Nabend, mir schwirrt gerade eine frage durch den Kopf wo ich nicht so
recht weiß, wie das überhaupt möglich ist.
durch ein OM5 Glasfaserkabel kann ja locker mit 100 Gigabit pro Sekunde
Daten übertragen werden. Die entsprechenden SFP28 Module haben doch -
soweit ich weis - nur eine Sende-Laserdiode und eine Empfangs Diode.
Wie schnell müssen die eigentlich schalten wenn die 100gbs voll
ausgefahren werden? Gibt es da nicht irgendwo eine Obergrenze, wie oft
eine Laserdiode oder LED ein und ausgeschaltet werden kann pro Sekunde?
Auch könnte ich mir vorstellen, dass bei den hohen schaltfrequenzen
gewisse kapazitäten zu tragen kommen die es den Laser-Treibern ganz
schön zu schaffen macht. Klar die Prozessoren da drin und die Laser/LED
Treiber müssen ja genauso schnell reagieren, aber auch da muss es doch
eine grenze geben, wieoft so ein Transistor oder Mosfet schalten kann,
oder? Wovon hängt das alles ab?
Direkte Modulation über Laser wird nur bis ein paar Gbps gemacht. Aber
auch das ist schon kein einfaches Ein und Aus sondern über höherwertige
Modulation. Darüber kommen Elektro-Absorptions-Modulatoren oder
Mach-Zehnder-Modulatoren zum Einsatz. (Davor hängt ein CW-Laser)
Besonders effektiv ist die Verschaltung zweier Mach Zehnder zu einem
IQ-Modulator für QAM. In Kombination mit Optischem Frequenz Multiplex
(OFDM) lassen sich heutzutage mehrere Terabit/s erreichen.
Sowas liegt aber in keinem Wohnzimmer sondern eher in den Netzbereichen
wo es z. B. um die interkontinentalen Unterseekabel geht.
Auch wenn ich das PDF lese, videos zu den Mach Zehnder verfahren schaue,
so werd ich einfach nicht schlau daraus wie sowas funktioniert :-/
die Lichtquelle bleibt also dauerhaft eingeschaltet, aber irgendwie wird
das licht verändert und die gegenseite kann das erkennen. Interessant
ist ja auch dass scheinbar FullDuplex durch ein einzelnes Glasfaserkabel
möglich ist, was ja neuerdings als FTTH an jedes Haus rangeführt wird.
Dennoch müssen doch die ICs und alles auf den PCBs in der lage sein, die
mehrere Terabit/s zu verarbeiten, und da drin stecken ja auch Mosfets
(CMOS) aber haben diese halbleiter nicht auch eine obergrenze von
schaltzyklen pro sekunde?
Fast keine, die praktische Schaltgeschwindigkeit ist durch
Induktivitäten begrenzt und die werden bei kleinen Strukturgrößen
winzig.
Der zweite nennenswerte Effekt sind RC-Effekte, da ist es das gleiche
Spiel.
Der Rest spielt sich in Pikosekunden ab, z.b. Transittime durch
Sperrschicht.
Der Unwissende schrieb:> ... aber irgendwie wird das licht verändert ...
Nicht irgendwie. Der optische Weg in einem Interferometerarm wird z.B.
mit einer Pockels-Zelle oder einer Kerr-Zelle moduliert. Über
Interferenz entsteht dann eine Helligkeitsmodulation.
> ... und die gegenseite kann das erkennen.
Ja, für Helligkeit gibt es Sensoren.
Für die Veränderung des Lichts werden einfach physikalische Effekte
genutzt wie d. Franz-Keldysh-Effekt bei EAMs oder Pockels bei MZMs. Im
Endeffekt wird das Licht im Halbleiter-Chip in planaren dielektrischen
Wellenleitern geführt und über Elektroden wird ein elektrisches Feld
angelegt, wodurch eine Dämpfung oder Phasenverschiebung der Welle
erreicht wird.
Das ist von der Ansteuerungselektronik her extrem aufwendig. Ja. Kann
dazu allerdings nicht so viel sagen. Bei OFDM z. B. kann man für jeden
Träger einen eigenen Verstärker nutzen. Du brauchst also keinen
Teraherz-Amp sondern nur 8 x 125 GHz (geht effektiv mit ner 3dB
Bandbreite von 62.5 GHz - nicht ganz ohne, aber machbar)
Aber es sind auch nicht nur die Amps sondern die ganze Peripherie.
Kollege beginnt z. B. gerade seine Dissertation in der es u. A. darum
geht einen Koax auf CPS Übergang auf 180 GHz Bandbreite zu optimieren
(und herzustellen).
Irgendwie scheint es mir, dass bei 10G (LWL und nicht das andere...)
Schluss ist. Per Wellenlaengenmultiplex oder simpel ueber mehrere
Links, wird dann einfach aggregiert.
Fuer Fiberchannel darf man die 10G auch durch 16G ersetzen.
Und der Vorrat an fuesikalischen Effekten scheint mir da doch
recht begrenzt, um der ausfuehrenden Laserdiode Beine zu machen.
Pockelszellen sind da besonders lahnarschige Brueder.
(Weiss ich von meiner eigenen Diplomarbeit.)
Cartman schrieb:> Irgendwie scheint es mir, dass bei 10G (LWL und nicht das andere...)> Schluss ist. Per Wellenlaengenmultiplex oder simpel ueber mehrere> Links, wird dann einfach aggregiert.
Ja, wird gemacht, aber nicht nur. Wir haben z.B. 100G im Einsatz, sowohl
als 4x25G CWDM Transceiver als auch als 1x100G FR-S. Der eine benutzt 4
Aderpaare OM4, der Andere nur ein Paar OS2. Bei den höheren
Geschwindigkeiten will man aber ohnehin eher Singlemode Fasern weil die
längere Strecken überbrücken sollen (Backbone und so).
Unser DWDM hat theoretisch eine maximale Bandbreite von 19,2 Terabit auf
einem Faserpaar Singlemode. Hier wird ausgenutzt, dass unterschiedliche
Wellenlängen im gleichen Kabel unabhängig moduliert übertragen werden.
Bei unserem System je Wellenlänge/Frequenz mit 200G auf der
Überlandleitung, angebunden sind die Systeme über einzelne 100G Links.
Also gehen tut scheinbar bis zu 100G schon als Modulation auf einer
Wellenlänge (FR-S Transceiver arbeiten mit 1310nm).
> 4x25G
25G hatte ich noch nicht auf dem Schirm.
Aber bestimmt auch heftig teuer und nur bei "berechtigtem'
Interesse dann finanziell interessant.
Gleiches duerfte dann erst recht fuer 100G gelten.
10G ist ja mehr oder weniger heute Mainstream.
Vermutlich auch der Wechsel von OM4 zu OS2 fuer Inhousezwecke.
Als ich das letzte Mal nachsah, zog man es bei überschaubaren Distanzen
vor, bei 40 Gbit 4 Faserpaare zu 10 Gbit zu verwenden. Transceiver zu
teuer. Ist das mittlerweile anders?
Bei uns in der Firma verwendet man Faserbündel um bei Ausfall eines
Kanals immer noch genügend Redundanz zu haben.
Den find ich gut:
Cartman schrieb:> fuesikalisch> (Weiss ich von meiner eigenen Diplomarbeit.)
Nun dann :-))
Cartman schrieb:> Pockelszellen sind da besonders lahnarschige Brueder.> (Weiss ich von meiner eigenen Diplomarbeit.)
Das liegt daran dass Pockelszellen nicht in ihrer Elektrodenform
optimiert sind. Tatsächlich geht da einiges. Stichwort hier ist
Wanderwellenelektrode. Damit baut man heute die schnellsten Modulatoren
überhaupt. Nachteil ist dass sie sehr groß sind weil der Pockels-Effekt
klein ist. EAMs sind deutlich kleiner aber langsamer.
Disclaimer: Ich bin für die Technik Anwender - kein Entwickler oder
Signalverarbeitungsspezi ;-)
Aber ein bisschen was kann ich vielleicht trotzdem dazu sagen.
Der OP hat ja nicht geschrieben wieviele Fasern das Glasfaser-Kabel hat
;-)
100Gbit/s aus einem QSFP28 Transceiver können sich auf 4 Duplex-Paare
verteilen, dann hast du effektiv 4x25Gbit/s.
Das sind dann QSFP28-SR4 Transceiver.
Mittlerweile bekommt man 50Gbit/s pro Wellenlänge auf eine Leitung
moduliert. (Vor einigen Jahren waren es 25, davor 10). Im Labor geht
sicherlich nochmal deutlich mehr, aber ich rede jetzt von Produkten die
jeder kaufen kann - so man das nötige Kleingeld hat.
Wenn man zwei dieser Wellenlängen nimmt und auf eine Faser
zusammenführt, bekommt man auch 100Gbit/s. Das geht auch mit Multimode
und heißt dann QSFP28-SR2.
Jetzt der Haken:
Multimode-Leitung
Multimode-Leitung
Multimode-Leitung
Das funktioniert schon - aber halt über sehr kurze Entfernungen.
Typischerweise ein paar 100m, je nach Faserqualität und Link-Budget.
Das ist eher eine Entfernung um innerhalb eines RZ zu verteilen oder
sehr nah beieinander gelegene Standorte zu verbinden.
Selbst auf einem mittelgroßen Campus reicht das kaum aus um
Unterverteiler oder mehrere Serverräume zu koppeln.
Oder halt um aus den bestehenden Leitungen das letzte bisschen raus zu
quetschen weil das immer noch billiger ist als eine neue Leitung legen
zu lassen.
Zumindest den Heckmeck mit 4 Duplex-Pärchen tut man sich doch nur an
wenn man absolut keine andere Möglichkeit hat (oder es nichts kosten
darf - dann macht man aber auch keine 100Gbit/s).
Da liegt dann eben auch kein MPO-Patchfeld dafür bereit sondern man
nimmt eine Kabelpeitsche MPO auf LC/SC(/ST ;-) ) und geht damit auf die
Bestandsverkabelung.
Jenseits von QSFP28 geht es auch weiter als 100Gbit/s. Aber da ist
MultiMode dann endgültig kein Thema mehr. Für 200 oder 400Gbit/s wird
SingleMode Faser einfach vorausgesetzt.
Das Verzweigen auf mehrere Faserpaare ist zwar weiterhin möglich aber
eigentlich nicht mehr sinnvoll. Auf der SingleMode Faser kann man das
für den Anwender einfacher durch Wellenlängen-Multiplexing innerhalb des
Transceivers lösen.
Klar, da ist nur je ein Baustein zum Senden und Empfangen drin - aber
wer sagt denn, dass der Halbleiter nur eine einzige Wellenlänge erzeugt?
Mit der gleichen Technik kann man übrigens auch Simplex-Transceiver
bauen. Die senden und empfangen auf unterschiedlichesn Wellenlängen und
brauchen daher nur eine einzige Faser. Man muss dann natürlich paarweise
die richtigen Transceiver zusammen stecken.
Als Gigabit-Variante sind die massenweise im FTTH-Bereich im Einsatz.
Glasfasern sind ggü. Kupfer zwar vergleichsweise billig, aber wenn ich
in der Fläche die Hälfte an Fasern sparen kann, macht sich das natürlich
trotzdem massiv bemerkbar.
Das funktioniert dann aber wirklich nur mit SingleMode Fasern sinnvoll.
Je nach Entfernung sind auch hier bis 100Gbit/s machbar.
In der Praxis kann man mit entsprechenden Transceivern vielleicht
nochmal ein bisschen was aus vorhandener Multimode-Verkabelung raus
quetschen. Das ist aber auf Dauer keine Option mehr, wenn man von einer
weiteren Steigerung der Datenraten ausgeht.
Wenn man mehr braucht, wird man auf Dauer an die Fasern ran müssen.
@prx:
Die Preise für Transceiver der neuesten Generation sind in etwas
konstant - nur dass man dafür immer mehr Bandbreite bekommt. Wenn die
Dinger etabliert sind, fallen sie deutlich. Für 2-3k€ bekommst du
eigentlich immer den heißen Scheiß.
Vor ein paar Jahren kostete ein 0815 10Gbit/s Transceiver noch
ordentlich dreistellig. Mittlerweile sind es unter 50€. Speziellere
Ausführungen etwas mehr.
100Gbit/s sind je nach Ausführung weit unter 1000€ zu haben.
Irgendwo bei 20-30€ ist offenbar so eine Art Baseline erreicht. Billiger
wird es dann nicht mehr. Das wird also ungefähr dem Gemeinkostenanteil
von Produktion und Handel für einen etablierten Prozess bei Massenware
entsprechen.
Immer vorausgesetzt man besteht nicht auf ein schickes
Hologram-Zettelchen mit einem Hersteller-Logo. Dann kannst du den Faktor
10 nehmen; das nennt man Listenpreis und davon geht dann ein beliebig
hoher Rabatt des Verkäufers wieder runter.
Da wird besch...en was das Zeug hält und Einkäufer lassen sich von
"alles aus einer Hand" "Hersteller Originalteile" und "Enterprise Grade
hat halt seinen Preis" einlullen.
Und natürlich ist kein Transceiver zu irgendwas kompatibel. Praktisch
jeder "Markenhersteller" prüft ob die Produktnummern im EEPROM des SFP
mit den vorgesehenen kompatibel sind.
Teilweise werden beim gleichen Hersteller auf Server- und auf
Switchseite unterschiedliche Module vorgesehen.
Da die Dinger aber am Ende vom Tag eh vom OEM kommen und mechanisch
sowie elektrisch genormt sind, gibt es eigentlich keinen Grund unbedingt
auf "Originalteile" zu gehen.
Was anderes als ihre Produktnummer in den EEPROM schreiben und nen Label
drauf zu kleben machen die Produkthersteller ja auch nicht.
Von den Ausfallraten unterscheiden sich Markenware und OEM nicht. Ich
hab mittlerweile im Laufe der Jahre ungefähr eine 4stellige Anzahl
GBICs, X2s, (Q)SFPs(+) Transceiver betüddelt.
Ausfälle sind sehr selten. Bei der Anzahl komme ich nicht auf 1 pro
Jahr.
Wenn das passiert, greift erst die vorgesehene Redundanz und dann der
Netzwerker in die Schublade zu einem Ersatzteil.
Wer sagt "ich brauche aber die Herstellerware mit erhöhter
Zuverlässigkeit (aka Industrial-Grade) weil sonst bei einem Ausfall mein
Netz steht" hat da ein Problem im Konzept. Bei einem Ausfall vom
teureren Teil steht das Netz ganz genauso, denn es fehlt an Redundanz.
Und wer zwei RZs per DarkFibre koppelt und nur eine bestellt weils so
teuer ist, der wird sich hoffentlich Gedanken gemacht haben was bei
einem Netzsplit passiert.
Cartman schrieb:>> 4x25G>> 25G hatte ich noch nicht auf dem Schirm.> Aber bestimmt auch heftig teuer und nur bei "berechtigtem'> Interesse dann finanziell interessant.
Die 10/25G-Module, die wir kaufen, kosten nur 70€ mehr, als reine 10G.
