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Was ist ein 10GBASE-LRM-Transceiver und warum brauche ich ihn?

In der Welt der Glasfasernetze gibt es viele optische Transceiver. Sie sind ein wichtiger Teil des Netzwerks, da sie verantwortlich sind für die Signalumsetzung und Übertragung. Hier gibt es verschiedene Formfaktoren für 10 Gigabit Übertragungen - wie SFP+, XFP, X2 oder XENPAK - unter diesen stellt die LRM Variante eine besondere Transceiver Type dar.

Der 10GBASE-LRM-Transceiver ist ein Multimode-Transceiver, der entwickelt wurde, um in High-Speed-, Enterprise-Umgebungen installiert zu werden. Als die Datenraten explodierten, wurden Multimodefasern und Transceiver als die optimale Lösung für Nahbereichsübertragungen entwickelt. Diese Transceiver sind die perfekte Wahl für den Aufbau von einheitlichen und skalierbaren Netzwerken und für miteinander verbundene Gebäude, die einige hundert Meter voneinander entfernt sind. Durch die neuesten Trends in der Netzwerk-Welt sind Netzwerk-Manager und Architekten darauf aus, ihre Netze zu erweitern und optimieren diese für 10 GB/s Datenübertragungen. Dies erlaubt eine bessere Leistung und eine bessere Zugriffsschicht zwischen dem Datacenter und dem Kunden, was diesen eine zuverlässige, stabile und superschnelle Verbindung ermöglicht. Ein wesentlicher Teil der bestehenden Gigabit-Verbindungen waren OM1-Multimodefasern, diese sind jedoch nicht dazu in der Lage, die Geschwindigkeit von 10 GB/s zu übertragen. Bei Multimodefasern tritt der Effekt der "modalen Dispersion" bei steigender Geschwindigkeit auf. Dies bedeutet, dass sich das Signal, welches sich entlang von Multimodefasern ausbreitet, aufgrund der höheren Geschwindigkeit und längeren Distanz verzerrt. Dieses Problem führte die Entwicklung von robusteren und kostengünstigeren optischen Fasern, die 10 GB/s Übertragungsgeschwindigkeiten unterstützen und dazu beitragen, die bestehenden Verbindungen von Gigabit auf 10 GB/s zu verbessern. 10GBASE-LRM steht für Long Reach Multi-Mode und wird durch den IEEE 802.3.aq-Standard definiert. Der LRM Transceiver ermöglicht ein Upgrade auf 10 GB/s ohne Veränderung der Kabelanlage.

Die größte Herausforderung bei der Aufrüstung der bestehenden Gigabit-Verbindungen auf 10 GB/s-Verbindungen sind die verschiedenen Modalbandbreiten von verschiedenen Glasfaserkabeln. Die Modalbandbreitenfähigkeit ist die Fähigkeit der Faser, eine bestimmte Datenmenge über eine bestimmte Distanz zu übertragen. Ein weiterer Schlüsselfaktor ist die Kerngröße der Faser. Der Kern der optischen Faser ist die Glasmitte des Kabels, durch die das Licht fließt. Wenn es um Multimodefasern geht, gibt es im Allgemeinen zwei Arten von Kerndurchmessern: 62,5µm und 50µm. Seit Ende 2005 gab es auf dem Markt zwei optische Sende-/Empfangsgeräte, die 10-GB/s-Verbindungen über Multimodefasern unterstützten: 10GBASE-SR und 10GBASE-LX4. In beiden Fällen hängt die Leistungsfähigkeit des Gerätes und die Reichweite jedoch von der Art der verwendeten Faser ab. Aus diesem Grund wurde die neue 10GBASE-LRM Transceiver Variante entwickelt.

Die Notwendigkeit eines kostengünstigen optischen Transceivers, der die gleiche Leistungsfähigkeit gegenüber irgendeiner Art von Multimodefaser aufweisen würde, trieb die Entwicklung des 10GBASE-LRM-Transceivers voran. Der entscheidende Unterschied zwischen der LRM Transceiver Variante und den früheren Versionen 10GBASE-SR und 10GBASE-LX4 ist die langwellige serielle Schnittstelle, die einen EDC-Chip auf der Empfängerseite in Kombination mit einem optischen Teil (ROSA) verknüpft. EDC steht für Electronic Dispersion Kompensation - Dieser Chip ermöglicht die adaptive Entzerrung der ankommenden modalen Dispersion. Dadurch entfällt die Abhängigkeit von Glasfaserkabeltypen. Der 10GBASE-LRM Transceiver kann Daten über bis zu 220 Meter auf jeder Art von Multimode-Fasern übertragen. Die verschiedenen Merkmale sind in der folgenden Tabelle dargestellt:

Multimode Faser Typ1 ISO/IEC 11801: 2002 Faser Typ Arbeits-Bereich (Meter) Maximum Kanal Dämpfungsverlust (dB)2
62.5µm 160/500   0.5 to 220 1.9
62.5 200/500 OM1 0.5 to 220 1.9
50 500/500 OM2 0.5 to 220 1.9
50 400/400   0.5 to 220 1.9
50 1500/500 OM3 0.5 to 220 1.9

Der 10GBASE-LRM Standard war die Lösung für die Erweiterung bestehender Gigabit Netzwerke um 10 GB/s für Distanzen von bis zu 220 Meter. Der Standard wurde von der IEEE 10GBASE-LRM Task Force entwickelt, die einen statistischen Ansatz für die Entwicklung in Angriff nahmen. Mit Hilfe verschiedener Tests und Modelle definierten sie die Sender- und Empfängerparameter, die eine fehlerfreie Übertragung für bis zu 220 Meter garantierten. In dieser Lösung finden IT-Manager und Netzwerkarchitekten eine perfekte Lösung, um die bestehende Gigabit Netzwerkarchitektur auf eine 10 GB/s Netzwerkarchitektur hochzurüsten, ohne die Faserverbindungen zu verändern. Die 10GBASE-LRM Transceiver haben die Fähigkeit, 10 GB/s Daten über eine 220 Meter Entfernung auf OM1-Fasern zu übertragen. Die mögliche Distanz könnte mit der Verwendung von OM3- und OM4-Fasern noch höher sein. Dies allein reicht aus, um einen großen Teil der aktuellen Enterprise-Upgrade-Anforderungen zu befriedigen und um eine stabile Grundbasis für noch größere zukünftige Upgrades zu haben.