Next Generation Cabling 40 Gigabit über symmetrische Kupferverkabelung

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1 Next Generation Cabling Gigabit über symmetrische Kupferverkabelung Yvan Engels Head of Product Management Datacom BU Infrastructure & Datacom LEONI KERPEN GmbH 1 LEONI - Das Unternehmen LEONI ist ein weltweit tätiger Anbieter von Drähten, optischen Fasern, Kabeln und Kabelsystemen sowie zugehörigen Dienstleistungen für Anwendungen im Automobilbereich und weiteren Industrien. Die im deutschen MDAX börsennotierte Unternehmensgruppe beschäftigt rund 54. Mitarbeiter in 32 Ländern und erzielte 12 einen Konzernumsatz von 3,8 Mrd.Euro. 2

2 Entwicklung der Datenraten im DC Gigabit Core Fibre Gigabit Server Copper 3 Forecast Server 4

3 Bisherige Verkabelungstechnologien Gbit/s gemäß IEEE 82.3ba 8 paarige Twinaxkabel (CR4) bis 7m 2 fasrige SM LWL Kabel (131 CWDM/155nm) bis 1/2km 8 fasrige OM3/OM4 LWL Kabel bis 1/15 m Defizite: Reichweite, Wirtschaftlichkeit und Migration! 5 Beschluss IEEE 82.3: NGBASE-T IEEE 82.3 beschloss am mit großer Mehrheit die Gründung einer Study Group zur technischen und wirtschaftlichen Evaluierung von neuen Übertragungssystemen (NGBASE-T) auf Basis von 4paariger symmetrischer Kupfertechnik. Nachdem bisher Schnittstellen bis 1 Gbit/s über 4paarige symmetrische Kupferverkabelungen normiert sind, möchte IEEE 82.3 eine Übertragungsrate von Gbit/s für dieses Übertragungsmedium spezifizieren. 6

4 Anforderungen IEEE 82.3bq Unter der Bezeichnung IEEE 82.3bq erarbeitet die eingesetzte Arbeitsgruppe Anforderungen für folgende Gbit/s Übertragungsstrecken: Übertragungsstrecken zwischen z.b. Server und Switch von bis zu mindestens 3 m mit 2 Steckverbindern (für EoR, MoR) Punkt-zu Punkt- Verbindungen von 5 m bis 1 m (für ToR) 7 GBASE-T: das Prinzip nearby cable bi-directional magnetics Switch Alien Crosstalk (AXT) NIC/LOM 1 Gbit/s 1 Gbit/s Gbit/s DSP 1 Gbit/s DSP Gbit/s 1 Gbit/s NEXT FEXT Return Loss 8

5 ISO/IEC JTC1 SC25 WG3 Technischer Report ISO/IEC Guidance for balanced cabling in support of at least GBit/s data transmission Betrachtung von Verkabelungsstrecken mit Komponenten der Kategorien 6 A (5 MHz) und 7 A (1. MHz) für Längen von 3 m Qualifikationsvorgaben gemäß künftiger IEEE 82.3 Spezifikation für Übertragungsstrecken mit Kat.7 A Komponenten. Spezifikation Channel Class I auf Basis von Komponenten der Kategorie 6 A extrapoliert bis 1,6 GHz und Channel Class II auf Basis von Komponenten der Kategorie 7 A extrapoliert bis 1,6 GHz für Längen von 3 m Bewertung der Übertragungskapazitäten und Reichweitenpotenziale 9 GBASE-T mit Kat. 7 A (1. MHz) L := 3 Übertragungskapazität- und länge bei geringer Kompensation und Systemreserve von Gbit/s: ~ m S/FTP Fre qu e n cy FEXT attenuation NEXT Rl ANEXT AFEXT Bnoise PHY fmax_system = 1 GHz CN = CF = 15 CR = 58 BNp( 1) = 63 Tp = 3 1 S hannon Capacity 5 Margin i n Kabel: nach IEC /6 Anschlusstechnik: nach IEC & IEC Gbit/s Channel length Channel length 1

6 GBASE-T mit Channel I (1.6 MHz) Übertragungskapazität- und länge bei hoher Kompensation und Systemreserve von Gbit/s: ~ 55 m FTP Class I Frequency Signal Noise L := Class I all noise sources Fre que n cy FEXT attenuation NEXT Rl ANEXT AFEXT Bnoise PHY Class I fmax_system = 1.6 GHz CN = 5 CF = 35 CR = 58 BNp() 1 = 61 Tp = 3 14 Shannon Capacity 5 Margin in Kabel: i. A. IEC /6 Anschlusstechnik: i.a. IEC & EIA/TIA 568C.2 erweitert bis 1.6 MHz Gbit/s Channel length Channel length 11 GBASE-T mit Chanel II (1.6 MHz) Übertragungskapazität- und länge bei geringer Kompensation und Systemreserve von Gbit/s: ~ 55 m S/FTP Class II Fre que n cy Signal Noise L := Class II all noise sources Fre qu e ncy FEXT attenuation NEXT Rl ANEXT AFEXT Bnoise PHY Class II fmax_system = 1.6 GHz CN = 3 CF = 14 CR = 56 BNp( 1) = 61 Tp = 3 1 Shannon Capacity 5 Margin in Kabel: i.a. IEC /6 Anschlusstechnik: i.a. IEC & IEC erweitert bis 1.6 MHz Gbit/s Channel length Channel length 12

7 Vergleich Kompensation und Margin Parameter Class I Class II Max frequency GHz Backgroun d noise level 1,2 1,6 2, 1,2 1,6 2, CN CF CR Margin at 3m Klasse I (1.6 MHz) und Klasse II (1.6 MHz) unterscheiden sich wesentlich durch den Kompensationsaufwand. Mit Klasse II lassen sich G Transceicer kostengünstiger und energieeffizienter realisieren! Bandbreitenerhöhung bringt keine höhere Übertragungsreserve! 13 Strategie Normierung Verkabelung ANSI/TIA PN-568-C.2-1 Übertragungsstrecke&Link: Kategorie 8 (2 GHz) Kabel&Steckverbinder: Kategorie 8 (2 GHz) ISO/IEC 1181-? Übertragungsstrecke&Link Klasse I (1,6 GHz basierend auf Kat.6 A ) Übertragungsstrecke&Link Klasse II (1,6 GHz basierend auf Kat.7 A ) IEC und IEC Kabel: Kategorie 8.1 (1,6 GHz für Klasse I) Kabel: Kategorie 8.2 (1,6 GHz für Klasse II) IEC & IEC /IEC /14 Steckverbinder: Kategorie 8.1 (1,6 GHz für Klasse I) Steckverbinder: Kategorie 8.2 (1,6 GHz für Klasse II) 14

8 Rückwärtskompatibilität TIA Keine Spezifikation für Kategorie 7 und 7 A Kategorie 8: nur rückwärtskompatibel bis zu Kat. 6A 15 Rückwärtskompatibilität ISO/IEC ISO/IEC Channel Class I Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 7 Cat. 7 A Cat. 8.1 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 5 Cat. 5 Cat. 5 Cat. 5 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 6 Cat. 6 Cat. 6 Cat. 6 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 7 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 7 Cat. 7 Cat. 7 Cat. 7 A Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 7 Cat. 7 A Cat. 7 A Cat. 8.1 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 7 Cat. 7 A Cat. 8.1 Kategorie 8.1: nur rückwärtskompatibel bis zu Kat. 6 A 16

9 Rückwärtskompatibilität ISO/IEC ISO/IEC Channel Class II Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 7 Cat. 7 A Cat. 8.2 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 5 Cat. 5 Cat. 5 Cat. 5 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 6 Cat. 6 Cat. 6 Cat. 6 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 7 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 7 Cat. 7 Cat. 7 Cat. 7 A Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 7 Cat. 7 A Cat. 7 A Cat. 8.2 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 7 Cat. 7 A Cat. 8.2 Kategorie 8.2: rückwärtskompatibel bis zu Kat. 7 A 17 Vergleich ISO/IEC & TIA 1GHz 18

10 Produktauswahl F/UTP Kategorie 8.1 S/FTP Kategorie 8.2 MegaLine Connect1 RJ45 Kategorie 8.1 Tera, GG45, ARJ45 Kategorie Produktankündigung MegaLine nach IEC (Entwurf), Kategorie 8.2 MegaLine Connect1 für GBASE-T IEC , Kategorie 8.2 IEC (Entwurf), Kategorie 8.1 IEC (Entwurf), Kategorie 8.2

11 Dämpfung Channel II 21 NEXT Channel II 22

12 Kopplungsdämpfung Channel II 23 Fazit und Ausblick GBASE-T funktioniert nur mit geschirmten Verkabelungslösungen: Klasse F A / Kategorie 7 A (1 GHz) Klasse I / Kategorie 8.1 (1,6 GHz) Klasse I / Kategorie 8.2 (1,6 GHz) Bandbreitenerhöhung oberhalb 1 GHz bringt keinen wirklichen Gewinn. Kompensationsaufwand bei Klasse II / Kategorie 8.2 am geringsten Nur Komponenten der Kategorie 8.2 sind rückwärtskompatibel zu Kat. 7 und Kat.7 A Kategorie 8.2 Komponenten bieten Reserven für weitere Datensteigerungen 24

13 Danke für die Aufmerksamkeit Gibt es noch Fragen? Die Bilder dieser Präsentation sind urheberrechtlich geschützt. Die unrechtmäßige Nutzung ist strafbar. 25