse der Rechenzentren mit Sicherheit noch einige Zeit auf sich warten lässt, sind diese Entwicklungen essentiell für die Zukunft der Datenübertragung.

Fazit

Mehr Bandbreite erfordert vom Nutzer eine sehr hohe Effizienz. Die Trends in Sachen LWL-Verkabelung gehen ganz klar in Richtung Platzersparnis und Geschwindigkeit. Um mit Ihrer Firma ordentlich auf die Zukunft vorbereitet zu sein, sollten Sie schon jetzt mit der Planung Ihres zukünftigen Rechenzentrums beginnen und moderne Technologien darin einbeziehen. Besonders die 400 Gigabit Ethernet-Technologie sowie Neuerungen wie VSFFs und High-Density Glasfaserkabel sollten in Ihrer Planung eine prominente Rolle spielen. Nur so werden Sie auf einem immer stärker technologisierten und digitalisierten Markt bestehen können. Dabei ist es fast egal, in welcher Branche Sie tätig sind.

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