OM5-Fasern – eine neue Kabelgeneration für mehr Datendurchsatz

Autor / Redakteur: Petra Adamik / Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Mit OM5-Fasern drängt eine neue Generation an Lichtwellenleitern auf den Markt, die explizit für die Anforderungen datenintensiver Applikationen entwickelt wurde. Wir haben uns die Technologie genauer angesehen.

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Die neuen OM5-Produkte von Rosenberger OSI können 100 Gigabit Ethernet über zwei Fasern optimiert übertragen.
Die neuen OM5-Produkte von Rosenberger OSI können 100 Gigabit Ethernet über zwei Fasern optimiert übertragen.
(Bild: Rosenberger OSI)

Daten sind für Unternehmen rund um den Globus der wichtigste Rohstoff. Eine rasant wachsende Zahl von Verbrauchern und Unternehmen erzeugen und teilen Daten mit den verschiedensten Endgeräten. Das Ende dieser Entwicklung ist nicht abzusehen, wie die IDC-Studie Data Age 2025 prognostiziert. Bis 2025 soll sich demnach die weltweite Datenmenge auf 163 ZByte verzehnfachen. Unternehmen werden nach Einschätzung der Analysten 60 % dieser globalen Datenmenge erzeugen.

Zwar stehen viele Organisationen mit ihrer Strategie für die digitale Transformation noch am Anfang, aber bereits jetzt zeigt sich: Je mehr Geschäftsprozesse digitalisiert und je größer die Datenmengen werden, desto wichtiger wird die darunterliegende Infrastruktur. Stimmt der Datendurchsatz nicht, leidet die Performance der Prozesse. Unternehmen benötigen deshalb eine leistungsfähige IT-Infrastruktur. Nur so werden sie mittel- bis langfristig in der Lage sein, ihre Geschäftsprozesse flexibel an die Anforderung von Kunden, Märkten und technischen Entwicklungen anzupassen. Fundament für den erfolgreichen Weg in die Digitalisierung ist daher ein sicheres und zuverlässiges Netzwerk mit einer passenden Verkabelung.

OM5 als Standard für Lichtwellenleiter

Ethernet hat sich im Bereich der Gebäude- und Rechenzentrumsverkabelung zur bevorzugten Technologie entwickelt. Die internationalen Standardisierungsgremien arbeiten kontinuierlich an der Weiterentwicklung von Standards, damit einheitliche Lösungen entstehen können, mit denen sich die Herausforderungen der Zukunft meistern lassen. So wurde im Oktober 2017 OM5 als Standard für die Verkabelungsklassifizierung von Breitband-Multimode-Lichtwellenleiter festgelegt. Die Bezeichnung ist darüber hinaus für die Aufnahme in die Ausgaben der Normungs- und Standardisierungsorganisationen ISO/IEC 11801, der DIN EN 50173-1 und der ANSI/TIA-568.3-D vorgesehen.

Rosenberger Optical Solutions & Infrastructure (Rosenberger OSI) hat diesen Standard für seine Verkabelungslösungen auf Basis von Glasfasertechnologie bereits adaptiert. Die neuen OM5-Produkte der des Unternehmens können 100 Gigabit Ethernet über zwei Fasern optimiert übertragen. Mit einem Wellenlängen-Multiplex-Verfahren lassen sich Daten mit vier verschiedenen Wellenlängen gleichzeitig übertragen. „Die ständig wachsenden Datenraten verlangen der Infrastruktur einiges ab“, bringt es Thomas Schmidt, Geschäftsführer von Rosenberger OSI, auf den Punkt. „Damit Unternehmen fit für Herausforderungen wie IoT, Industrie 4.0 oder digitale Workspace sowie Big Data werden, benötigen sie zukunftsorientierte Infrastrukturlösungen, die mit ihren Anforderungen wachsen können.“

Blick zurück: von OM3- zu OM4-Fasern

In der Vergangenheit lag der Fokus auf der Optimierung der Übertragungseigenschaften bei einer einzelnen Wellenlägen. Diese Faser war bei 850 nm optimiert und wurde um die Jahrtausendwende als „New Fiber“ bekannt. Heute wird sie als „OM3“ eingestuft. Die OM3-Faser erlaubt die Realisierung einer relativ kostengünstigen Lösung. Bei einer Übertragungslänge von 300 m ist eine Datenübertragungsrate von 10 Gbit/s möglich.

Aufgrund des weltweiten Datenvolumens und dem Wunsch nach höheren Durchsatzraten war die Weiterentwicklung des Standards abzusehen. Denn eine Erhöhung der Datenrate geht immer Hand in Hand mit der Reduzierung der Datenlänge. Um eine Steigerung der Übertragungsraten zu erzielen, war daher die Weiterentwicklung der Multimode-Faser erforderlich. In der ISO/IEC 11801 wurden 2010 deshalb die Spezifikationen für eine OM4-Faser definiert. Damit wurde eine verbesserte Bandbreite möglich. Die maximale Übertragungslänge einer OM4-Faser beträgt bei einem Datendurchsatz von 10 Gbit/s spezifizierte 550 m.

Neuer Standard OM5 eröffnet weitere Optionen

Die OM5-Faser hilft mit ihrer Leistungsfähigkeit neue Dimensionen in der Datentechnik zu erschließen. So werden nun auch für Multimodefasern Wellenlängen-Multiplexverfahren realisierbar, was für Singlemodefasern schon eine sehr lang etablierte Technik darstellt. Mithilfe der SWDM-Technologie (Shortwave Wavelength Division Multiplexing), die es ermöglicht, Datenströme auf verschiedenen Wellenlängen über eine Faser zu übertragen, können jetzt pro Faserpaar bis zu 100 Gigabit pro Sekunde transferiert werden. Auf diese Weise können mit einer OM5-Verkabelungung vier Datenströme zu je 25 Gigabit pro Sekunde (100 GB Ethernet) übertragen werden.

Eine andere Möglichkeit ist die bereits etablierte Bidi-Technologie für Singlemodefaser auf Multimode zu projizieren. Für die gleiche Performance – 100 Gigabit pro Sekunde pro Faserpaar – wird dann allerdings eine 50G-Transceiver-Technologie benötigt, welche je 50 Gigabit pro Sekunde pro Faser in Hin- und Rückrichtung über zwei verschiedene Wellenlängen überträgt.

Verkabelungs-Infrastrukturen, die auf OM5-Fasern basieren, sind prädestiniert für komplexe Anwendungen, in denen ein hohes Datenvolumen generiert wird und gleichzeitig extreme Anforderungen an den Datendurchsatz gestellt werden.
Verkabelungs-Infrastrukturen, die auf OM5-Fasern basieren, sind prädestiniert für komplexe Anwendungen, in denen ein hohes Datenvolumen generiert wird und gleichzeitig extreme Anforderungen an den Datendurchsatz gestellt werden.
(Bild: Rosenberger OSI)

Mit herkömmlichen Fasern sind die vorgenannten Technologien nur bedingt realisierbar. Das volle Potenzial für eine Leitungslänge bis zu 150 m ermöglicht nur die OM5-Faser. Diese Faser ist im Gegensatz zu OM4- und OM3-Fasern, welche lediglich für 850 nm optimiert sind, über einen größeren Wellenlängenbereich mit der gleichen Performance wie eine OM4-Faser spezifiziert. So werden SWDM-Signale bei 850 nm, 880 nm, 910 nm und 940 nm parallel über eine Faser übertragen. Bei Bidi werden Signale bei 850 nm in eine Richtung und bei 1300 nm von der Gegenrichtung gleichzeitig übertragen.

Damit sind Verkabelungs-Infrastrukturen, die auf OM5-Fasern basieren, prädestiniert für komplexe Anwendungen, in denen ein hohes Datenvolumen generiert wird und gleichzeitig extreme Anforderungen an den Datendurchsatz gestellt werden. Nur auf diese Weise lassen sich im produktiven Umfeld Echtzeitanwendungen realisieren, wie sie beispielsweise im Umfeld von Industrie 4.0 oder Big Data erforderlich sind.

Mit zwei OM5-Multimodefasern zur 100-Gigabit-Ethernet-Verbindung

OM5-Multimodefasern eignen sich ideal für die Zusammenarbeit mit leistungsstarken Switches sowie für die Anbindung von Hochleistungs-Servern. Mit zwei OM5-Multimodefasern lässt sich dabei eine hoch performante 100-Gigabit-Ethernet-Verbindung aufbauen. Die Kabellänge von 150 m qualifiziert OM5-basierte Kabel beispielsweise für die stockwerkübergreifende Gebäudeverkabelung oder für den Einsatz in Serverräumen.

In Rechenzentren, mit ihrer hohen Zahl an Komponenten sowie Applikationen mit einem hohen Datenvolumen, bietet sich zukünftig 400-Gigabit-Ethernet an. Eine solche Lösung lässt sich mit acht OM5-Fasern realisieren. Auf diese Weise lassen sich in Rechenzentren hohe Datendurchsatzraten erzielen. Das schafft die optimalen Bedingungen für anspruchsvolle Anwendungen, für die die OM5-Faser explizit entwickelt wurde.

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* Petra Adamik ist freie IT-Autorin aus München

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