Next Generation Cabling 40 GBASE-T über Kategorie 8.1 oder 8.2?

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1 Next Generation Cabling 40 GBASE-T über Kategorie 8.1 oder 8.2? Yvan Engels Strategic market development / standardisation Business Unit Infrastructure & Datacom LEONI Kerpen GmbH

2 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 Mitarbeiter in 32 Ländern und erzielte 2013 einen Konzernumsatz von 3,9 Mrd. Euro. 2

3 Inhalt Aktueller Stand der Normierung IEEE ISO/IEC IEC Auswirkungen auf die Infrastruktur im Data Centre Link-/Portkosten LWL Kupfer Kriterien für die Auswahl der Produkte: Kategorie 8.1 oder 8.2? 3

4 Datenraten im DC 400 Gigabit Core Fibre 40 Gigabit Server Copper 4

5 Forecast Server 5

6 Bisherige Technologien 40 Gbit/s gemäß IEEE 802.3ba 8 paarige Twinaxkabel (CR4) bis 7m 2 fasrige SM LWL Kabel (1310nm CWDM/1550nm) bis 10/2km 8 fasrige OM3/OM4 LWL Kabel bis 100/150 m Defizite: Reichweite, Wirtschaftlichkeit und Migration! (R/W) (W/M) (W) 6

7 Kosten per Port (absolut) Gbit/s Preis pro Port LWL (absolut) Preis pro Port Kupfer (absolut) LWL: short reach nach IEEE Kupfer: X BASE-T Euro Die Angaben für die Kosten sind Orientierungen und können je nach Anbieter davon abweichen Die Angabe für 40G über Kupfer beruht auf einer Prognose 7

8 IEEE 802.3: 40GBASE-T IEEE beschloss am mit großer Mehrheit die Gründung einer Study Group zur technischen und wirtschaftlichen Evaluierung von neuen Übertragungssystemen (40GBASE-T) auf Basis von 4paariger symmetrischer Kupfertechnik. Heute: 10 Gbit/s über 4paarige symmetrische Verkabelung Künftig: 40 Gbit/s über 4paarige symmetrische Verkabelung Channel ISO/IEC 9

9 Anforderungen IEEE 802.3bq Unter der Bezeichnung IEEE 802.3bq erarbeitet die eingesetzte Arbeitsgruppe Anforderungen für folgende 40 Gbit/s Übertragungsstrecken: Übertragungsstrecken zwischen z.b. Server und Switch von bis zu mindestens 30 m mit 2 Steckverbindern (für EoR, MoR) Punkt-zu Punkt- Verbindungen von 5 m bis 10 m (für ToR) 10

10 ISO/IEC JTC1 SC25 WG3 Technischer Report ISO/IEC Guidance for balanced cabling in support of at least 40 GBit/s data transmission A N Betrachtung von Verkabelungsstrecken mit Komponenten der Kategorien 6 A (500 MHz) und 7 A (1.000 MHz) für Längen von 30 m Charakterisierung von Verkabelungsstrecken mit Komponenten der Kategorien 6 A (500 MHz) und 7 A (1.000 MHz) für Längen von 30 m und Frequenzen bis 1,6 GHz Spezifikation Channel Class I auf Basis von optimierten Komponenten der Kategorie 6 A extrapoliert bis 1,6 GHz und Channel Class II auf Basis von optimierten Komponenten der Kategorie 7 A extrapoliert bis 1,6 GHz für Längen von 30 m Bewertung der Übertragungskapazitäten und Reichweitenpotenziale 12

11 40 GBASE-T mit Channel I (1,6 GHz) Übertragungskapazität- und länge bei hoher Kompensation und Systemreserve von 20 Gbit/s: ~ m db FTP + RJ Class I Frequency Signal Noise L := 30 db Class I all noise sources Frequency FEXT attenuation NEXT Rl ANEXT AFEXT Bnoise PHY Class I fmax_system = 1.6 GHz CN = 50 CF = 35 CR = 58 BNp( 1) = 61 db Tp = Shannon Capacity 50 Margin in db Kabel: i. A. IEC /6 Anschlusstechnik: i.a. IEC & EIA/TIA 568C.2 erweitert bis MHz Gbit/s Channel length db Channel length 14

12 40 GBASE-T mit Channel II (1,6 GHz) Übertragungskapazität- und länge bei geringer Kompensation und Systemreserve von 20 Gbit/s: ~ m S/FTP + Non RJ45 db Class II Frequency Signal Noise db L := Class II all noise sources Frequency FEXT attenuation NEXT Rl ANEXT AFEXT Bnoise PHY Class II fmax_system = 1.6 GHz CN = 30 CF = 14 CR = 56 BNp( 1) = 61 db Tp = 3 db 140 Shannon Capacity 50 Margin in db Kabel: i.a. IEC /6 Anschlusstechnik: i.a. IEC & IEC erweitert bis MHz Gbit/s Channel length db Channel length 15

13 Vergleich Kompensation und Margin Parameter Class I Class II Max frequency GHz Backgroun d noise level db 1,2 1,6 2,0 1,2 1,6 2, CN db CF db CR db Margin at 30m db Klasse I (1.600 MHz) und Klasse II (1.600 MHz) unterscheiden sich wesentlich durch den Kompensationsaufwand. Mit Klasse II lassen sich 40G Transceicer kostengünstiger und energieeffizienter realisieren! Bandbreitenerhöhung bringt keine höhere Übertragungsreserve! 16

14 Strategie Normierung Verkabelung ANSI/TIA PN-568-C.2-1 Übertragungsstrecke & Link: Kategorie 8 (2 GHz) Kabel & Steckverbinder: Kategorie 8 (2 GHz) ISO/IEC Ausgabe 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 /104 Steckverbinder: Kategorie 8.1 (1,6 GHz für Klasse I) Steckverbinder: Kategorie 8.2 (1,6 GHz für Klasse II) 17

15 Rückwärtskompatibilität TIA Keine Spezifikation für Kategorie 7 und 7 A Kategorie 8: nur rückwärtskompatibel bis zu Kat. 6A 18

16 Rückwärtskompatibilität ISO/IEC ISO/IEC Channel Class I Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 6 A 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. 6 A Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 6 A Cat. 6 A Cat. 6 A Cat. 6 A Cat. 7 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 6 A Cat. 7 Cat. 7 Cat. 7 Cat. 7 A Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 6 A Cat. 7 Cat. 7 A Cat. 7 A Cat. 8.1 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 6 A Cat. 7 Cat. 7 A Cat. 8.1 Kategorie 8.1: nur rückwärtskompatibel bis zu Kat. 6 A 19

17 Rückwärtskompatibilität ISO/IEC ISO/IEC Channel Class II Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 6 A 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. 6 A Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 6 A Cat. 6 A Cat. 6 A Cat. 6 A Cat. 7 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 6 A Cat. 7 Cat. 7 Cat. 7 Cat. 7 A Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 6 A Cat. 7 Cat. 7 A Cat. 7 A Cat. 8.2 Cat. 3 Cat. 5 Cat. 6 Cat. 6 A Cat. 7 Cat. 7 A Cat. 8.2 Kategorie 8.2: rückwärtskompatibel bis zu Kat. 7 A 20

18 Vergleich ISO/IEC & TIA db 50 1GHz Cat.8 Class I Class II (8.1) (8.2)

19 Produktauswahl F/UTP Kategorie 8.1 S/FTP Kategorie 8.2 MegaLine Connect100 RJ45 Kategorie 8.1 Tera, GG45, ARJ45 Kategorie

20 Produktlösung MegaLine G20 S/F nach IEC /10 (Entwurf Kategorie 8.2) MegaLine Connect100 für 40GBASE-T Channel Klasse I und II IEC (Entwurf Kategorie 8.1) In Vorbereitung IEC (Entwurf Kategorie 8.2) IEC (Entwurf Kategorie 8.2) 26

21 Premium Verification Programm 29

22 Fazit und Ausblick (1) 40GBASE-T funktioniert nur mit geschirmten Verkabelungslösungen: Klasse F A / Kategorie 7 A (1 GHz)? Klasse I / Kategorie 8.1 (1,6 GHz) Klasse II / Kategorie 8.2 (1,6 GHz) Kompensationsaufwand und damit Energieverbrauch 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 Künftige Deutsche Norm auf Basis Klasse II und Kategorie 8.2! 34

23 Fazit und Ausblick (2) MegaLine Connect100 ist ready for 40G: Klasse I mit Kategorie 8.2 Kabel (1,6 GHz) Klasse II mit Kategorie 8.2 Kabel und Anschlusstechnik (1,6 GHz) MegaLine Connect100 ist rückwärtskompatibel zu Kat. 7 und Kat.7 A MegaLine Connect100 ist um Faktor 2 bis 3 wirtschaftlicher als LWL OM3/OM4 mit MTP/MPO MegaLine Connect100 erfüllt künftige Deutsche Norm MegaLine Connect100 bietet Reserven für weitere Datensteigerungen 35

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Fragen?