Plug and Play ist ein Begriff, der verwendet wurde, um ein Produkt oder eine Lösung zu beschreiben, die nahtlos funktioniert, wenn die spezifischen Komponenten angeschlossen oder zusammengesteckt werden. Der Begriff wurde erstmals für ein Computersystem verwendet, bei dem Peripheriegeräte automatisch vom Betriebssystem erkannt und konfiguriert wurden. Der Begriff wurde von der Verkabelungsbranche schnell übernommen, um die im Rechenzentrum verwendeten strukturierten Glasfaserverkabelungsverbindungen und die Verbindungen zum Rechenzentrum zu beschreiben. Was also ist Plug-and-Play-Verkabelung?
Plug-and-Play-Glasfaserkabel bestehen aus sechs Grundkomponenten, die austauschbar sind und miteinander verbunden werden können, um eine Verbindung herzustellen. Sie sind: 1. MPO-zu-MPO-Trunk 2. MPO-zu-LC-Kassette 3. MPO-Adapterplatte 4. MPO-zu-MPO-Brücke 5. LC-zu-LC-Brücke und 6. MPO-zu-LC-Gerätekabel. Die Hauptkomponente von Plug and Play ist die MPO-zu-MPO-Leitung, die die anderen fünf Teile miteinander verbindet, die schließlich an die Computerausrüstung angeschlossen werden. Siehe Abbildung 1.
Abbildung 1
Alle Computergeräte verfügen über Transceiver oder Optiken, an die die Glasfaserkabel angeschlossen werden, um die Verbindung herzustellen. Es gibt viele Arten von Transceivern oder Optiken, und jedes Jahr werden neue Typen auf den Markt gebracht. Da diese neuen Optiken auf den Markt kommen, sind verschiedene Arten von Kabeln und Steckern erforderlich, um eine funktionierende Verbindung herzustellen. Eine weitere Überlegung ist, welche Art von Glasfaser für die Verbindung benötigt wird – entweder Multimode oder Singlemode. Da diese beiden Glasfasertypen in einer Plug-and-Play-Verbindung nicht miteinander verbunden werden können, muss eine davon ausgewählt werden. Allgemeine Parameter wie Geschwindigkeit und Entfernung helfen bei der Auswahl des zu verwendenden Fasertyps. OM4-Multimode-Glasfasern werden in der Regel für Geschwindigkeiten bis zu 100 Gb/s und Entfernungen bis zu 100 m verwendet, während Singlemode-Glasfasern für Geschwindigkeiten und Entfernungen über 100 Gb/s und 100 m verwendet werden.
Sobald der Glasfasertyp bestimmt ist, geht es darum, welche Art von Glasfasern an jedem Ende der Verbindung angeschlossen werden soll. Es gibt zwei grundlegende Arten von Glasfasern: Duplex oder parallel. Bei Duplex-Lichtwellenleitern werden zwei Fasern verwendet, wobei eine Faser sendet und eine Faser empfängt, wobei LC-Stecker der häufigste Duplex-Stecker sind. Parallele Optiken verwenden acht oder sechzehn Fasern mit vier oder acht Fasern zum Senden und vier oder acht Fasern zum Empfangen mit einem MPO-Stecker. Hier zeigt die Plug-and-Play-Verbindung ihren Wert, da sie sowohl Duplex- als auch Paralleloptik in einer Verbindung unterstützen kann. Wenn die Computerausrüstung erneuert wird und andere Optiken verwendet werden, spart die Möglichkeit, diese in den bestehenden MPO-zu-MPO-Trunk einzubinden, Zeit, Arbeit und Geld bei Umzügen, Hinzufügungen und Änderungen.
Ein typischer Duplex-Plug-and-Play-Einsatz hat eine MPO-zu-MPO-Leitung mit MPO-zu-LC-Kassetten an jedem Ende. Von den MPO-zu-LC-Kassetten werden LC-Jumper in die Vorderseite der Kassetten und dann in die Duplex-Optik gesteckt, wie in Abbildung 2 gezeigt.
Abbildung #2
Ein Cross-Connect kann in die Verbindung eingefügt werden, um mittlere bis große Rechenzentren mit verschiedenen Generationen von Computerausrüstung optimal zu bedienen. Bei einem Cross-Connect-Design kann ein aktiver Port von einem Spine-, Director- oder Core-Switch Port für Port in den Rechenzentrumsbereich verlegt werden. Dieses Design trägt dazu bei, ungenutzte Ports zu minimieren, so dass keine aktiven Ports vorhanden sind, die nicht genutzt oder angeschlossen werden, wie in Abbildung 3 dargestellt.
Abbildung #3
Die beiden obigen Plug-and-Play-Verbindungen sind für Duplex- oder LC-Optiken wie 400GBASE-FR4. Mit der Freigabe von 400G und den bald erscheinenden 800G-Geschwindigkeiten sind parallele Singlemode-Optiken eine beliebte Wahl für Entfernungen von 500 Metern oder weniger. Diese Optik ist unter der Bezeichnung 400GBASE-DR4 bekannt. Diese Entfernungsbegrenzung auf 500 Meter passt zu den meisten Anwendungen in Rechenzentren.
Ein typischer paralleler Plug-and-Play-Einsatz hat einen MPO-zu-MPO-Trunk mit MPO-Adapterplatten an jedem Ende. Von den MPO-Adapterplatten werden MPO-Jumper in die Vorderseite der Adapterplatten und dann in die parallele Optik gesteckt, wie in Abbildung 4 gezeigt. Ein Cross-Connect kann auch mit parallelen Optiken wie bei Duplex-Optiken verwendet werden. Beachten Sie, dass Kunden problemlos von Duplex-Anwendungen auf parallele Anwendungen migrieren können, indem sie die MPO-zu-LC-Kassetten entfernen und durch MPO-Adapterplatten ersetzen. Diese Migration ist der Grund, warum die Verwendung von Base-8-Komponenten gegenüber Base-12 empfohlen wird, da die Base-8-Option die Nutzung aller Fasern im MPO-zu-MPO-Trunk nach der Umwandlung von Duplex- zu Parallelverbindungen ermöglicht.
Abbildung #4
Mit Plug and Play besteht die Möglichkeit, eine parallele Optik in vier Duplex-Optiken aufzuteilen. Dies ist beispielsweise bei Ethernet- und Fibre-Channel-Verbindungen möglich, z. B. 100 Gbit/s zu 4 x 25 Gbit/s und 128 Gbit/s zu 4 x 32 Gbit/s. Auch hier ist die Hauptkomponente der MPO-zu-MPO-Trunk. An beiden Enden befindet sich die MPO-Adapterplatte. An einem Ende befindet sich ein MPO-Jumper, der in die parallele Optik eingesteckt wird, und am anderen Ende befindet sich ein MPO-zu-LC-Gerätekabel mit vier LC-Steckern, die in die vier Duplex-Optiken eingesteckt werden, wie in Abbildung 5 dargestellt. Plug and Play unterstützt drei Arten von Verbindungen: Duplex-zu-Duplex, Parallel-zu-Parallel und Parallel-zu-Duplex.
Abbildung #5
Wie eingangs erwähnt, besteht Plug and Play aus sechs Grundkomponenten. Die MPO-zu-MPO-Trunks werden entsprechend der Länge der Anwendung gebaut und sind in Faserzahlen von 8 bis 144 erhältlich. Es wird empfohlen, die MPO-Trunks als Base-8 mit Methode-B-Polarität zu bauen, um Duplex- und parallele Optiken optimal zu unterstützen. Es wird auch empfohlen, dass die MPO Trunks mit gestifteten (pinned) Steckern ausgestattet sind, damit sie in MPO Jumper gesteckt werden können, die nicht gestiftet (unpinned) sind. Die MPO-zu-LC-Kassetten, die in den MPO-Trunk eingesteckt werden, sind ebenfalls nicht gestiftet (unbestiftet), um in den MPO-Trunk eingesteckt werden zu können, und mit Typ-B-Polarität gebaut. Die MPO-Jumper als nicht-gestiftete (ungestiftete) können auch direkt zwei parallele Optiken mit Typ-B-Polarität verbinden. LC-zu-LC-Jumper sind vom Typ A-zu-B und können zwei Duplex-Optiken miteinander verbinden. Die MPO-zu-LC-Kabel sind ebenfalls nicht bestiftet (unbestiftet) und können in den MPO-Trunk eingesteckt werden, um eine parallele Optik in vier Duplex-LC-Verbindungen aufzuteilen.
Sobald die Plug-and-Play-Verkabelungskomponenten ausgewählt sind, kann das Hinzufügen neuer Verbindungen leicht wiederholt werden, indem grundlegende Hardwarekomponenten wie Gehäuse, MPO-zu-LC-Kassetten, MPO-Adapterplatten, MPO- und LC-Jumper auf Lager gehalten werden. Da sich die MPO-Trunk-Längen je nach Entfernung der Verbindung ändern können, können sie mit Schnelllieferprogrammen erworben werden.
Dave Fredricks
Sales Engineer at Siemon
Dave Fredricks is a data center center sales engineer at Siemon with 28 years of experience in fiber optic and structured cabling solutions. He has been with Siemon since 2021, and previously served as a data center infrastructure architect with Cablexpress for 13 years and southeast sales manager at Emerson Network Power for 12 years. Fredricks is a Certified Data Centre Designer (CDCD) and an active member of AFCOM. He authored the white paper, “Conflicts in Data Center Fiber Structured Cabling Standards,” and has comprehensive knowledge of the TIA and IEEE industry standards for network and storage connectivity. Fredricks earned his bachelor’s degree from Western Carolina University.
