40 GBASE-T (1): Möglichkeiten und Anwendungsbereiche

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Teil 23 von 30 aus der Serie "Digitale Nachrichtenübertragung"
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Die Erfahrung lehrt, dass eine neue Geschwindigkeitsstufe vom Markt erst dann in breiterem Maße akzeptiert wird, wenn es auch eine Variante für Twisted Pair gibt. Bis vor kurzem konnte niemand sagen, ob eine 40 Gigabit-Ethernet Variante auch auf Twisted Pair möglich ist. Das hat sich mittlerweile geändert, es kann definitiv 40 GBASE-T geben. Auch wenn ein entsprechender Standard noch ein paar Jahre dauert, können wir heute schon sagen, welche Art der Verkabelung für diesen Zweck mit Sicherheit geeignet ist. Das ist ein sehr wichtiges Ergebnis vor dem Hintergrund der Lebensdauer von Verkabelungssystemen. Natürlich blicken wir auch auf die Möglichkeiten für die Transceivertechnik.

Die Standards für 10 GbE über Glasfaser gibt es schon seit 2003. Zunächst haben sich aber nur wenige Anwender dafür interessiert. Das änderte sich erst mit der Verfügbarkeit einer Version über Twisted Pair, eben 10 GBASE-T. Auch wenn viele Betreiber bei der Einführung von 10 GbE schließlich doch zur Faser neigen, scheint alleine die Existenz einer Twisted Pair Version eine erhebliche Beruhigung zu sein. Die CX-Varianten über Twinax-Kabel sind zwar technisch hervorragend und werden häufig verbaut, alleine weil Hersteller wie HP sie in den Switch Blades der Blade-Server einbauen, haben aber längst nicht die psychologische Wirkung.

Die brennende Frage ist jetzt natürlich, ob es auch 40 GBASE-T geben wird. Bis zum Späthebst 2008 konnte niemand diese Frage beantworten. Dann gelang Wissenschaftlern der Penn State University jedoch der Durchbruch:

50 Gigabit pro Sekunde über 100m Twisted Pair Kabel der Kategorie 7A!

Damit wurden schon zwei für die Planung enorm wichtige Dinge erarbeitet:

  • es gibt ein Twisted Pair Kabel, welches für 40 GBASE-T geeignet ist
  • es gibt einen geeigneten Stecker

Dieses Ergebnis hat eine herausragende Rolle bei der Planung. Selbst wenn es momentan noch keinen Standard für 40 GBASE-T gibt und selbst wenn man absehbarer Zeit noch kein 40 GbE einsetzen wird, kann man die Verkabelung bereits zukunftsfest planen. Das ist enorm wichtig vor dem Hintergrund der langen Lebensdauer von Verkabelungssystemen.

Aber auch für die Standardisierung ist dieses Ergebnis besonders wichtig. Beim Entwurf des Standards für die Transceiver und deren Eigenschaften kann man nämlich auf die bereits festliegenden Charakteristika des Kabels oder des durch das Kabel gebildeten physikalischen Übertragungskanals zurückgreifen. Die Standardisierung von 10 GBASE-T war deshalb so langwierig, weil es zunächst einen derartigen Zusammenhang nicht gegeben hat. So gab es innerhalb des Standardisierungsprozesses eine Vielzahl von Alternativen für unterschiedliche reale und gedachte Kabelspezifikationen. Das hat ja in der Folge dazu geführt, daß zunächst der Standard für 10 GBASE-T festgeschrieben wurde und erst anschließend der Standard für das dazu passende Kat. 6A-Kabel.

Es sei allerdings hier direkt angemerkt, dass es einen erheblichen Unterschied zwischen der Standardisierung von 10 GBASE-T und 40 GBASE-T gibt. Im Bereich 10 GbE hat man viel Zeit damit verloren, einen Standard für ungeschirmte UTP-Kabel (Kat 5) zu entwickeln. Bei 40 GbE ist von Anfang an klar, dass es eine Lösung nur für geschirmte STP-Kabel geben kann.

Auch das Kabel der Kat. 7A befindet sich z.Zt. in der Normung. Allerdings gibt es schon einige Hersteller, die ein solches Kabel anbieten. Wir beziehen uns im Folgenden auf das Produkt LANmark 7A von Nexans.

Das 7A-Kabel ist in seinen Eigenschaften bis 1000 bzw. 1200 MHz definiert, geht also weit über den bisher definierten Bereich hinaus. Das 6A-Kabel ist in der Norm nur bis 250 MHz definiert, normtreue Produkte sind bis zu 500 MHz spezifiziert.

Die Eckdaten des 7A-Kabels sind:

  • NEXT (Nahnebensprechdämpfung): 60 dB bei 1000 MHz
  • FEXT (Fernnebensprechdämpfung): 50 dB bei 1000 MHz
  • RL (Return Loss): 8 dB bei 1000 MHz
  • ANEXT (Fremdnebensprechdämpfung): 0 dB bei 1000 MHz (!)

ANEXT wird auch häufig als „Alien Crosstalk“ bezeichnet, das kommt von den „Alien“-Filmen und bezeichnet die Angst vor diesem Effekt. Das LANmark7A-Kabel ist völlig abgeschirmt (natürlich nur bei richtiger Installation), so dass die „Aliens“ hier keinen weiteren Schaden anrichten können.

Das sind Werte, die die von bisher bekannten Kabeln erheblich in den Schatten stellen. Zum Vergleich siehe Bild 1.

Der ANEXT-Wert ist sensationell. Eine Schwierigkeit bei 10 GBASE-T war es, das für ein Kabel relativ empfindliche Signal vor den von außen kommenden Störeinflüssen zu retten. In anfänglichen Versionen konnte das Signal auch schon mal völlig untergehen. Erreicht wird diese Qualität durch eine S/FTP-Konstruktion mit vier geschirmten Paaren und einem Gesamtschirm.

Nun brauchen wir noch den passenden Stecker. Da bietet sich der GG45-Stecker an. Der GG45-Stecker hat 12 Kontakte. Der „2in1“ Connector kombiniert RJ45 und GG 45. Dadurch entstehen zwei Modi:

  • RJ45 Modus bis 500 MHz für 1 und 10 GBASE-T
  • GG45-Modus bis 1000 MHz für 40 GBASE-T

Der GG45-Stecker passt zu Cat 7A-Kabeln. Er ist bereits jetzt völlig standardisiert ISO/IEC 60603-7-7. Der RJ45-Modus ist zwingend nach ISO 11801 für die Gewährung von Rückwärtskompatibilität.

Ein alternativer Stecker wäre der IEC 61076-3-104-Stecker, der von Siemon entwickelt wurde. Er hat ein neues Steckergesicht und ist deshalb nicht rückwärtskompatibel. Außerdem wurde das eingangs genannte Ergebnis mit einer Kombination des LANmark 7A-Kabels und GG45-Steckern erzielt. Wir beziehen und im Folgenden also ausschließlich darauf.

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