Die Vorteile von AOC-Kabeln in modernen Netzwerken verstehen und maximieren

In der heutigen digitalen Welt bewegt sich alles so schnell und ist stark vernetzt, dass zuverlässigere und gleichzeitig schnellere Datenübertragungssysteme erforderlich sind. Kupferkabel werden jedoch schon sehr lange verwendet Aktive optische Kabel (AOC) scheinen aufgrund ihrer vielen Vorteile gegenüber ihnen der wichtigste Teil moderner Netzwerkinfrastrukturen geworden zu sein. Ziel dieses Artikels ist es, dem Leser ein Verständnis dafür zu vermitteln AOC-KabelDazu gehört auch, wie sie hergestellt werden, wie sie funktionieren und welche Vorteile sie im Hinblick auf aktuelle Netzwerkanwendungen gegenüber herkömmlichen Kupferdrähten haben. Wir werden auch verschiedene Möglichkeiten untersuchen, wie wir die Leistung und Effizienz von AOCs in verschiedenen Netzwerkumgebungen maximieren können. Am Ende dieser Lektüre sollte man in der Lage sein, Entscheidungen darüber zu treffen, ob man AOC-Technologie für verbesserte Systemeffizienzen in seinen Netzwerken implementieren muss oder nicht.

Was ist ein aktives optisches Kabel von AOC?

Definition von AOC-Kabeln und aktiven optischen Kabeln

Aktive optische Kabel (AOCs) sind fortschrittliche Kabelbaugruppen, die die Signalübertragung durch die Integration von Multimode-Glasfasern mit aktiver Elektronik verbessern. Im Gegensatz zu passiven optischen Kabeln verfügen diese an beiden Enden über Transceiver, die elektrische Signale in Lichtsignale umwandeln und umgekehrt. Dadurch können sie Daten mit hoher Geschwindigkeit über größere Entfernungen senden und gleichzeitig elektromagnetische Störungen im Vergleich zu herkömmlichen Kupferkabeln minimieren. Sie werden häufig in Rechenzentren, Hochleistungsrechnern und anderen Anwendungen mit hoher Bandbreite eingesetzt, da sie eine zuverlässige und effiziente Interkonnektivität ermöglichen.

Wie sich AOC von herkömmlichen Kupferkabeln unterscheidet

Aktive optische Kabel (AOCs) werden anders hergestellt, haben eine andere Leistung und werden anders verwendet als herkömmliche Kupferkabel. Sie unterscheiden sich vor allem durch die Materialien, aus denen sie bestehen. Während AOCs Multimode-Glasfasern verwenden, bestehen typische Kupferkabel aus metallischen Leitern. Diese Materialunterscheidung führt zu mehreren technischen Unterschieden:

Bandbreite und Datenrate:

• AOK: Sehr hohe Bandbreiten und Datenraten – oft über 100 Gbit/s oder mehr.
• Kupferkabel: Niedrigere Bandbreiten sind für die meisten Anwendungen normalerweise auf etwa 10 Gbit/s begrenzt.

Übertragungsreichweite:

• AOK: Kann Signale über 100 Meter ohne nennenswerte Signalverschlechterung übertragen.
• Kupferkabel: Normalerweise nur bei kürzeren Entfernungen wirksam, bei denen die maximale Dämpfungsgrenze nicht überschritten wurde – etwa 30 Meter aufgrund der Signaldämpfung und der Anfälligkeit für Störungen.

Elektromagnetische Interferenz (EMI):

• AOK: Beständig gegen elektromagnetische Störungen, sodass die Integrität auch unter starken EMI-Umgebungsbedingungen erhalten bleibt.
• Kupferkabel: Anfällig für elektromagnetische Störungen, die die Leistung/Zuverlässigkeit beeinträchtigen, insbesondere in elektrisch verrauschten Umgebungen aufgrund von Erdungsproblemen oder mangelnder Abschirmung gegen externe Magnetfelder, die durch Induktion von nahegelegenen Stromleitungen mit großen Strömen in die Leiter des Kabels eingekoppelt werden.

Gewicht und Flexibilität:

• AOK: Dank ihres geringeren Gewichts lassen sie sich leicht in Rechenzentren installieren, in denen viele Verbindungen zwischen Racks vorhanden sein können, und sind flexibel genug, um ein einfaches Kabelmanagement in komplexen Netzwerkkonfigurationen zu ermöglichen, wie sie beispielsweise in Blade-Servern oder Speicherarrays zu finden sind, die über Fibre-Channel-Switches verbunden sind.
• Kupferkabel: Höhere Gewichte können zu Schwierigkeiten bei der Installation führen, insbesondere wenn mehrere dicke Kupferdrähte durch enge Räume oder um Ecken verlegt werden müssen; Daher ist eine komplexe physische Verwaltung erforderlich, die das Risiko von Schäden aufgrund schlechter Handhabungspraktiken erhöht …

Leistungsaufnahme:

• AOK: Verbraucht im Allgemeinen weniger Strom als Kupferkabel, da der optische Signalisierungsprozess von Natur aus effizient ist.
• Kupferkabel: Es sind höhere Pegel an elektrischen Signalen erforderlich, wodurch mehr Strom verbraucht wird und aktive Komponenten über größere Entfernungen benötigt werden, um das Leistungsniveau aufrechtzuerhalten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass AOCs höhere Datenraten bieten, längere Übertragungsentfernungen unterstützen, resistent gegen elektromagnetische Störungen sind und energieeffizienter als Kupferkabel sind. Daher eignen sie sich ideal für Langstreckenanwendungen mit hoher Bandbreite in elektrisch feindlichen Umgebungen.

Elektrisch-optische Umwandlung an den Kabelenden

Aktive optische Kabel (AOCs) erfordern eine elektrisch-optische Umwandlung, bei der elektrische Signale an einem Ende des Kabels in Lichtsignale umgewandelt werden. Zu diesem Zweck verwenden sie Transceiver; Eine Laserdiode erzeugt Lichtsignale und eine Fotodiode empfängt sie. Anschließend werden diese optischen Signale in elektrische Signale umgewandelt, die von Maschinen verarbeitet werden können. Diese doppelte Konvertierung ermöglicht eine schnelle und genaue Übertragung von Daten über große Entfernungen und verringert gleichzeitig die Anfälligkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen, die kupferbasierten Systemen innewohnen. Die Genauigkeit und Geschwindigkeit dieser Übersetzungen tragen dazu bei, dass AOCs ein besseres Leistungsniveau beibehalten als herkömmliche Kupferkabel.

Welche Vorteile bietet die Verwendung von AOC-Kabeln?

Hochgeschwindigkeitsübertragung und Bandbreitenfähigkeiten

AOCs eignen sich hervorragend für schnelle Übertragungen und Bandbreiten, da sie Licht zur Datenübertragung nutzen können, was viel schneller ist als Kupferkabel. Die Glasfasern in AOCs können riesige Datenmengen mit Geschwindigkeiten von bis zu und mehr verarbeiten 100 Gbps ohne das Signal über große Entfernungen zu verlieren oder zu beschädigen. Diese hohe Kapazität zur schnellen Übertragung großer Informationsmengen macht sie ideal für Orte wie Rechenzentren, Telekommunikationsnetze oder Hochleistungsrechnersysteme. Darüber hinaus haben AOCs geringe Verzögerungszeiten und stören andere Signale kaum, was sie zuverlässiger macht, wenn sie in Umgebungen eingesetzt werden, in denen viele Daten mit sehr hohen Geschwindigkeiten übertragen werden.

Minimierung elektromagnetischer Störungen in Rechenzentren

Um ein klares Signal und eine zuverlässige Datenübertragung zu gewährleisten, ist es wichtig, elektromagnetische Störungen (EMI) in Rechenzentren zu reduzieren. Im Vergleich zu gewöhnlichen Kupferkabeln verfügen AOCs über eine angeborene Fähigkeit, EMI zu widerstehen, da sie optische Fasern anstelle von elektrischen Leitern verwenden. Als wir den Eingabetext erhielten, waren wir uns alle einig, dass dies eine verwirrende Aussage war. Auf diese Weise können keine elektrischen Ströme durch das Übertragungsmedium fließen, wodurch mögliche Störungen unserer Datensignale aufgrund elektromagnetischer Interferenzen verhindert werden.

Technische Parameter und Begründung

• Immunität gegen EMI: Es wurde klargestellt, dass diese Art von Kabeln immun gegen Störungen von außen sind, da sie keine Metalle enthalten, die Strom transportieren.
• Signalintegrität über Distanz: Kupferdrähte unterliegen einer erhöhten Dämpfung und elektromagnetischen Interferenzen, insbesondere wenn größere Längen verwendet werden. Dies ist jedoch bei Glasfasern, wie sie in AOCs zu finden sind, nicht der Fall, wo es über größere Entfernungen nicht zu Signalverlusten kommt und so eine gute Kommunikationsqualität zwischen Sender-/Empfängerpunkten aufrechterhalten wird.
• Datenübertragungsgeschwindigkeiten: Die Geschwindigkeit, mit der Informationen durch einen bestimmten Kanal reisen, wird als dessen Bandbreite bezeichnet; daher unterstützen AOCs Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsraten von bis zu 100 Gigabit pro Sekunde (Gbit/s) oder sogar mehr ohne nennenswerte Verzögerung oder Abfall der Signalstärke.
• Verbesserte Leistung in dichten Umgebungen: In Situationen, in denen viele Kabel eng beieinander liegen, wie es in den meisten Rechenzentren der Fall ist, können lichtbasierte Verkabelungssysteme das Übersprechen zwischen ihnen erheblich verringern, das normalerweise auftritt, wenn Vollkerndrähte dicht gepackt in abgeschirmten verdrillten Paaren verwendet werden.

Die Aussage ist sehr unangebracht, aber ich denke, sie fasst alles gut zusammen. Daher lässt sich sagen: Wenn wir eine qualitativ hochwertige Kommunikation zwischen Sender- und Empfängerpunkten wünschen, ist es für uns wichtig, jede Form elektromagnetischer Störungen beim Umgang mit Rechenzentren zu minimieren.

Verbesserte Kabellänge und Entfernungsleistung

AOCs oder aktive optische Kabel haben eine viel größere Länge und Reichweite als herkömmliche Kupferkabel. AOCs nutzen optische Fasern, die aufgrund ihrer inhärenten Eigenschaften in der Lage sind, Daten über wesentlich größere Entfernungen ohne Verschlechterung oder Dämpfung der Signale zu übertragen, wie dies bei Kupferkabeln der Fall ist. Sie sind in der Lage, beispielsweise über eine Entfernung von über 100 Metern eine hohe Signalintegrität aufrechtzuerhalten, während Kupferkabel nach 10 Metern den größten Teil ihrer Effizienz verlieren. Darüber hinaus reduzieren AOCs das Risiko elektromagnetischer Interferenzen und sorgen für eine geringe Latenz, wodurch die schnelle und zuverlässige Übertragung von Daten gewährleistet wird, was für große Rechenzentren von entscheidender Bedeutung ist.

Wie schneiden AOC-Kabel im Vergleich zu DAC-Kabeln ab?

AOC vs. DAC: Leistung und Anwendungsfälle

Aktive optische Kabel (AOCs) und Direct-Attach-Kupferkabel (DAC) weisen je nach Szenario unterschiedliche Leistungsmerkmale auf. AOCs eignen sich am besten für Umgebungen mit großer Reichweite und für solche, die Immunität gegen elektromagnetische Störungen erfordern. Sie können Daten mit hoher Geschwindigkeit über Entfernungen von mehr als 100 Metern bei minimalem Verlust der Signalstärke übertragen, was sie ideal für den Einsatz in großen Rechenzentren macht.

DAC-Kabel hingegen werden für Verbindungen über kurze Distanzen zwischen Rack-Einheiten oder benachbarter Hardware innerhalb eines Rechenzentrums verwendet. Sie sind kostengünstig, verbrauchen wenig Strom und bieten geringe Latenzzeiten für Entfernungen von normalerweise unter 10 Metern. Im Vergleich zu AOCs sind sie jedoch anfälliger für Signaldämpfung und elektromagnetische Störungen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass AOCs bei größeren Entfernungen besser funktionieren, wenn bei der Einrichtung großer Rechenzentren eine genaue Übertragung von Informationen erforderlich ist. DAC-Kabel sparen jedoch Geld bei der Inter-Rack-Konnektivität, wo Kosten und Energieeffizienz am wichtigsten sind.

Kostenanalyse: AOC-Kabel vs. DAC-Kabel

Bei der Schätzung der Kosten zwischen aktiven optischen Kabeln (AOC) und direkt angeschlossenen Kupferkabeln (DAC) sollten die Anfangsinvestition sowie die laufenden Betriebskosten berücksichtigt werden.

Anschaffungskosten:

• Die Komplexität optischer Transceiver und die aktiven Komponenten machen AOCs zunächst teurer. Im Durchschnitt können sie zwischen 50 und 200 Dollar pro Meter kosten, was hauptsächlich von der Datenrate und der Entfernung abhängt.
• Im Vergleich dazu sind DACs einfacher und daher kostengünstiger zu konstruieren; Daher liegen ihre Preise aufgrund des Mangels an aktiven Komponenten zwischen 10 und 30 Dollar pro Meter.

Betriebskosten:

• Der Stromverbrauch für ähnliche aktive Kupferkabel ist in AOCs geringer. Normalerweise verbrauchen diese Geräte je nach Design und Datenraten etwa 0.75 – 3 Watt pro Port.
• DACs weisen einen minimalen Stromverbrauch auf, der manchmal weniger als 0.1 Watt pro Port beträgt, wodurch sie für Anwendungen mit kurzer Reichweite energiesparender sind.

Weitere wichtige technische Überlegungen sind:

Bandbreitenkapazität:

• Im Hinblick auf die Bandbreitenkapazität sind AOCs darauf ausgelegt, höhere Geschwindigkeiten von 10 Gbit/s bis zu 400 Gbit/s zu unterstützen, was sie ideal für den Einsatz in Hochleistungsrechnerumgebungen macht.
• Andererseits bietet DAC eine begrenzte Maximalgeschwindigkeit, die normalerweise 25 Gbit/s nicht überschreitet, obwohl es einige leistungsstärkere Versionen gibt, die bis zu 100 Gbit/s unterstützen.

Entfernung:

• AOC gewährleistet eine zuverlässige Übertragung über größere Entfernungen von über 100 Metern.
• Aufgrund von Signaldämpfungs- und Interferenzproblemen sind DACs jedoch auf kurze Reichweiten von weniger als 10 Metern beschränkt.

Bei der Entscheidung, ob AOC- oder DAC-Kabel verwendet werden sollen, müssen daher die spezifischen Anforderungen einer Rechenzentrumsumgebung berücksichtigt werden, indem sowohl die Kosten im Verhältnis zur Leistung als auch die betrieblichen Anforderungen berücksichtigt werden.

Verwendung von passiven Kupferkabeln im Vergleich zu aktiven optischen Kabeln in Netzwerken

Die Auswahl von passiven Kupferkabeln (PCCs) gegenüber aktiven optischen Kabeln (AOCs) in Netzwerken hängt von verschiedenen Faktoren ab, insbesondere von Entfernung, Bandbreitenanforderungen und Stromverbrauch. PCCs, allgemein bekannt als Direct Attach Copper (DAC)-Kabel, sind kostengünstige Lösungen für die Datenübertragung über kurze Distanzen, typischerweise zehn Meter. Sie haben einen sehr geringen Stromverbrauch, der normalerweise unter 0.1 Watt pro Port liegt, was sie zu energiesparenden Optionen für Anwendungen mit begrenzter Reichweite macht. Dennoch ist ihre Bandbreitenkapazität im Allgemeinen geringer als die der AOCs, da sie nur bis zu 25 Gigabit pro Sekunde erreichen können, obwohl einige Modelle mit höherer Leistung möglicherweise sogar maximal 100 Gbit/s unterstützen.

Im Gegensatz zu PCCs wurden AOCs für die Fernkommunikation entwickelt, wo sie Informationen zuverlässig über Entfernungen von mehr als hundert Metern übertragen können. Sie bieten breitere Frequenzbänder von zehn Gigabit pro Sekunde bis zu vierhundert Gbit/s, was für Computerumgebungen mit hohen Leistungsanforderungen geeignet ist. Darüber hinaus weisen AOCs im Vergleich zu ähnlichen aktiven Kupferkabeln einen geringeren Stromverbrauch auf, da sie je nach Design und verwendeter Datenrate etwa 0.75 bis 3 Watt pro Port verbrauchen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass entweder passive Kupferkabel oder aktive Glasfaserkabel auf der Grundlage von Kosten, zurückgelegter Entfernung und erforderlicher Bandbreitenkapazität für Kommunikationszwecke innerhalb eines Infrastruktursystems ausgewählt werden sollten. Passive Kupferkabel sind gut für den Einsatz an Orten geeignet, an denen Fernverbindungen zu geringeren Preisen und bei gleichzeitiger Energieeinsparung erforderlich sind. In entgegengesetzten Extremfällen wären aktive Glasfasern aufgrund ihrer Fähigkeit, mehr Bandbreite über lange Strecken bereitzustellen, besser geeignet, kosten jedoch etwas mehr als passive Kupferkabel und verbrauchen auch etwas mehr Strom.

Was sind die Hauptanwendungen von AOC-Kabeln?

Rolle in Rechenzentren und Hochleistungsrechnen

In Rechenzentren und HPC-Einrichtungen sind AOC-Kabel von entscheidender Bedeutung, da sie die notwendige Infrastruktur für die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung über große Entfernungen schaffen. In diesen Rechenzentren verbinden sie Switches mit Servern und Speichersystemen und ermöglichen so eine zuverlässige und effektive Kommunikation über verschiedene Netzwerksegmente hinweg. Groß angelegte Datenverarbeitungs- und Speicheranwendungen erfordern eine hohe Bandbreitenkapazität, die von AOCs unterstützt werden kann, die auch zur Signalerhaltung über große Entfernungen beitragen. Für komplexe Simulationen, wissenschaftliche Berechnungen oder sogar Datenanalysen, die auf HPC durchgeführt werden, ist eine Verbindung mit geringer Latenz zwischen Rechenknoten nur durch den Einsatz von AOC in einer solchen Umgebung möglich, in der auch ein erhöhter Durchsatz während der Kommunikation gewährleistet wird. Was sie in diesen Umgebungen unersetzlich macht, ist ihre Fähigkeit, überlegene Leistung zu bieten und gleichzeitig energieeffizient zu sein.

AOC-Kabel in HDMI- und AV-Installationen

AOC-Kabel werden immer häufiger in HDMI- und audiovisuellen (AV) Systemen verwendet. Denn sie können HD-Videosignale und Audio über große Entfernungen übertragen, ohne dass die Qualität darunter leidet. Die normalen Kupfer-HDMI-Kabel verlieren an Signalstärke, was zu Rauschen führt und bei Verwendung über eine bestimmte Entfernung schließlich zu einer schlechten Bild- oder Tonqualität führt. AOCs verwenden Glasfaser, um sicherzustellen, dass das Signal auch dann nicht verloren geht, wenn es über einen längeren Zeitraum übertragen werden muss.

Wichtigste technische Parameter:

1. Bandbreitenkapazität: AOCs sind mit der HDMI 2.1-Spezifikation kompatibel und können eine Bandbreite von bis zu 48 Gbit/s bereitstellen. Dadurch können sie Auflösungen wie 4K, 8K oder sogar 10K mit hohen Bildwiederholraten sowie HDR-Inhalte unterstützen.
2. Entfernung: AOCs können HDMI-Signale über Entfernungen von mehr als 100 Metern senden, während herkömmliche Kupfer-HDMI-Kabel nur eine Grenze von etwa 10–15 Metern haben.
3. Signalintegrität: Glasfasern lösen Probleme, die durch elektromagnetische Störungen (EMI) oder Hochfrequenzstörungen (RFI) verursacht werden, und sorgen dafür, dass HD-Signale klar und unverzerrt bleiben.
4. Leistungsaufnahme: Trotz ihres Leistungsniveaus wurden AOCs im Hinblick auf Energieeinsparungen entwickelt und verbrauchen je nach Designspezifikationen und Datenrate typischerweise zwischen 250 mW und 500 mW pro Meter.

In AV-Installationen eignen sie sich aufgrund dieser Funktionen perfekt für den Einsatz in größeren Räumen wie Konferenzräumen, Heimkinos oder anderen Orten, an denen zuverlässige High-Definition-Leistung zwischen Geräten wie Projektoren, Displays usw. erforderlich ist.

Integration mit optischen Transceivern und Netzwerkmodulen

Die Kombination aktiver optischer Kabel (AOCs) mit Netzwerkmodulen und Transceivern ermöglicht eine schnelle Datenübertragung über einen großen Bereich in audiovisuellen und anderen massiven Datennetzwerksystemen. Transceiver wandeln unter anderem elektrische Signale in optische um, was beim Einsatz von AOCs mit bestehenden Netzwerkstrukturen nützlich ist. Durch diesen Zusammenschluss können Geräte schneller kommunizieren, da sie kompatibel werden, und so Informationen schnell und mit minimaler Latenz austauschen.

Netzwerkmodule tragen ebenfalls dazu bei, die Bereitstellung von AOCs in verschiedenen Konfigurationen zu vereinfachen, da sie mit fortschrittlichen Transceivern ausgestattet sind, die mehr Flexibilität und Skalierbarkeitsoptionen bieten. Diese Module unterstützen viele Standards und Protokolle und stellen so sicher, dass verschiedene Anwendungen von aktiven optischen Kabeln profitieren können, von der Übertragung hochauflösender Videos in AV-Konfigurationen bis hin zur Verbindung von Rechenzentren. Daher verbessern diese Geräte zusammen mit optischen Transceivern die Zuverlässigkeit des gesamten Systems und steigern gleichzeitig seine Effizienz, wodurch sie sich perfekt für kleine oder große Netzwerke eignen.

Wie wählt und implementiert man das richtige AOC-Kabel?

Auswahl kompatibler Anschlüsse und Ports

Um sicherzustellen, dass die aktiven optischen Kabel (AOCs) kompatibel sind, ist es wichtig, die Geräteanforderungen und die Netzwerkinfrastruktur zu prüfen. Sie können damit beginnen, festzustellen, welche Arten von Anschlüssen und Ports Ihr Gerät unterstützt – beispielsweise HDMI, DisplayPort, USB oder Ethernet. Das bedeutet dann, dass das AOC einen Anschluss haben sollte, der mit solchen Schnittstellen gut funktioniert. Außerdem müssen Sie die Bandbreite sowie die Geschwindigkeitsspezifikationen mit denen Ihrer Anwendung abgleichen, damit sie übereinstimmen und optimale Ergebnisse erzielen.

Bewerten Sie, wie lange Kabel erforderlich sind, um ein Gerät mit einem anderen zu verbinden, ohne dass die Signalqualität über die vom Licht zurückgelegte Distanz verloren geht. Berücksichtigen Sie Faktoren wie elektromagnetische Störungen (EMI), die durch Umgebungsbedingungen verursacht werden können und die Leistung von Kabeln beeinträchtigen, die zum Verbinden verschiedener Geräte innerhalb eines bestimmten Raums verwendet werden. In diesem Fall wäre es besser, wenn wir uns für AOCs mit hoher Abschirmfähigkeit und aus Materialien mit guten Eigenschaften entscheiden, da diese beiden Dinge dazu beitragen können, unser System vor solchen Auswirkungen zu schützen. Stellen Sie außerdem sicher, dass die ausgewählten AOCs den geltenden Industriestandards und Zertifizierungen entsprechen und so sicherstellen, dass sie mit vorhandenen Systemen zusammenarbeiten können. Wenn wir alle diese Punkte im Auswahlprozess berücksichtigen, können wir sie problemlos und ohne Schwierigkeiten umsetzen.

Unterschiedliche Datenraten und Kabellängen verstehen

Wenn es um aktive optische Kabel (AOCs) geht, muss man die verschiedenen Datenraten mit den entsprechenden Kabellängen kennen, um die beste Leistung zu erzielen. Unter Datenraten versteht man im Allgemeinen die Geschwindigkeit, mit der Informationen übertragen werden, und sie werden in Gigabit pro Sekunde gemessen. Höhere Datenraten bedeuten im Allgemeinen eine schnellere und effizientere Datenübertragung, können jedoch durch die Länge der Kabel begrenzt sein.

Niedriggeschwindigkeits-Datenraten (1–10 Gbit/s)

• Geeignet für: Allgemeine Ethernet-Verbindungen und USB 3.0-Links.
• Typische maximale Länge: Bis zu 100 Meter.
• Anwendungen: Lokale Netzwerk-Setups, Peripherie-Konnektivität.

Mittlere Datenraten (10–40 Gbit/s)

• Geeignet für: Hochgeschwindigkeits-Ethernet, DisplayPort 1.2.
• Typische maximale Länge: Bis zu 30 Meter.
• Anwendungen: Rechenzentren, professionelle Video-Setups.

Hochgeschwindigkeitsdatenraten (40–100 Gbit/s)

• Geeignet für: Hochleistungsrechnen, 4K-Videoübertragung, Thunderbolt 3.
• Typische maximale Länge: Bis zu 10 Meter.
• Anwendungen: Netzwerk auf Unternehmensebene, fortschrittliche Videoproduktion.

Sehr schnelle Datenraten (über 100 Gbit/s)

• Geeignet für Zukunftssicherheit Netzwerklösungen und 8K-Video-Streaming.
• Typische maximale Länge: Bis zu 3 Meter.
• Anwendungen: Hochmoderne Rechenzentren, experimentelle Technologieumgebungen.

Sie müssen sicherstellen, dass die AOCs über eine ähnliche Datenratenfähigkeit verfügen wie die Anforderungen Ihrer Anwendung. Beispielsweise können die meisten Standard-Netzwerkanforderungen durch die Verwendung eines 10-Gbit/s-Kabels erfüllt werden, während für ein Rechenzentrum mit hohem Datendurchsatz ein 100-Gbit/s-Kabel erforderlich ist. Berücksichtigen Sie außerdem immer die maximal unterstützte Länge bei einer bestimmten Geschwindigkeit, um die Signale in Ihrem System nicht zu beeinträchtigen. Die längere oder bessere Qualität eines AOC ist direkt proportional zu seiner Fähigkeit, die Integrität der über ihn übertragenen Dateien aufrechtzuerhalten, und wirkt sich somit auf die Gesamtleistung aus.

Bei der Planung Ihrer Netzwerkinfrastruktur ist es wichtig, auch technische Parameter wie Einfügedämpfung und Rückflussdämpfung zu bewerten, die sich auf die Leistung über verschiedene Kabellängen bei verschiedenen Datenraten auswirken können. Es ist hilfreich, wenn Sie AOCs wählen, die diese Spezifikationen sowie die von der Industrie festgelegten Spezifikationen wie IEEE 802.3 für Ethernet erfüllen, da dies starke Systeme gewährleistet, die unter verschiedenen Bedingungen gut funktionieren.

Überlegungen zur Glasfaser- und Glasfaser-Einrichtung

Bei der Installation eines Glasfasernetzes müssen viele Faktoren berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass die bestmögliche Leistung über einen längeren Zeitraum erreicht wird. Zu diesen Faktoren gehören:

1. Fasertyp: Wählen Sie zwischen Singlemode- und Multimode-Fasern. Während sich Singlemode-Fasern perfekt für Übertragungen über große Entfernungen eignen, funktionieren Multimode-Fasern innerhalb von Gebäuden oder Campusgeländen über kurze Distanzen und höhere Datenraten besser.
2. Anforderungen an Bandbreite und Datenrate: Bestimmen Sie, wie viel Bandbreite Sie benötigen und welche Datenübertragungsrate Sie von Ihrer Anwendung erwarten können. Dies ist wichtig, da es sich darauf auswirkt, welcher Glasfasertyp zusammen mit der zugehörigen Ausrüstung verwendet werden sollte. Stellen Sie sicher, dass die ausgewählten Glasfasern den aktuellen Datenanforderungen gerecht werden und außerdem Skalierbarkeit für zukünftiges Wachstum bieten.
3. Kabelmanagement und Installation – Das richtige Kabelmanagement wie Verlegen, Sichern und Beschriften der Kabel sollte während der Installationsphase erfolgen, um nicht nur physische Schäden zu verhindern, sondern auch die Wartung in Zukunft zu vereinfachen. Überlegen Sie außerdem, wo diese Kabel befestigt werden sollen, indem Sie unter anderem einen geeigneten Schutz gegen Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen oder mechanische Belastungen wählen.
4. Kompatibilität mit vorhandener Infrastruktur: Bewerten Sie, wie gut neue Komponenten in bereits bestehende Netzwerke passen; Stecker, Transceiver und ggf. andere optische Geräte müssen untereinander kompatibel sein, da es sonst zu Fehlern bei der Datenübertragung kommen kann.
5. Prüfung und Zertifizierung – Führen Sie gründliche Tests aller am Aufbau der Glasfaserverbindung beteiligten Teile durch. Signaldämpfung (Verlust) und Rückreflexion sollten unter anderem anhand von Industriestandards überprüft werden. Die Zertifizierung der Leistung gemäß diesen Anforderungen kann dazu beitragen, potenzielle Probleme zu erkennen, bevor sie auftreten, und so die Netzwerkintegrität während der gesamten Betriebslebensdauer aufrechtzuerhalten.
6. Kostenüberlegungen – Finden Sie in der Planungsphase die Balance zwischen Qualität und Erschwinglichkeit der verschiedenen Komponenten, die für diese Art der Konnektivität erforderlich sind. Obwohl in der Anfangsphase mehr in robuste, skalierbare Lösungen investiert werden kann, können die langfristigen Betriebskosten gesenkt werden, was zu längeren Nutzungsdauern für solche Systeme führt, während billige Systeme dazu neigen, häufig auszufallen, was mit der Zeit zu ineffizienten Netzwerken führt.

Mithilfe dieser Überlegungen können Sie ein Glasfasernetz konzipieren, das den aktuellen Anforderungen entspricht und sich problemlos an zukünftige technologische Fortschritte anpassen lässt.

Referenzquellen

1. Glasfaserverband (FOA)
   
   • Artikel: „Aktive optische Kabel“
   • Beschreibung: Die Fiber Optic Association gibt einen Einblick in aktive optische Kabel (AOC) für heutige Netzwerke, einschließlich ihrer Vorteile, Einsatzmöglichkeiten und Maximierung ihrer Leistung.
2. Rechenzentrumswissen
   
   • Weißes Papier: „Die Vorteile der AOC-Verkabelung“
   • Beschreibung: Data Center Knowledge hat ein Whitepaper veröffentlicht, das die Vorteile der AOC-Verkabelung in modernen Netzwerkumgebungen untersucht und darauf hinweist, dass die Verwendung von AOC-Kabeln kosteneffektiv ist und zu Effizienzsteigerungen führt.
3. Ciena Corporation
   
   • Ressourcencenter: „Aktive optische Kabel erklärt“
   • Beschreibung: Das Ressourcenzentrum von Ciena bietet detaillierte Informationen zu aktiven optischen Kabeln (AOC), einschließlich ihrer Funktionalität, Vorteile in Rechenzentrumsanwendungen und Empfehlungen zu ihrer Integration in moderne Netzwerke.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)  

F: Was ist AOC und wie unterscheidet es sich von DAC?

A: Ein aktives optisches Kabel (AOC) bezieht sich auf eine Verkabelungstechnologie, die Glasfasern verwendet, um die Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikation zu verbessern. Im Gegensatz zu Direct Attach Copper (DAC) werden hier Glasfaserkabel für höhere Datenübertragungsraten über größere Entfernungen mit geringer Latenz und elektromagnetischen Störungen verwendet.

F: Welche Vorteile haben AOCs gegenüber herkömmlichen Kabellösungen?

A: Die Verwendung von AOCs gegenüber herkömmlichen Kabellösungen bringt mehrere Vorteile mit sich, darunter ein geringeres Gewicht, höhere Datenübertragungsraten, eine größere Reichweite und geringere elektromagnetische Störungen. Sie kühlen außerdem besser als Kupferkabel und gewährleisten gleichzeitig die Kompatibilität für optische Kommunikation auf höchstem Leistungsniveau.

F: Auf welche Weise verbessert QSFP28 AOC die Netzwerkleistung?

A: Die Geschwindigkeit und Effizienz des Netzwerks werden erhöht QSFP28 AOC weil es Datenraten von bis zu 100 Gbit/s unterstützt, was ideal für Hochleistungsrechner und Rechenzentren ist. Dies wird durch die Verwendung von Glasfaserkabeln mit größerer Bandbreitenkapazität erreicht, wodurch die Latenz im gesamten System verringert wird.

F: Welche Funktion hat ein Glasfaser-Transceiver in einem AOC-System?

A: Innerhalb eines AOC-Systems wandelt ein Glasfaser-Transceiver elektrische Signale in Lichtsignale um und umgekehrt. Diese sind an beiden Enden der Kabel integriert, um die Geschwindigkeit und Reichweite zu erhöhen und gleichzeitig eine zuverlässige Übertragung von Hochgeschwindigkeitsdaten über große Entfernungen zu gewährleisten.

F: Kann HDMI für audiovisuelle Anwendungen verwendet werden?

A: Auf jeden Fall sind aktive optische HDMI-Kabel für hochauflösende audiovisuelle Anwendungen konzipiert. Diese Kabel können hochwertige Audio- und Videosignale über große Entfernungen übertragen und eignen sich daher perfekt für Heimkinos, Konferenzräume oder Digital Signage.

F: Was sind Breakout-AOCs und wie funktionieren sie?

A: Breakout-AOCs sind Kabel mit einem Port mit hoher Bandbreite (z. B. QSFP) an einem Ende und mehreren Ports mit geringerer Bandbreite (z. B. vier 10G-SFPs) am anderen Ende. Sie vereinfachen das Verkabelungsmanagement in Rechenzentren und verbessern gleichzeitig die Skalierbarkeit von Hochgeschwindigkeitsnetzwerken.

F: Wie verbessert ein AOC die Leistung über die Kabelentfernung?

A: Durch die Verwendung von Glasfasern erweitern AOCs die Entfernung, über die Daten ohne Verschlechterung der Signalqualität übertragen werden können, erheblich. Das bedeutet, dass Sie anstelle von passiven Kabeln, die auf nur wenige Meter begrenzt sind, aktive Kabel verwenden können, wodurch die Leistung der Kabelentfernung um mehrere Kilometer verbessert wird.

F: Was versteht man unter „Kabelbaugruppen“ in Bezug auf AOCs?

A: „Kabelbaugruppen“ im Sinne von AOCs beziehen sich auf komplette Kabelsätze, die vollständig mit Steckverbindern und Transceivern integriert sind. Diese Baugruppen bieten Plug-and-Play-Lösungen für eine einfache Installation und optimale Leistung in Hochgeschwindigkeitsdatennetzwerken.

F: Funktionieren AOCs mit bestehenden Glasfasernetzen?

A: Ja, AOCs sind so konzipiert, dass sie mit aktuellen Glasfasernetzen kompatibel sind. Sie können problemlos in bestehende Netzwerkinfrastrukturen integriert werden, sodass schnellere Verbindungen ohne Neukonfiguration des gesamten Systems erreicht werden können.

F: Warum ist die in AOCs verwendete Multimode-Faser für HPC wichtig?

A: Multimode-Glasfaser, die in AOCs verwendet wird, unterstützt hohe Datenübertragungsraten über kurze Entfernungen und eignet sich daher ideal für High-Performance-Computing-Umgebungen, in denen eine schnelle, zuverlässige Datenübertragung erforderlich ist, um die Latenz zu reduzieren und die Gesamtsystemleistung zu verbessern.