Glasfaser mit 400 Gbps: Schnelle Anbindungen sichern das Netz von morgen

Welchen Sinn ergeben Glasfaseranschlüsse jenseits der 100-Gbps-Marke und wo finden sich überhaupt Anwendungen dafür? Wir betrachten den Stand der Dinge und schlüsseln auf, wohin die Reise geht.

Eine Analyse von Mike Wobker veröffentlicht am 22. Oktober 2019, 9:11 Uhr

Glasfaserhauptverteiler der Deutschen Glasfaser (Bild: Deutsche Glasfaser)

Seit März 2019 kann der DE-CIX in Frankfurt am Main auch 400-Gigabit-Ethernet anbieten. Dabei sorgen Router von Nokia und jede Menge Lichtwellenleiter für die nötige Infrastruktur. Auch vor der Anschaffung teurer Single-Mode-Fasern wurde nicht zurückgeschreckt.

Während hier also schon Fakten geschaffen wurden, sieht Intel den größeren Sprung auf 400 Gbps erst in der zweiten Jahreshälfte 2019 kommen. Dabei wird erwartet, dass die Vorbereitungen für den 5G-Ausbau und der damit einhergehende Bandbreitenbedarf zu einer schnelleren Infrastruktur in Rechenzentren führen, die sich zukünftig auch jenseits der 400 Gbps bewegen könnte. Mit seinen Silizium-Photonics-Produkten will Intel aber nicht nur die lokale Verkabelung in Rechenzentren vornehmen, sondern ausdrücklich auch den Anschluss vom Provider bis zum Antennenmast. Mit einer maximalen Entfernung von bis zu zehn Kilometern und einem Temperaturbereich von -40 bis 85 °C sind dabei auch widrige Umstände im Freien abgedeckt.

Abseits der reinen Verkabelung müssen aber auch die Hersteller aktiver Netzwerktechnik die 400 Gigabit mitgehen und entsprechend Geräte bereitstellen. Nahezu alle namhaften Anbieter haben sich dieser Herausforderung gestellt und bieten mittlerweile entsprechende Router und Switches an.

Der zugrundeliegende IEEE-Standard 802.3bs definiert dabei die physischen Rahmenbedingungen. Dementsprechend soll sich 400-Gbit-Ethernet über mindestens 100 Meter mit 16 parallel genutzten Multimode-Fasern zu je 25 Gbit/s umsetzen lassen. Für größere Entfernungen sind Single-Mode-Fasern vorgesehen, die mit vier Fasern zu je 100 Gbit/s im Parallelbetrieb 500 Meter und mit acht Fasern zu je 50 Gbit/s im Parallelbetrieb zwei bis zehn Kilometer erreichen sollen.

Der Bedarf an mehreren Fasern für die gewünschte Entfernung macht allerdings bereits im Rechenzentrum auch den Einsatz mehrfaseriger Patchkabel notwendig. Erst im Juni 2019 gab Cisco bekannt, dass das Unternehmen einen wichtigen Zulieferer aufgekauft hat, der sich vor allem auf die Fertigung von integrierten Schaltungen (DSP-ASICs) für kohärente digitale Signalprozessoren und Silizium-photonische integrierte Schaltungen spezialisiert hat. In optischen Verbindungsmodulen können diese Schaltungen Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 400 Gbps erreichen. Damit sollen laut Cisco die anspruchsvollen Anforderungen der Kunden bedient werden, die dementsprechend auch bereit zu sein scheinen, in diesen Bereich zu investieren.

Ziel ist eine gleichbleibende Geschwindigkeit für alle

Bleibt die Frage nach der Notwendigkeit von 400 Gbps. Bislang weist beispielsweise der DE-CIX eine steigende Nachfrage nach 100-Gbps-Anschlüssen von Enterprise-Kunden aus, das Upgrade auf 400 Gbps bleibt aber als Investition in die Zukunft zu sehen. Auch deutsche Unternehmen investierten in den letzten Jahren vermehrt in die Cloud, so dass laut dem Branchenverband Bitkom mittlerweile 73 Prozent der Firmen entsprechende Dienste einsetzen.

Mit dem flächendeckenden Ausbau von 5G, der jedem Nutzer theoretisch 3 Gbit/s liefern könnte, und dem vermehrten Einzug von KI-gesteuerten Geräten müssen die Zuleitungen auch die immer größer werdende Datenmenge beherrschen können. Hierbei wird auch der Hauptgrund für den Ausbau ersichtlich: Die Fülle an internetfähigen Geräten wird steigen und somit in großer Zahl die bestehenden Netze belasten.

Privatanwender, die auch heute schon mehrere 4K-Streams ruckelfrei auf vier Endgeräten gleichzeitig sehen können, werden ihren Breitbandbedarf nur noch marginal steigern. Die Herausforderung besteht daher darin, eine gleichbleibende Geschwindigkeit für alle zu realisieren, die heute und in Zukunft vermehrt zum Datenaufkommen beitragen werden. Dabei wird 400-Gbit-Ethernet dann nicht mehr nur im Rechenzentrum, sondern auch im Backhaul genannten Zuleitungsnetz eine wichtige Rolle spielen.