Mehr Glasfasern im Rechenzentrum: Mit MPO-16-Lösungen in die Zukunft

Um die Entwicklung höherer Datenübertragungsraten voranzutreiben, wurden Duplex-Übertragungsverfahren (2 Glasfasern) für 10G, 25G und 50G in vierspurigen Quad-Systemen (4 x 2 Glasfasern) genutzt, um eine zuverlässige Migration zu 40G, 100G und schließlich 200G ermöglichen. Dafür kamen in Rechenzentren erstmals MPO (Multi-Fiber Push On), auf Steckverbindern basierende Trunkkabel, als Verkabelungslösung zum Einsatz. Obwohl Trunkkabel mit MPO-12 Steckverbindern, also 12 Glasfasern je Steckverbinder, aufgrund ihrer universellen Einsatzmöglichkeiten) zum Standard wurden und auch als erstes eingesetzt wurden, kam teilweise auch die Variante mit acht oder 24 Fasern (MPO-8, beziehungsweise MPO-24) zum Einsatz.

Seit der Einführung von Übertragungsgeschwindigkeiten ab 400G gelten Oktal-Systeme (beispielsweise 400G bestehend aus 8 x 50Goder 800G mit 8 x 100G) als Standard und der neue MPO-16 Steckverbinder wurde zum wichtigsten Baustein für Trunkanwendungen. Die Kombination ermöglicht es Rechenzentrumsbetreibern, maximale Kapazität für Switches und Server für 16-Faser-Anwendungen zu erreichen, ist gleichzeitig abwärts kompatibel und unterstützt nach wie vor 8-, 4-, oder sogar 2-Faser-Anwendungen mittels Breakouts, ohne dass dabei Kapazität verloren geht. Im Fall von Übertragungsraten ab 400G erfüllen MPO-16 Trunkkabel ihren Zweck am effizientesten und sind daher die erste Wahl für zukunftsorientierte Neu-Verkabelungen in Rechenzentren sowohl für Multimode als auch für Singlemode.

400G/800G mit existierenden MPO-8 basierender Verkabelung

Verdoppelt sich die Faseranzahl an den Switch-Ports, beispielsweise bei der Migration von 100G mit MPO-8 zu 400G mit MPO-16, gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten, diese Änderung in eine bestehende MPO-8 Verkabelung zu integrieren. Eine Möglichkeit ist die Verwendung sogenannter Y-Anschlusskabel, die auf der Switch-Seite einen MPO-16 und auf der Panel-Seite 2 x MPO-8 haben. Die 16 Fasern des Ethernet-Dienstes werden somit auf zwei MPO-8 Steckverbinder aufgeteilt.

Diese Methode hat allerdings einen entscheidenden Nachteil: MPO-Panels sind meist für 72 MPO-Steckverbindungen pro Höheneinheit ausgelegt. Beim Umstieg von einem 8-fasrigen Dienst (beispielweise 100G mit 72 Panel Ports für 72 Switch Ports) auf einen 16-fasrigen Dienst (400G), verringert sich die Packungsdichte am Panel um 50 Prozent (72 Panel Ports für 36 Switch Ports), da zwei MPO-8 Panel Ports für einen MPO-16 Switch Port benötigt werden. Es kommt also zwangsläufig zu einer Verdoppelung der Panel-Anzahl.

Eine Umgehung dieser Reduzierung der Packungsdichte kann zum Beispiel erreicht werden, indem die vorhandenen LC-Stecker Panel durch SN-Steckverbindungen ausgetauscht werden. Diese sogenannten VSFF- Steckverbinder (Very Small Form Factor) lassen eine Verdopplung der Fasern und damit auch der Panel Ports zu, nehmen dabei aber keinen zusätzlichen Platz ein. Gleichzeitig muss die Anzahl der MPO-8 Trunkkabel pro Panel verdoppelt werden, es müssen also zusätzliche Kabel eingezogen werden.

400G/800G mit existierenden MPO-12 bzw. MPO-24 basierender Verkabelung

Obwohl wie beschrieben MPO-8 und vor allem MPO-16 basierende Verkabelungssysteme die aktuellen und die zukünftigen Netzwerkdienste am effizientesten unterstützen, sind in der Realität die meisten existierenden Rechenzentren mit MPO-12 bzw. MPO-24 Steckverbindern installiert, das gilt auch für Hyperscale Rechenzentren. Hier stellt sich dann beim Einsatz moderner Netzwerkdienste sofort die Frage nach der Umgehung einer kompletten Neuverkabelung.

Tatsächlich gibt es auch bei diesen Konstellationen die Möglichkeit, die bestehenden Verkabelungssysteme an neue Dienste anzupassen: Breakout-Kabel mit 4 x LC-Duplex auf der einen und MPO-8 auf der anderen Seite ermöglichen den Anschluss von 8-fasrigen Switch Ports an vier LC-Duplex Ports am Panel. Analog erlaubt bei MPO-16 basierenden Switch Ports ein Breakout-Kabel mit acht LC-Duplex auf der einen Seite und einem MPO-16 auf der anderen Seite den Betrieb des Dienstes auf existierender Verkabelung. Auch wenn diese Optionen auch Nachteile hinsichtlich Kabelmanagement und Packungsdichte haben, sind für den Übergang geeignete Maßnahmen.

Die Verkabelungswelt im Rechenzentrum wird mit steigenden Anforderungen immer komplexer, gleichzeitig kann niemand vorhersagen, was in 12 Jahren Stand der Technik sein wird. Für Rechenzentrumsbetreiber lohnt sich bei der Planung ein Blick in die Vergangenheit und eine Analyse der Bandbreiten- und Verkabelungsentwicklungen der letzten 10-15 Jahre. Daraus wird deutlich: Nur, wenn Leistungsfähigkeit und Flexibilität gleichermaßen hoch sind, bieten Verkabelungssysteme eine möglichst lange Nutzungsdauer.