Messtechnische Herausforderungen im Data Center für die strukturierte Verkabelung

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1 Messtechnische Herausforderungen im Data Center für die strukturierte Verkabelung Stefan Brand Distribution Account Manager

2 Agenda 10/40/100 GbE Standards Update MTP/MPO Testen im Feld -.für die 40/100Gb/s Anwendung - für die 10Gb/s Anwendung Encircled Flux(EF) Bedeutung für die Messgenauigkeit und das Dämpfungsbudget Sauberkeit, Inspektion und Dokumentation

3 Fluke Networks ist ein Teil der Danaher Corporation Danaher, ist ein vielschichtiger Technologiekonzern, entwickelt und produziert innovative Produkte und Dienstleistungen mit vielen starken Marken über sechs strategische Platformen. Environmental Hand Tools Motion Electronic Test Medical Product ID Fluke, Fluke Networks und Fluke Biomedical sind unterschiedliche Divisionen, die innerhalb der Danahergruppe getrennt arbeiten.

4 Die Geschichte von FLUKE Networks 2005 NetFlow Reporter Analyzer Traffic Analysis solution - a strategic product in DA business 2004Etherscope 10/100/GIG in the palm of your hands 2004OptiView Series II the world s only 10/100/GIG & a/b/g WLAN solution 2004Fastest copper & fiber tester in the market: DTX-family 12 sec autotest 2003Fluke Networks partners with NetQoS and adds application performance measurement 2000Introduces OptiView, The first portable 10/100/Gigabit Ethernet Analyzer 2000 Fluke and Fluke Networks Become Separate Companies 1995 DSP-100, The First Digital Cable Tester 1993 Enters Network Test Business with LANMeter, The first portable Network Analyzer 1969 Introduces The World s First Digital Multimeter 1948 Fluke Company Founded

5 Choosing the right limit.. It s not simple Komponenten Anforderungen 5

6 Grenzwerte Type λ(nm) Loss-Limit Units/ Comment Applications IEEE 802.3: 10GBASE-SR/SW db requires OF-300 IEEE 802.3: 10GBASE-LR/LW db requires OF-2000 ISO/IEC : 1000BASE-SX db requires OF-500.the transmission path has to comply with the application or channel requirements List is not complete! Channels consists of 1 or more links + equip. /patch cords Links Component Requirementfor Field Testing ISO/IEC only db requires OF-500 ISO/IEC : 1000BASE-LX db requires OF-2000 ISO/IEC : 100BASE-FX db requires OF-2000 ISO/IEC : Fibre Channel 062 Mbit/s e, OF-300 / OF-500 / OF-2000 Multi M. (max.300m/500m/2000m) OF-300 / OF-500 / OF-2000 Single M. (max. 300m/500m/2000m) db requires OF db requires OF / 3.25 / / 2.25 / / 2.0 / 3.5 db / 2.0 / 3.5 The loss limit is dependent on λ, length and connector/splice count. (min. 3 Components) OM1/-2/ -3/ Fiber db / km OS1 / OS2 both 1.0 / 0.4 Splice all all 0.3 db / Splice Connector all both 0.75/0.5/ %/ 95% / 50% TRC(Test Reference Cord) 850/ db / Connection & Random Link Ends 1310/ MPO TRC &TRC 850/1300?? 0.1 db / Connection (periodic Check) 1310/

7 Anforderungen an Connectivity ISO Die Basis für die Grenzwerte 2

8 Normen Überblick Region Channel/ Link / Component - Requirements Field Testing Requirements International ISO/IEC AMD2 (2009) Information technology Generic cabling for customer premises ISI/IEC Generic Cabling for Industrial premises ISO/IEC Generic Cabling for Data centrepremises ISO/IEC Generic cabling for homes Europe USA EN x Family Amd AB:2010 Information technology - Generic cabling systems Part 1: General requirements Part 2: Office premises Part 3: Industrial premises Part 4: Homes Part 5: Data Centres ANSI/TIA-568-C Generic Telecommunications Cabling for Customer Premises C.1 Commercial Building. C.2 Balanced Twisted-Pair Components Standards C.3 Optical Fiber Cabling Components Standard ISO/IEC (June 2006) Information technology Implementation and operation of customer premises cabling Part 3: Testing of optical fiber cabling. Some countries transition to. IEC Fiber-optic communication subsystem basic test procedures - Part 4-1: Test EN 50346:2002 A2:2009 Information technology - Cabling installation Testing of installed cabling. (Refers to for all technical details) ANSI/TIA B-2002, Optical Fibres Part 1-40: Measurement Methods and Test Procedures Attenuation ANSI/TIA/EIA , Measurement of Splice or Connector Loss andreflectance Using an OTDR 8

9 IEEE 40/100 GbE Applikationen über Glasfaser 40GBASE-SR4 40GBASE-LR4 40GBASE-FR Mulitmode Single Mode Source 4 x 10Gb VCSEL 4 x 10Gb Laser 1 x 40Gb 100GBASE-SR10 100GBASE-LR4 Laser 100GBASE-ER4 Optics Parallel Mulitmode Simplex Single Mode Connnector Source MPO 10 x 10Gb VCSEL LC 4 x (or 10Gb similar) Laser 1 x 40Gb Laser Wavelenght Optics 850 nmparallel nm Simplex Gb) Fiber Connnector OM3 OM4 MPO OS2 LC (or OS2similar) Max Wavelenght Distance 100 m mnm 10,000 m1300 nm 2,000m 1550 nm Loss Budget 1,9 db 1,53 db 6.7 db (DWDM) 4.0 db (DWDM) Fiber OM3 OM4 OS2 OS2 Max Distance 100 m 150 m 10,000 m 40,000m Loss Budget 1,9 db 1,53 db 8.3 db 18 db 9

10 Dünne Luft im Data Center? Zoned Data Centers Die Standard definieren einen PatchedChannel bestehend aus mehreren Links / Segmenten Distributor in accordance with ISO/IEC Network access cabling system Main distribution cabling system Zone distribution cabling system Equipm. cabling Courtesy: TE Connectivity 12

11 Yesterdays fastis todays slow Yesterdays incredible is todays expected Yesterdays connector budgetis todays link budget Link Budgets sind knapp bemessen: Zoned Data Centers erfordern 4 oder mehr Verbinder im Channel Beauty Contests verwendenden selektierte Componenten Verkäufer, Planer und Beratervermischen Typisch und Maximum Limits. 13

12 Test Regimes Standard Tier-1 Methods TIA-568-C Tier-2 ISO AMD.1 / ISO/IEC BASIC Test Regime LSPM:Light Source & Power Meter EXTENDED Test Regime OTDR: Optical Time Domain Reflectometer Die beiden Testmethoden sind komplementär! Die OTDR soll und kann nicht nicht die LSPM Messung ersetzen Beide Methode haben sowohl Vorteile als auch Nachteile

13 LSPM versus OLTS LSPM Light Source & Power Meter OLTS Optical Loss Test System Misst die Einfüge-Dämpfung des Übertragungskanals Längenabhängige Dämpfungs- Budgets müssen manuell berechnet werden Messung der Duplex-Strecke in beiden Richtungen 1. Messung der Länge 2. Errechnung des Dämpfungs-Büdgets 3. Messung der Einfüge-Dämpfung 4. Errechnung der Reserve Optional 2 er Schritt: Messung beider Fasern des Duplex Links in beiden Richtungen 15

14 Primäre Ursache der Dämpfung im Data Center: Coupling Losses Dämpfung der Konnektoren und Spleiße, (Betrifft auch Konnektoren am Messgerät): Area mismatch Spacing loss Axis misalignment Angular misalignment Fiber Basics NOTE: Nicht Kritische Anschlüssem am Messgerät können diese Efekte eliminieren 16

15 Referenzier-Methoden 1 Jumper Methode B 2 Jumper Methode A 3 Jumper Methode C #1 #1 #1 #2 #3 #2 #1 Link Under Test #2 Test Reference Cords mit Reference Grade Connectors werden von den meisten Standards verlangt Die meisten Hersteller verlangen die genauste 1 Jumper Methode Die genaue 1 Jumper Methode setzt einen Wechseladapter plus einen nicht-kritischen Konnektor am Powere Meter voraus.

16 Genauigkeit der Referenzier Methoden 1 Jumper Methode B 2 Jumper Methode A #1 #1 #2 3 Jumper Methode C #1 #3 #2 Cords /Ref. Methode Reg. Patch Cords 1 Jumper 2 Jumper 3 Jumper n Häufig negative Dämpfung! Test Reference Cords

17 Encircled Flux Reduziert den Multimode Messfehler EncircledFlux(EF) ist eine Methode zur Bewertung der Einkopplung Das letzte Element im Puzzle MM Messgenauigkeit. Neue Standards, Neue Designs und die Wettbewerbssituation verlangen nach einer verbesserten Messgenauigkeit!

18 Optical Source launch conditions impact the consistency and repeatability of Loss Measurements!! Source 1 Over filled Source 2 Restricted or Under filled

19 Warum wird der neue Standard EF dringend benötigt? Verschieden Lichtquellen verwenden ein unterschiedliche Einkopplung Vorangehende Standards für die Einkopplung, CPR (CouplingPower Ratio) und seit 2006 MPD (Modal Power Distribution) erlaubten eine zu hohe Variation im Messergebniss Heute verwendete Grenzwerte sind weitaus enger

20 Wie wird die Einkoppelung überprüft? CPR(Coupling Power Ratio) Pre 2006 The power is compare with and without a 9μm cord with 30mm mode filer inserted MPD(Mode Power Distribution) Since 2006 EF(Encircled Flux) New Principle: A filter makes the light visible for the camera The image is saved as a TIFF file SW is used to evaluate the distribution of light within the fiber

21 MPD vs. EF Relationship Zwi EF kompatible Lichtquellen + Under FilledLimit + Over Filledlimit mögliche Variaton im Ergebnis 10% Area of Interest Subject to Fiber Miss-Alignment Zwei MPD komptible Lichtquellen + Under FilledLimit + Over FilledLimit mögliche Variation im Ergebnis 40 %

22 Wie wird die Messtechnik EF- Konform Verwendung eines externen Mode Conditioners anstatt einer Mandrel(Wickeldorn) 100% EF konform teuer 1k / Paar Ergänzt vorhandene Messtechnik Klobig, schwer Mehrere versionen: SC, LC, ST, etc KeinAustausch verschlissener Stecker

23 Q & A Encircle Flux Häufige Fragen

24 Q&A: Zeigt jede Mandrelbasierende Lösung eine Variaton von 40%? Beispiel: DTX-MFM2 mit Mandrels ist MPD konform ist die mögliche Variation 40% 1. DTX-MFM2 verwendetgetuntelichtwquellenund 850/1300nm combiners 2. Die Messtechnik für die Überprüfung von EF Compliance ist identisch zur Prüfung der modalen Verteilung 3. Die Variation ist typisch geringer als die mögliche Variatio zweier EF kompatiblen Lichtquellen

25 Q&A: Kann der Stecker am EF Controller ersetzt werden und wie viele Stekczykeln sind garantiert? Wenn der LC Connector abbricht oder verschlissen ist, kann er nicht im Feld konfektioniert werden? Re-Terminationen müssen gemäß EF neu verifiziert werden! Es kann keine minimale Anzahl von Messungen bzw. Patchungengarantiert werden, da die Handhabung und Umgebungsbedingungen nicht definertsind. Z.B. abresiverschmutz kann zu sehr schneller Zerstörung führen.

26 Q&A: Kann der EF Controller in die Lichtquelle integriert werden bzw. kann das Steckgesicht durch ein kurzes Kabel angepasst werden? Verbrauchsmatrial bzw. Adaption 1. For the same reason the use of SacrificalCords dose not work EF is not assured at the end of the test cord 2. What would be needed is an EF Transparent Cord for this to work

27 Q&A: Gibt es Applikationssicherheit bei Verwendung einer Mandrel anstatt eines EF Controllers? Beispiel: DTX-MFM2 Retest 1) () Retest Retest ( 2 ) Note 1): Within the uncertainty of a EF based measurement Note 2): OnlyiftheFAIL was witha slimmargin Note 3) Betrachtung gilt nur für DTX-MFM2 und nicht für x-beliebige Quelle&Mandrel-Kombinationen

28 Wie wird die Messtechnik EF-Konform Methode 1:Verwendung eines externen Mode Conditioners anstatt einer Mandrel(Wickeldorn) 100% EF konform teuer 1k / Paar Ergänzt vorhandene Messtechnik Klobig, schwer Mehrere versionen: SC, LC, ST, etc KeinAustausch verschlissener Stecker 30

29 Wunschliste für einen EF-Konformen Feld Test?? 1. Eine EF-konforme Lichtquelle 2. Ein EF Transparentes Messkabel -... mit einem akzeptablen Preis - mit TRC Performance - ohne klobigen Abmessungen

30 Method 2: Kombiniert EF kontolliert Lichtquelle & EF Controlled Cord?? 1. EF kontollierte Lichtquelle 2. Ein EF Controlled TRC Geringerer Preis verglichen mit universellem EF Controller 100% TRC Performance stark reduzierte Baugröße 3. Funktioniert nur in der Kombination! 32

31 Documentation: TRC Performance & EF Konformität Konformität: IL, Reflectance, End-Face & EF 33

32 40/100 Gb/s IEEE 802.3ba

33 MPO/MTP - Future Proof Technology Migration Mbps Reuse the same MPO Trunk Cable 1G or 10G Cabling 40G Cabling 100G Cabling 35

34 Polarity - MPO/MTP System Type A 36

35 Polarity - MPO/MTP System Type B 37

36 MPO - Future Proof Technology Migration Mbps Reuse the same MPO Trunk Cable 1G or 10G Cabling 40G Cabling 100G Cabling 38

37 Polarity - MPO/MTP System Type A, B & C 39

38 Wie wurden MPO Trunks in der Vergangenheit getestet? Set Reference Install Fan-out Complex Test 12 times Polarity? Test to Limit? Documentation? Incomplete Tedious 41

39 Company Confidential Wunschliste für einen MTP/MPO Teste Test aller 12 Fasern ohne manueller Manipulation Aufzeigen von Grenzwert- Überschreitungen & Protokollierung Überprüfung der Polarität Unterstützung der genaueren 1Jumper Methode ( non-critical Connection im PM) EF konforme Einkopplung des Lichts

40 Messung Polarität & Dämpfung: Setzen der Referenz 1 Jumper bevorzugt vorausgesetzt nicht kritischer Stecker ) 43

41 Messung Polarität & Dämpfung: Messung des Trunks 44

42 MPO/MTP Power Meter Indicate if loss limit is exceeded. Report polarity per TIA-568-C.0 Save power or loss measurements to LinkWare MPO optical interface for 12 fibers Power or loss on 12 fibers simultaneously Individual power or loss on single fiber 45

43 MPO/MTP Licht-Quelle Stabilized optical signal on each fiber MPO optical interface for 12 fibers Scan All automatically sources all fibers Scan All enables polarity per TIA-568-C.0 Auto λ encoding User selectable individual channels 46

44 Gb/s Fehler Suche

45 Schritt1: Die Dämpfungsmessung identifiziert grenzwertige Links/Channels Fehler Suche - MPO: Die problematische Faser(n) wir identifiziert Schritt2: Ein OTDR lokalisiert die problematische Steckverbindung - Ein Fanoutcableadaptiert von SC auf MPO

46 Troubleshoot Beispiel: Lokalisierung des Flaschenhals Die Gesamtdämpfung 1.98dB ist innerhalb des Grenzwertes Der Flaschenhals ist nach 260m

47 Troubleshoot Beispiel: Korrektur des Problems Das Problem wurde durch Reinigung oder Tausch gelöst Der Flaschenhals nach 260m wurde eliminiert

48 Das OptiFiber Pro Eine revolutionäre neue Plattform

49 Fiber Inspection und Sauberkeit

50 Stufen der korrekten Reinigung Patchkabel Kupplungen STEPS: 1) Stirnfläche inspizieren 1) Stirnfläche inspizieren Sauber? Einstecken 2) Kleine Menge Fluid auf das Tuch 3) Stecker gerade halten und vom feuchten in das trockene bewegen 4) Stirnfläche inspizieren Sauber? Einstecken Wenn nicht, nochmals reinigen Sauber? Einstecken 2) Kleine Menge Fluid auf das Tuch Stift befeuchten 3) Mit leichtem Druck den feuchten Swab drehen 4) Mit leichtem Druck den trockenen Swab drehen Sauber? Einstecken Wenn nicht, nochmals reinigen

51 Bekannte Missverständnisse Schutzkappen schützen vor Schmutz - NEIN Schutzkappen sind nicht immer sauber Endflächen müssen nicht unbedingt sauber sein wenn Sie versiegelt aus dem Werk geliefert werden Druckluft bläst Schmutz weg- NEIN Uneffektiv bei Schmutzpartikeln auf der Stirnfläche Bläst größere Partikel herum anstatt zu entfernen Uneffektiv bei Verschmutzungen durch Hautpartikel/Schweiß Isopropyl Alkohol (IPA) ist das beste Mittel NEIN IPA hinterlässt Rückstände wenn es falsch eingesetzt wird (Statisch) Spezielle Reinigungsflüssigkeiten sind weitaus effektiver und antistatisch

52 Beste Anwendungsmethode Beginnen Sie jedesmal mit einem sauberen fusselfreien Tuch Material immer nur einmal verwenden Eine geringe Menge von Reinigungsfluid verwenden Wichtig! Zuerst feucht dann trocken Bewegen Sie den Stecker vom feuchten zum trockenen Teil Saubere und vorsichtige Bewegungen durchführen Mit leichtem Druck auf das Pad die Fläche reinigen Inspizieren Sie beide Stckerflächen bevor Sie konnektiert werden Solange reinigen bis der Stecker wirklich sauber ist. Ggf. Neues Patchkabel einsetzen

53 Fiber Optic Cleaning Kits Stirnflächen von PATCH CORDS Reinigungswürfel und Flüssigkeit zur Reinigung mehrerer Stecker Aufgerollte Tücher mit weicher Unterlage Cleaning Cards und Flüssigkeit 12 individuell versiegelte Reinigungszonen Stirnflächen durch Kupplung Korrekte Swab Größe verwenden 1.25mm oder 2.5mm Flüssigkeit auf den Swab mit dem Cube oder Card Tragetasche zur Aufbewahrung

54 Fiber Optic Cleaning Kits Stirnflächen von PATCH CORDS und Verteilerfeldern: - Schnelle Reinigung ohne Flüssigkeit bis zu 525 pro Einheit bei geringfügiger Verschmutzung: Straßenstaub (ISO ) Rückstände von Hautfett Salzwasserrückstände Alkoholrückstände Pflanzliche Rückstände Graphit-Rückstände Handcreme Rückstände destillierten Wassers Verwendbar für alle üblichen Steckergesichter wie SC, ST, LC, E MU, FC und MPO/MTP. Tragetasche zur Aufbewahrung im Kit

55 Übersicht Mikroskope FiberInspector Pro Inspiziert den Großteil aller Steckgesichter Duale Vergrößerung (250x/400x) Großer 3.5 Schirm Schockresistent Diverse Adaptierungen möglich FiberInspector Mini Inspiziert die gängigsten Steckgesichter (SC, SC, FC and LC) Sehr kompakt Kostengünstiges Mikroskop FiberViewer Nur für Patchkabel Stabil und ergonomische Handhabung Viel genutzte Inspektionsmethode

56 OptiFiber Pro OTDR 5.7 inch touchscreen display Smartphone user interface Singlemode, Multimode and Quad modules 10.6 x 7.5 x 2.5 inches 8-hour battery life Real-time trace

57 MPT/MPO Reinigung und Inspektion

58 Conclusio Mitimmerhöheren Bandbreiten sinkendie Dämpfungsbudgets. Die Dokumentation und Sicherstellung der Sauberkeit ist unabdingbarer Bestandteil der DC-Installation und des fortlaufenden Betriebs. Die Auswahl der Komponenten und Testsysteme ist entscheidend für die Zukunftssicherheit des DC- Fiberinstallationen. Die EF (Encircled Flux ) kompatible Dämpfungsmessung sollte die Standardmessmethode im DC sein. Die komplementäre OTDR-Messung erlaubt die schnelle Identifikation des Flaschenhalses in einem Link. 85

59 Ich bedanke mich für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen, Wünsche, Anregungen? 86

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