High-Speed-Verbindungen: Navigieren durch Ihre High-Speed-Optionen

In den meisten Märkten hat sich die Kupfer-Twisted-Pair-Verkabelung der Kategorie 6A/Klasse_EA im Rechenzentrum für 10-Gigabit-Ethernet-Verbindungen durchgesetzt. Da die Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitszugängen zu Informationen mit geringer Latenz weiter wächst, steigen die Verbindungsgeschwindigkeiten von Servern über 10 Gigabit und die Machbarkeit von Twisted-Pair-Kupferkabeln hinaus. Das bedeutet, dass Netzwerkexperten wie Sie vor der Wahl zwischen Direct Attach Copper Cables (DAC), Active Optical Cables (AOC) oder einer strukturierten Verkabelung mit Glasfaserbaugruppen und separaten optischen Transceivern stehen. Wenn Sie die Vor- und Nachteile sowie die Möglichkeiten jeder dieser Optionen verstehen, können Sie eine fundierte Entscheidung treffen und das beste Ergebnis für Ihre spezielle Anwendung und Umgebung erzielen.

DACs

Werkskonfektionierte DACs mit fester Länge aus Twinax-Kupfer mit steckbaren Modulen mit kleinem Formfaktor bieten eine kostengünstige Direktverbindung mit geringer Latenz zwischen Transceiver-Ports von aktiven Geräten. Die Module sind in verschiedenen Single- oder Multi-Lane-Technologien erhältlich und unterstützen Datenraten von 10 bis 400 Gig. Zu den am häufigsten verwendeten DACs für Switch-to-Server-Verbindungen in Rechenzentren gehören:

• 10 Gig SFP+ einspurig
• 25 Gig SFP28 einspurig
• 40 Gig QSFP+ vierspurig
• 100 Gig QSFP28 vierspurig

Es ist wichtig zu wissen, dass SFP28 DACs die gleiche Schnittstelle wie SFP+ DACs und QSFP28 DACs die gleiche Schnittstelle wie QSFP+ DACs haben, wodurch sie abwärtskompatibel sind und die Migration erleichtern. Zur Kostenreduzierung durch eine geringere Anzahl von Switch-Ports und Platzersparnis sind diese DACs auch in hybriden Breakout-Baugruppen erhältlich, einschließlich QSFP28 zu 4 x SFP28 für 4 x 25 Gig-Anwendungen und QSFP+ zu 4 SFP+ für 4 x 10 Gig-Anwendungen.

DACs bieten zwar eine kostengünstige und effiziente Möglichkeit, Geräte anzuschließen, sind aber in ihrer Länge begrenzt. Passive DACs sind auf eine Länge von etwa 5 Metern beschränkt, während aktive DACs, die Elektronik zur Signalaufbereitung enthalten, bis zu 10 Meter lang sein können. Aufgrund der Entfernungsbeschränkungen von DACs eignen sie sich für eine Top-of-Rack-Topologie (ToR) im Rechenzentrum.

AOCs

AOCs ähneln den DACs insofern, als sie werkseitig konfektioniert sind und eine einfache, leistungsstarke Direktverbindung zwischen Geräten ermöglichen. Sie nutzen jedoch die Entfernungsfähigkeiten von Glasfaserkabeln und eingebetteten Transceivern, um eine komplette Kabelbaugruppe zu bilden, die Längen von bis zu 100 Metern unterstützen kann. Wie DACs sind sie in den Formfaktoren SFP+, SFP28, QSFP+ oder QSFP28 für 10- bis 100-Gig-Anwendungen sowie als hybride Breakout-Baugruppen für kostengünstige 4 x 25-Gig- und 4 x 10-Gig-Bereitstellungen erhältlich. Dank der größeren Entfernungsmöglichkeiten können AOCs in ToR-, End-of-Row- (EoR) und Middle-of-Row- (MoR) Topologien eingesetzt werden.

AOCs gelten aufgrund ihrer geringeren Materialkosten und ihres niedrigeren Stromverbrauchs als kostengünstige Alternative zu strukturierten Verkabelungen und optischen Transceivern. Außerdem profitieren AOCs von dem geringeren Durchmesser der Glasfaser, der einen engeren Biegeradius, eine einfache Installation und einen erhöhten Luftstrom zur Kühlung ermöglicht.

Glasfaserverkabelung mit Transceivern

Die dritte Option für Hochgeschwindigkeitsverbindungen in Rechenzentren ist die Verwendung von zwei optischen Transceivern und angeschlossenen Glasfasern, die entweder werkseitig oder vor Ort an Duplex- oder Mehrfaser-MPO-Steckern angeschlossen werden. Glasfaserverkabelungen mit Transceivern können je nach Anwendung und Fasertyp wesentlich größere Entfernungen von bis zu 10 Kilometern überbrücken. Dadurch eignen sie sich für praktisch jede Architektur (z. B. 3-Tier, Full-Mesh, Leaf-Spine) und Topologie (z. B. ToR, EoR, MoR), einschließlich großer Hyperscale-Rechenzentren, in denen Switches zentral und weit über 100 Meter von den Servern entfernt sein können.

Glasfaserverkabelung mit Transceivern unterstützt auch die Verwendung von standardbasierter strukturierter Verkabelung, die die flexibelste Bereitstellung und die Verwendung von Cross-Connects oder Interconnects für bessere Verwaltbarkeit bietet. Dies kann in Colocation-Rechenzentren mit mehreren Mietparteien nützlich sein, wenn die Verbindungen zwischen den Geräten des Kunden und des Dienstanbieters außerhalb des Meet-me-Raums oder des Kundenbereichs hergestellt werden müssen. Durch die Implementierung von Cross-Connects oder Interconnects werden zwar zusätzliche Fehlerquellen geschaffen, die Zuverlässigkeit wird jedoch verbessert, indem sichergestellt wird, dass hochwertige Glasfaserkabel und Konnektivität (einschließlich Jumper) von renommierten Herstellern mit von Dritten geprüfter, auf Standards basierender Leistung erworben werden.

Ein weiterer großer Vorteil der Glasfaserverkabelung mit Transceivern ist, dass die Glasfaser mehrere Generationen von Anwendungen unterstützen kann und nicht ausgetauscht werden muss – nur die Transceiver müssen ersetzt werden. Multimode-Glasfasern unterstützen derzeit 10 bis 400 Gigabyte, während Singlemode-Glasfasern bis zu 800 Gigabyte und mehr unterstützen werden.

Während die Verkabelung Generationen überdauert, kann die Verwendung einer strukturierten Verkabelung mit Transceivern aufgrund mehrerer Faktoren letztlich bis zu 74 % teurer sein als DACs und AOCs. Erstens sind die Materialkosten für die Verkabelung und die separaten Transceiver höher als bei DACs und AOCs. Zweitens ist der Stromverbrauch pro Anschluss auf der Geräteseite höher. Die Erstinstallation ist auch komplexer und kann bis zu dreimal mehr kosten, da mehr Komponenten benötigt werden und die richtige Polarität sichergestellt werden muss, wie in einem unserer früheren Blogs erläutert.

Wie wählen Sie aus?

Wenn es um die Auswahl einer Option für Hochgeschwindigkeitsverbindungen für Rechenzentren geht, müssen Sie in erster Linie Ihre Anwendung, Architektur und Topologie kennen, um Ihre Anforderungen an Geschwindigkeit und Entfernung zu verstehen. Wenn Sie z. B. eine EoR- oder MoR-Topologie mit Verbindungsabständen von mehr als 7 bis 10 Metern einsetzen, scheiden DACs so gut wie aus. Sie müssen auch Ihre Pläne für die Zukunft berücksichtigen. Wenn Sie planen, irgendwann auf eine 200-Gigabyte-Anwendung wie 200BASE-SR4 zu migrieren, wird die heute für 100 Gigabyte eingesetzte Multimode-Glasfaser mit MPO-Konnektivität dies unterstützen.

Während Anwendung und Topologie Ihre Wahl diktieren können, wissen wir auch, dass das Budget einer Ihrer größten Entscheidungsfaktoren ist – einschließlich Material, Arbeit und sogar Kühlung. Wir haben die folgende Vergleichstabelle für eine Momentaufnahme zusammengestellt.