Duplex-Konnektivität entsteht auf dem Weg zu 400G

Die QSFP-DD-Mehrquellenvereinbarung erkennt drei optische Duplexanschlüsse an: CS, SN und MDC.

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Der MDC-Steckverbinder von US Conec erhöht die Dichte gegenüber LC-Steckverbindern um den Faktor drei.Der Zweifaser-MDC wird in 1,25-mm-Ferrulentechnik gefertigt.

Von Patrick McLaughlin

Vor fast vier Jahren gründete eine Gruppe von 13 Anbietern die QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density) Multi-Source Agreement (MSA) Group mit dem Ziel, einen optischen QSFP-Transceiver mit doppelter Dichte zu entwickeln.In den Jahren seit ihrer Gründung hat die MSA-Gruppe Spezifikationen für QSFPs erstellt, um 200- und 400-Gbit/s-Ethernet-Anwendungen zu unterstützen.

Die Technologie der vorherigen Generation, QSFP28-Module, unterstützt 40- und 100-Gbit-Ethernet-Anwendungen.Sie verfügen über vier elektrische Spuren, die mit 10 oder 25 Gbit/s betrieben werden können.Die QSFP-DD-Gruppe hat Spezifikationen für acht Lanes festgelegt, die mit bis zu 25 Gbit/s oder 50 Gbit/s arbeiten und insgesamt 200 Gbit/s bzw. 400 Gbit/s unterstützen.

Im Juli 2019 veröffentlichte die QSFP-DD MSA-Gruppe Version 4.0 ihrer Common Management Interface Specification (CMIS).Die Gruppe veröffentlichte auch Version 5.0 ihrer Hardware-Spezifikation.Die Gruppe erklärte damals: „Mit zunehmender Einführung von 400-Gbit-Ethernet wurde CMIS so konzipiert, dass es eine breite Palette von Modulformfaktoren, Funktionalitäten und Anwendungen abdeckt, die von passiven Kupferkabelkonfektionen bis hin zu kohärentem DWDM [dichtes Wellenlängenmultiplexing ] Module.CMIS 4.0 kann zusätzlich zu QSFP-DD von anderen 2-, 4-, 8- und 16-Lane-Formfaktoren als gemeinsame Schnittstelle verwendet werden.“

Darüber hinaus stellte die Gruppe fest, dass Version 5.0 ihrer Hardwarespezifikation „neue optische Anschlüsse, SN und MDC enthält.QSFP-DD ist der führende 8-Lane-Formfaktor für Rechenzentrumsmodule.Systeme, die für QSFP-DD-Module entwickelt wurden, können mit bestehenden QSFP-Formfaktoren abwärtskompatibel sein und maximale Flexibilität für Endbenutzer, Entwickler von Netzwerkplattformen und Integratoren bieten.“

Scott Sommers, Gründungsmitglied und Co-Vorsitzender der QSFP-DD MSA, kommentierte: „Durch strategische Zusammenarbeit mit unseren MSA-Unternehmen testen wir weiterhin die Interoperabilität von Modulen, Steckverbindern, Käfigen und DAC-Kabeln mehrerer Anbieter, um eine Robustheit zu gewährleisten Ökosystem.Wir engagieren uns weiterhin für die Entwicklung und Bereitstellung von Designs der nächsten Generation, die sich mit der sich ändernden Technologielandschaft weiterentwickeln.“

Der SN- und der MDC-Anschluss gesellten sich zum CS-Anschluss als optische Schnittstellen, die von der MSA-Gruppe anerkannt wurden.Alle drei sind Duplex-Steckverbinder, die als sehr kleiner Formfaktor (VSFF) gekennzeichnet sind.

MDC-Anschluss

US Conecbietet den MDC-Steckverbinder der Marke EliMent an.Das Unternehmen beschreibt EliMent als „konzipiert für den Abschluss von Multimode- und Singlemode-Glasfaserkabeln mit einem Durchmesser von bis zu 2,0 mm.Der MDC-Steckverbinder wird mit der bewährten 1,25-mm-Ferrulentechnologie hergestellt, die in optischen LC-Steckverbindern nach Industriestandard verwendet wird, und erfüllt die Anforderungen der Einfügungsdämpfung nach IEC 61735-1 Klasse B.“

US Conec erklärt weiter: „Mehrere aufstrebende MSAs haben Port-Breakout-Architekturen definiert, die einen optischen Duplex-Anschluss mit geringerem Platzbedarf als der LC-Anschluss erfordern.Die reduzierte Größe des MDC-Anschlusses ermöglicht es einem Single-Array-Transceiver, mehrere MDC-Patchkabel aufzunehmen, die einzeln direkt an der Transceiver-Schnittstelle zugänglich sind.

„Das neue Format wird vier einzelne MDC-Kabel in einem QSFP-Footprint und zwei einzelne MDC-Kabel in einem SFP-Footprint unterstützen.Die erhöhte Steckerdichte am Modul/Panel minimiert die Hardwaregröße, was zu reduzierten Kapital- und Betriebskosten führt.Ein 1-HE-Gehäuse kann 144 Fasern mit LC-Duplex-Steckern und Adaptern aufnehmen.Die Verwendung des kleineren MDC-Steckverbinders erhöht die Faseranzahl auf 432 im gleichen 1-HE-Raum.“

Das Unternehmen wirbt mit dem robusten Gehäuse, der hochpräzisen Formgebung und der Eingriffslänge des MDC-Steckverbinders – und sagt, dass diese Eigenschaften es dem MDC ermöglichen, die gleichen Telcordia GR-326-Anforderungen wie der LC-Steckverbinder zu übertreffen.Das MDC enthält eine Push-Pull-Manschette, die es Installateuren ermöglicht, den Steckverbinder in engeren, engeren Räumen einzusetzen und herauszuziehen, ohne benachbarte Steckverbinder zu beeinträchtigen.

Der MDC ermöglicht auch eine einfache Polaritätsumkehr, ohne Fasern freizulegen oder zu verdrehen.„Um die Polarität zu ändern“, erklärt US Conec, „ziehen Sie die Manschette vom Steckverbindergehäuse ab, drehen Sie die Manschette um 180 Grad und montieren Sie die Manschettenbaugruppe wieder auf dem Steckverbindergehäuse.Polaritätsmarkierungen auf der Oberseite und Seite des Steckers weisen auf eine umgekehrte Steckerpolarität hin.“

Als US Conec im Februar 2019 den MDC-Steckverbinder vorstellte, sagte das Unternehmen: „Dieses hochmoderne Steckverbinderdesign läutet eine neue Ära in der Zwei-Faser-Konnektivität ein, indem es unübertroffene Dichte, einfaches Einstecken/Herausziehen, Feldkonfigurierbarkeit und optimale Leistung bietet Carrier-Grade-Performance für das Einzelfaser-Steckverbinder-Portfolio der Marke EliMent.

„MDC-Adapter mit drei Anschlüssen passen direkt in standardmäßige Schalttafelöffnungen für Duplex-LC-Adapter und erhöhen die Faserdichte um den Faktor drei“, so US Conec weiter.„Das neue Format wird vier einzelne MDC-Kabel in einem QSFP-Footprint und zwei einzelne MDC-Kabel in einem SFP-Footprint unterstützen.“

CS und SN

Die CS- und SN-Steckverbinder sind Produkte vonSenko Advanced-Komponenten.Beim CS-Stecker sitzen die Ferrulen Seite an Seite, ähnlich im Layout wie beim LC-Stecker, aber kleiner in der Größe.Beim SN-Stecker sind die Ferrulen oben und unten gestapelt.

Senko führt den CS im Jahr 2017 ein. In einem gemeinsam mit eOptolink verfassten Whitepaper erklärt Senko: „Obwohl LC-Duplex-Steckverbinder in QSFP-DD-Transceivermodulen verwendet werden können, ist die Übertragungsbandbreite entweder auf ein einzelnes WDM-Engine-Design begrenzt, entweder mit einem 1:4 Mux/Demux, um eine 200-GbE-Übertragung zu erreichen, oder ein 1:8 Mux/Demux für 400 GbE.Dies erhöht die Transceiver-Kosten und den Kühlbedarf des Transceivers.

„Aufgrund des geringeren Steckverbinder-Footprints von CS-Steckverbindern können zwei davon in ein QSFP-DD-Modul eingebaut werden, was LC-Duplex-Steckverbinder nicht leisten können.Dies ermöglicht ein Dual-WDM-Engine-Design mit einem 1:4-Mux/Demux, um eine 2 × 100-GbE-Übertragung oder 2 × 200-GbE-Übertragung auf einem einzelnen QSFP-DD-Transceiver zu erreichen.Zusätzlich zu QSFP-DD-Transceivern ist der CS-Anschluss auch mit OSFP-Modulen (Octal Small Form-Factor Pluggable) und COBO-Modulen (Consortium for On Board Optics) kompatibel.“

Dave Aspray, europäischer Vertriebsleiter von Senko Advanced Components, sprach kürzlich über die Verwendung der CS- und SN-Anschlüsse, um Geschwindigkeiten von bis zu 400 Gbit/s zu erreichen.„Wir tragen dazu bei, den Platzbedarf von Rechenzentren mit hoher Dichte zu verkleinern, indem wir die Glasfaseranschlüsse verkleinern“, sagte er.„Aktuelle Rechenzentren verwenden überwiegend eine Kombination aus LC- und MPO-Anschlüssen als High-Density-Lösung.Das spart viel Platz im Vergleich zu herkömmlichen SC- und FC-Steckverbindern.

„Obwohl MPO-Steckverbinder die Kapazität erhöhen können, ohne den Platzbedarf zu vergrößern, sind sie mühsam herzustellen und schwierig zu reinigen.Wir bieten jetzt eine Reihe von ultrakompakten Steckverbindern an, die im Feld langlebiger sind, da sie mit bewährter Technologie konstruiert, einfacher zu handhaben und zu reinigen sind und erhebliche Platzeinsparungen bieten.Das ist ohne Zweifel der richtige Weg.“

Senko beschreibt den SN-Steckverbinder als Ultra-High-Density-Duplex-Lösung im 3,1-mm-Raster.Es ermöglicht den Anschluss von 8 Fasern in einem QSFP-DD-Transceiver.

„Die heutigen MPO-basierten Transceiver sind das Rückgrat der Rechenzentrums-Topografie, aber das Rechenzentrumsdesign geht von einem hierarchischen Modell zu einem Leaf-and-Spine-Modell über“, fuhr Aspray fort.„In einem Leaf-and-Spine-Modell ist es notwendig, die einzelnen Kanäle herauszubrechen, um die Spine-Switches mit einem der Leaf-Switches zu verbinden.Bei Verwendung von MPO-Steckverbindern würde dies ein separates Patchfeld mit entweder Breakout-Kassetten oder Breakout-Kabeln erfordern.Da die SN-basierten Transceiver bereits durch 4 einzelne SN-Anschlüsse an der Transceiver-Schnittstelle herausgebrochen sind, können sie direkt gepatcht werden.

„Die Änderungen, die Betreiber jetzt an ihren Rechenzentren vornehmen, können sie zukunftssicher gegen unvermeidliche Nachfragesteigerungen machen, weshalb es für Betreiber eine gute Idee ist, den Einsatz von Lösungen mit höherer Dichte wie den CS- und SN-Konnektoren in Betracht zu ziehen – auch wenn dies nicht zwingend erforderlich ist zu ihrem aktuellen Rechenzentrumsdesign.“

Patrick McLaughlinist unser Chefredakteur.


Postzeit: 13. März 2020