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Informationen über Glasfaser-, Funk-und Kupfernetzwerke

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Planung

Anschlusstechniken

Zunächst muss man im Rahmen der Rechenzentrums- und Netzwerkplanung entscheiden, ob bzw. in welchen Bereichen man auf Kupfer- oder Glasfaserverkabelung setzt und welche Interfaces verwendet werden sollen. Daraus leitet sich u.a. ab, welche Übertragungsprotokolle einsetzbar sind.


Bei üblichen Distanzen und Leistungsanforderungen im LAN hätte man in der Vergangenheit auf Kupferverkabelung und Gigabit Ethernet zurückgegriffen. Bei der Einführung von 10 Gigabit Ethernet stösst Kupfer an seine Grenzen, wenn auch Netzwerkkarten mit Kupfer-Interfaces für 10 GbE verfügbar sind. Übertragungen mit 10 Gbit/s sind nach IEEE-Standard 802.3 auf Twisted-Pair-Kupferverkabelungen über eine Länge von 100 m zulässig. Häufig werden 10GBASE-T NICs allerding im "Datacenter Modus" für 30m Linklänge betrieben. Das setzt jedoch optimale Bedingungen bei Interfaces, Anschlussmodulen, Steckern und Kabeln. Ein Beispiel für ein ausgereiftes Kupfersystem für diesen Anwendungsfall ist das Cat 6A ISO Modul von R&M.


Will man 10 Gigabit Ethernet im Backbone anwenden, so sollte man Glasfaserkabel installieren. Bei grösseren Distanzen sind Single Mode Fasern und LC-Stecker die richtige Wahl.


Inzwischen ist 40/100 Gigabit Ethernet auf dem Weg in die Rechenzentren. Dafür wird man hochwertige OM3 und OM4 Glasfaserkabel sowie MPO-basierte, paralleloptische Transceiver in Kombination mit ebenso hochwertiger MPO/MTP®-Anschlusstechnik verwenden (MPO = Multipath Push-On).

HD Panel

Ein Panel für alles


Das Ziel: 10… 40… 100 Gigabit Ethernet.

Der Platz: eine Höheneinheit im 19-Zoll-Rack.

Die magische Zahl: 48 Ports.

Die Idee: eine konzentrierte Lösung für alle Data Center Bedürfnisse.


Die Antwort: das HD Panel von R&M.


  • Für Kupfer und Glasfaser
  • Modular und skalierbar

Wahl des Kabels

Bei der Wahl des Kabels gilt das Prinzip:

Höchste Bandbreite lässt in der Regel auch höchste Datenrate zu. Deshalb bietet es sich an, den hochwertigsten Typ, also den Typ Kategorie 7A zu bevorzugen, wenn man eine Zukunft mit 10 oder sogar 40 Gigabit Ethernet anstrebt. Nachteil dieses Kabels: der grosse Aussendurchmesser. Er beeinflusst die Verlege-Eigenschaften und erfordert grössere Kabelführungssysteme, was zu höheren Kosten führen kann.


Auch die Schirmung spielt bei der Kabelauswahl eine Rolle, denn sie ist ein grosser Kostenfaktor. Wie schon erwähnt: Neue Protokolle wie 10 Gigabit Ethernet sind anfällig für elektromagnetische Einflüsse. Je besser die Schirmung, umso sicherer die Signalübertragung.

Energiebedarf von Kupfer- und Glasfaser-Interfaces

An dieser Stelle soll der Stromverbrauch von Kupfer- und Glasfaser-Interfaces gegenübergestellt werden. Das Ziel der Kosten- und Energieeinsparung muss bei der Rechenzentrumsplanung von Anfang an und in sämtlichen Details berücksichtigt werden. Daher stellt sich auch die Frage, welche Medien bzw. Interfaces unter dem Gesichtspunkt des Energieverbrauchs optimal sind.


Zwar sind Glasfaser-Systeme in der Anschaffung teurer als Kupfer-Systeme. Betrachtet man jedoch die Leistungsaufnahme und damit die Betriebskosten, so stellt sich ein anderes Bild dar. Die Differenz liegt bei 40%.


Ein Switch mit Glasfaser-Ports verbraucht nur 60% der Energie eines Kupfer-Ports.

Sicherheitslösungen für Verkabelungen

Die Sicherheit von Rechenzentren lässt sich auf der Ebene der Verkabelung gut beeinflussen und durch eine entsprechende Planung so gestalten, dass sie jederzeit den steigenden Anforderungen angepasst werden kann. Dabei spielen Eindeutigkeit, Übersichtlichkeit, Einfachheit und Usability eine tragende Rolle. Schliesslich sollte bei der Produktauswahl auch das Kosten- Nutzen-Verhältnis beachtet werden. Oft ist eine simple, aber konsequente mechanische Lösung wirkungsvoller als eine teure Aktivkomponente oder komplexe Software-Lösung.


Als Beispiel dient das dreistufige R&M Sicherheitssystem für Netzwerkanschlüsse. Es setzt das Prinzip der Modularität im Sicherheitsbereich konsequent fort. Ein zentrales Element ist die Farbkodierung. Sie wird mittels Manschetten einfach auf die Enden der Rangierkabel aufgesteckt. Die Manschetten lassen sich mit einem Handgriff tauschen. Das Kabel selbst muss nicht ausgesteckt oder entfernt werden. Die Verfügbarkeit des IT-Dienstes wird also nicht beeinträchtigt. Ebenso können Farbkodierungen auf die Rangierfelder bzw. Buchsen aufgesteckt werden. So entsteht eine eindeutige Zuordnung der Verbindungen. Dieses System reduziert zudem die Kosten, denn es müssen keine farbigen Rangierkabel bevorratet werden.


Ergänzend gibt es als zweite und dritte Stufe mechanische Kodierungs- bzw. Verschlusslösungen. Sie stellen sicher, dass die Kabel nicht mit falschen Ports verbunden werden bzw. dass ein Kabel – egal ob Kupfer oder Glasfaser – immer an seinem Platz bleibt. Die Verbindung kann nur mit einem speziellen Schlüssel geöffnet werden. Visuelle und mechanische Kodierung und Verschlusslösung zusammen offerieren eine Verbesserung der passiven Sicherheit eines Rechenzentrums.

Farbkodierungen Verschlusslösungen

Strom aufs LAN (Power over Ethernet)

Mehr elektrische Energie auf dem Datenkabel – das bedeutet automatisch: grössere Erwärmung der Adern.

Ein Risikofaktor.

Wer Datennetze mit Anwendung von PoEplus plant, muss bei der Auswahl des Verkabelungssystems also besonders sorgfältig sein und unter gewissen Umständen einige Limitierungen berücksichtigen. Bei konsequenter Beachtung der bestehenden und künftigen Standards ist das Problem der Erwärmung jedoch beherrschbar. Für die Datenübertragung entstehen dann keine Nachteile.

R&M zeigt Lösungen auf.


Allerdings darf ein weiterer Risikofaktor nicht ausser Acht gelassen werden: Die Gefahr des Abbrands von Kontakten bei Steckvorgängen unter Spannung.

Untersuchungen von R&M zeigen, dass qualitativ hochwertige und stabile Produkte eine dauerhafte Kontaktqualität sicherstellen.

Verbindungstechnik für 40 / 100 Gigabit Ethernet (MPO / MTP®)

Fussnote: MTP® ist eine eingetragene Marke der US Conec Ltd.

Die paralleloptische Verbindungstechnik mit mehrfasrigen Multimode Glasfasern der Kategorien OM3 und OM4 ebnet auf der Seite der Verkabelung den Weg zu 40 und 100 Gigabit Ethernet (GbE). Das wird zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Textes als Stand der Technik angenommen und scheint für Rechenzentren der kostengünstigste Weg zu sein.

Wie oben beschrieben: Man multipliziert die Verbindungen bzw. man bündelt 10 Gigabit Ethernet Ports, um 40/100 GbE im Netzwerk darstellen zu können.

Die grosse Herausforderung dabei: An den Ports müssen vier- bzw. zehnmal so viele Steckverbindungen untergebracht werden wie bisher.


Das ist mit herkömmlichen Einzelsteckern nicht mehr zu schaffen.

Daher wurde im Standard IEEE 802.3 Section Six für 40GBASE-SR4 und 100GBASE-SR10 der Mehrfaserstecker MPO spezifiziert. Er kann auf kleinstem Raum 12 oder 24 Fasern kontaktieren. Nachfolgend werden dieser Steckertyp und die Unterschiede zum deutlich verbesserten MTP®- Stecker genauer beschrieben.


Der MPO-Stecker (Multi Fiber Push-On, auch Multipath Push-On) ist ein nach IEC 61754-7 und TIA/EIA 604-5 definierter Mehrfaser-Stecker, der bis zu 72 Fasern auf kleinstem Raum – vergleichbar mit einem RJ45-Stecker – aufnehmen kann. In der Regel verwendet man MPO- Stecker mit 12 oder 24 Fasern.


Die Push-Pull-Verriegelung mit Schiebehülse und zwei Ausrichtungsstiften sollen den Stecker möglichst exakt positionieren. Er ist für mehr als 1’000 Steckzyklen konstruiert. Die Kontaktierung kann als PC (Physical Contact) oder APC (Angled Physical Contact) ausgeführt sein.


Für 40 GbE werden acht Fasern benötigt, für 100 GbE zwanzig Fasern.

Dokumentation und Beschriftung

Ein begleitendes Dokumentationswesen zur Administration der Verkabelung unterstützt eine sichere Planung von Umbauten bzw. Erweiterungen.
Diese lässt sich erstellen und pflegen mit Hilfe von zahlreichen Werkzeugen – von individuellen Excel-Listen bis hin zu ausgereiften softwarebasierten Dokumentationstools, wie etwa dem R&MinteliPhy System.


Letztlich ist entscheidend, dass die Dokumentation immer auf dem aktuellsten Stand gehalten wird und der real installierten Verkabelung entspricht.


Bestandteil eines gelebten Dokumentationsmanagements ist die eindeutige, auch unter eingeschränkten Lichtverhältnissen leicht lesbare Beschriftung der Kabel. Auch hier gibt es zahlreiche Systeme zur Identifikation, z.B. Etikettenlabels mit Barcode.


Entscheidend ist, dass die Namenskonvention unternehmenseinheitlich gestaltet ist. Zur Qualitätssicherung ist eine verantwortungsbezogene Verwaltung dieser Dokumentation erforderlich.

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