Das Datenvolumen in Rechenzentren steigt stetig und nachwievor rasant an, in erster Linie angetrieben durch die zunehmende Verbreitung von „smarten“ Geräten und verbesserter Konnektivität. Ein weiterer Hauptgrund für dieses Wachstum liegt in der steigenden Nutzung von Over-the-Top-Mediendiensten (OTT), die die Notwendigkeit für höhere Bandbreite in Rechenzentren weiter vorantreiben wird. Laut einer Studie von Fortune Business Insights wird der weltweite Markt für OTT-Dienste voraussichtlich von 44,54 Mrd. US-Dollar im Jahr 2021 auf 139,00 Mrd. US-Dollar im Jahr 2028 mit einer CAGR von 17,7 % wachsen. Betreiber von Rechenzentren benötigen daher eine effiziente Möglichkeit die Bandbreite der vorhandenen Infrastruktur entsprechend zu steigern.
Der kontinuierliche Bedarf an mehr Bandbreite ist eine stetige Herausforderung. Rechenzentren müssen entsprechend darauf vorbereitet sein, um dieser Expansion gerecht zu werden. Gleichzeitig macht es Sinn eine höhere Pfadredundanz sicherzustellen und darüber hinaus in die Stabilität der physikalischen Schicht zu investieren. Durch die Verwendung von Lösungen zur Bandbreitenerweiterung profitieren Rechenzentren davon, dass sie die Nutzung der vorhandenen Infrastruktur maximieren, ohne weitere Glasfaserkabel verlegen zu müssen. Zusätzlich zur Steigerung der Kapazität ist auch eine Erhöhung der Übertragungsreichweite mittels optischer Verstärker möglich.
Innerhalb eines Rechenzentrums ist es in der Regel mittels strukturierter Verkabelungslösungen einfach weitere Fasern hinzuzufügen, um die zusätzlichen Bandbreitenanforderungen zwischen den Geräten zu erfüllen. Wenn es aber darum geht, weitere Glasfaserkabel außerhalb des Rechenzentrums zu verlegen, wird es weitaus komplizierter. Dies kann nicht nur extrem teuer und langwierig sein, sondern ist in einigen Fällen schlicht nicht möglich. In diesen Fällen ist die Bandbreitenerweiterung der vorhandenen Fiberoptik die bessere Lösung.
Bandbreitenerweiterung mittels Wellenlängenmultiplexing (WDM)
Die Erweiterung der Bandbreite ist ein allgegenwärtiges Thema in der Infrastruktur von Rechenzentren. Um ein solides Gesamtkonzept zur Bandbreitenerweiterung zu erarbeiten, müssen auch Themen wie Medienkonvertierung, Unterstützung von Leistungsklassen, zu erreichende Entfernung und Redundanz der Verbindungen mit berücksichtigt werden.
Die beste und kostengünstigste Technologie zur Erweiterung der Fiberoptikkapazität ist das so genannte Wellenlängenmultiplexing (WDM). Das Verfahren basiert auf dem Prinzip, dass sich optische Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen nicht gegenseitig stören und die unterschiedlichen Signale sowohl kombiniert als auch getrennt werden können. Dieses Prinzip ist auch zu beobachten, wenn weißes Licht durch ein Prisma geleitet wird und dadurch in die einzelnen Spektralfarben zerlegt wird. Das Spektrum für den optischen Transport und das Multiplexing auf Singlemodekabeln liegt in einem Wellenlängenbereich von etwa 1260 nm bis 1625 nm, also dem nicht sichtbaren Infrarotbereich.
Verwendung verschiedener WDM-Topologien
WDM ist eine ideale Alternative zur Verlegung neuer Fiberoptiken, um eine Bandbreitenerweiterung zu ermöglichen. Es ist nicht nur deutlich kostengünstiger, sondern auch die Zurverfügungstellung der höheren Bandbreite beträgt nur einen Bruchteil der Zeit. Die Möglichkeit WDM in den unterschiedlichsten Topologien zu verwenden macht es zu einer überaus vielseitigen Lösung. Diese Vielseitigkeit wird nochmals gesteigert, wenn aktive Module wie optische Verstärkung, Transponder oder optische Schutzschalter hinzugefügt werden.
Die häufigste und einfachste Topologie ist die einfache Punkt-zu-Punkt Verbindung. An beiden Enden werden WDM-Multiplexer/Demultiplexer (Mux/DeMux) verwendet, um die Kapazität der verwendeten Fasern durch die parallele Nutzung mehrerer optischer Kanäle (Wellenlängen) zu erhöhen. Die Bandbreite zwischen den beiden Punkten erhöht sich entsprechend der Anzahl und jeweiliger Datenrate der verwendeten Kanäle.
Natürlich ist WDM nicht auf die Verbindung zweier Standorte limitiert. Wenn mehrere Standorte miteinander verbunden werden, kommen zwei grundlegend unterschiedliche Multiplexing-Systeme ins Spiel. Das eine System ist der klassische Mux/DeMux, als zentraler Einspeisungs- und Terminierungspunkt. Das andere System ist der sogenannte optische Add-Drop-Multiplexer (OADM), oder auch Daisy-Chain-Multiplexer genannt. Ein OADM extrahiert nur eine Untermenge der Kanäle, die wiederum gleichzeitig mit anderen Signalen wieder eingespeist werden. Darüber hinaus werden alle weiteren Kanäle unangetastet weitergeleitet. Mithilfe der unterschiedlichen Multiplexing-Funktionen können verschiedene physikalische Netzwerktopologien ermöglicht werden, die aber völlig unabhängig von der logischen Netzwerktopologien sein können.
WDM ist eine ideale Lösung für die Bandbreitenerweiterung. In Kombination mit einer Auswahl aktiver Produkte ist WDM noch vielseitiger und deckt noch mehr Anwendungen ab. Das „CUBO System“ ist die aktive Transportlösung von HUBER+SUHNER. Dieses flexible, modulare System basiert auf 19"-Gehäusen und Line Cards. Diese können beliebig kombiniert und über eine intuitive webbasierte Benutzeroberfläche bedient und überwacht werden.
