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© Fluke Networks
Messtechnische Herausforderungen
Data Center im Wandel, 10/40/100
GB mit Kupfer
oder Glas?
Stefan Brand
Distribution Account Manager
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Agenda
• 10/40/100 GbE Standards Update
• MTP/MPO Testen im Feld - ….für die 40/100Gb/s Anwendung
- … für die 10Gb/s Anwendung
• Encircled Flux (EF) Bedeutung für die Messgenauigkeit und das Dämpfungsbudget
• Sauberkeit, Inspektion und Dokumentation
• Cat 8.X Messtechnische Herausforderung
• Fragen und Antworten
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Choosing the right limit
….. It’s not simple
Komponenten Anforderungen
3
Viele Begriffe…
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Grenzwerte
Type λ (nm) Loss-Limit Units / Comment
Applications ….the transmission path has to comply with the application or channel requirements List is not complete!
IEEE 802.3: 10GBASE-SR/SW 850 2.6 dB requires OF-300
IEEE 802.3: 10GBASE-LR/LW 1310 6.2 dB requires OF-2000
ISO/IEC 8802-3: 1000BASE-SX 850 3.56 dB requires OF-500
ISO/IEC 8802-3: 1000BASE-LX 1300 2.35 dB requires OF-500
1310 4.56 dB requires OF-2000
ISO/IEC 8802-3: 100BASE-FX 1300 11 dB requires OF-2000
ISO/IEC 14165-111: Fibre Channel (FC-PH) @1 062 Mbit/s e,
850 4.0 dB requires OF-500
1310 6.0 dB requires OF-2000
Channels … consists of 1 or more links + equip. /patch cords
OF-300 / OF-500 / OF-2000 Multi M. (max.300m/500m/2000m)
850 2.55 / 3.25 / 8.5
dB 1300 3.25 / 2.25 / 4.5
OF-300 / OF-500 / OF-2000 Single M. (max. 300m/500m/2000m)
1310 1.8 / 2.0 / 3.5
1500 1.8 / 2.0 / 3.5
Links The loss limit is dependent on λ, length and connector/splice count. (min. 3 Components)
Component Fiber
OM1/ -2/ -3/ 850 3.5
dB / km 1300 1.5
OS1 / OS2 both 1.0 / 0.4
Splice all all 0.3 dB / Splice
Connector all both 0.75/0.5/0.3 100% / 95% / 50%
Requirement for Field Testing ISO/IEC only
TRC (Test Reference Cord) & Random Connector @ Link Ends
850/1300 0.3 dB / Connection
1310/1500 0.5
TRC & TRC (periodic Check)
850/1300 0.1 dB / Connection
1310/1500 0.2
MPO ?? 4
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Die Basis für die Grenzwerte 2
Anforderungen an Connectivity ISO 14763-1
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Region Channel / Link / Component - Requirements Field Testing Requirements
International
• ISO/IEC 11801 2002 AMD2 (2009) Information technology – Generic cabling for customer premises
• ISI/IEC 24702 …- Generic Cabling for Industrial premises
• ISO/IEC 24764 …- Generic Cabling for Data centre premises
• ISO/IEC 15018 …- Generic cabling for homes
ISO/IEC 14763-3 (June 2006) Information technology – Implementation and operation of customer premises cabling – Part 3: Testing of optical fiber cabling.
Some countries transition to …. IEC 61280-4-1- Fiber-optic communication subsystem basic test procedures - Part 4-1: Test
Europe EN 50173-x ”Family” Amd AB:2010 Information technology - Generic cabling systems • 50173-1…Part 1: General requirements • 50173-2...Part 2: Office premises • 50173-3…Part 3: Industrial premises • 50173-4…Part 4: Homes • 50173-5…Part 5: Data Centres
EN 50346:2002 A2:2009 Information technology - Cabling installation – Testing of installed cabling. (Refers to 14763-3 for all technical details)
USA ANSI/TIA-568-C.0-2009 Generic Telecommunications Cabling for Customer Premises C.1 Commercial Building …. C.2 Balanced Twisted-Pair …Components Standards C.3 Optical Fiber Cabling … Components Standard
ANSI/TIA-455-78-B-2002, Optical Fibres Part 1-40: Measurement Methods and Test Procedures – Attenuation
ANSI/TIA/EIA-455-8-2000, Measurement of Splice or Connector Loss and Reflectance Using an OTDR
Normen Überblick
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IEEE 40/100 GbE Applikationen über
Glasfaser 40GBASE-SR4 40GBASE-LR4 40GBASE-FR
Mulitmode Single Mode
Source 4 x 10Gb VCSEL 4 x 10Gb Laser 1 x 40Gb Laser
Optics Parallel Simplex
Connnector MPO LC (or similar)
Wavelenght 850 nm 1271-1331 nm 1550
Fiber OM3 OM4 OS2 OS2
Max Distance 100 m 150 m 10,000 m 2,000m
Loss Budget 1,9 dB 1,53 dB 6.7 dB 4.0 dB
100GBASE-SR10 100GBASE-LR4 100GBASE-ER4
Mulitmode Single Mode
Source 10 x 10Gb VCSEL 4 x 10Gb Laser 1 x 40Gb Laser
Optics Parallel Simplex (4λ @ 25Gb)
Connnector MPO LC (or similar)
Wavelenght 850 nm 1300 nm (DWDM)
1550 nm (DWDM)
Fiber OM3 OM4 OS2 OS2
Max Distance 100 m 150 m 10,000 m 40,000m
Loss Budget 1,9 dB 1,53 dB 8.3 dB 18 dB 7
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IEEE 802.3ba – 100 GbE
•40 GbE Ein Kabel mit 12 Fasern
Duplex
8 aktive, 4 inaktive
4 x 10 Gb/s
12 Faser MPO Stecker
Eine Wellenlänge pro Faser
•100 GbE
Zwei Kabel mit 12 Fasern oder 24 Faser Kabel
Duplex
20 aktive, 4 inaktive
10 x 10 Gb/s
MPO Stecker
1 x 24 or 2 x 12
Eine Wellenlänge pro Faser
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• “Zoned Data Centers”
• Die Standard definieren einen “Patched Channel” bestehend aus mehreren Links / Segmenten
Distributor in accordance with ISO/IEC 11801
Network access cabling system
Main distribution cabling system
Zone distribution cabling system
Equipm. cabling
Courtesy: TE Connectivity
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Dünne Luft im Data Center?
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Yesterdays fast is todays slow
Yesterdays incredible is todays expected
Yesterdays connector budget is todays link budget
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Link Budgets sind knapp bemessen: • “Zoned” Data Centers erfordern 4 oder mehr Verbinder
im Channel • “Beauty Contests” verwendenden selektierte
Componenten • Verkäufer, Planer und Berater vermischen “Typisch”
und “Maximum” Limits.
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Test Regimes
Standard Methods
TIA-568-C
Tier-1 Tier-2
ISO 11801 AMD.1 / ISO/IEC 14763-3
BASIC Test Regime EXTENDED Test Regime
LSPM: Light Source & Power Meter
OTDR: Optical Time Domain Reflectometer
• Die beiden Testmethoden sind komplementär ! – Die OTDR soll und kann nicht nicht die LSPM Messung ersetzen
• Beide Methode haben sowohl Vorteile als auch Nachteile
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OLTS … Optical Loss Test System
• Messung der Duplex-Strecke in beiden Richtungen
1. Messung der Länge
2. Errechnung des Dämpfungs-Büdgets
3. Messung der Einfüge-Dämpfung
4. Errechnung der Reserve
• Optional 2er Schritt: Messung beider Fasern des Duplex Links in beiden Richtungen
LSPM versus OLTS
LSPM … Light Source & Power Meter
• Misst die Einfüge-Dämpfung des Übertragungskanals
• Längenabhängige Dämpfungs-Budgets müssen manuell berechnet werden
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Dämpfung der Konnektoren und Spleiße, (Betrifft auch Konnektoren am Messgerät):
NOTE: “Nicht Kritische” Anschlüssem am Messgerät können diese Efekte eliminieren”
Primäre Ursache der Dämpfung im Data Center:
Coupling Losses
• Area mismatch
• Spacing loss
• Axis misalignment
• Angular misalignment
Fiber Basics
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#2
Referenzier-Methoden
1 Jumper Methode B 2 Jumper Methode A
3 Jumper Methode C
• Test Reference Cords mit „Reference Grade Connectors“ werden von den meisten Standards verlangt
• Die meisten Hersteller verlangen die genauste 1 Jumper Methode
• Die genaue 1 Jumper Methode setzt einen Wechseladapter plus einen “nicht-kritischen” Konnektor am Powere Meter voraus.
#3 #2 #1
#2 #1
#1
Link Under Test
#1
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Genauigkeit der Referenzier Methoden
1 Jumper Methode B 2 Jumper Methode A
3 Jumper Methode C
#3 #2 #1
#2 #1
#1
Cords /Ref. Methode
1 Jumper 2 Jumper 3 Jumper
Reg. Patch Cords
n
Test Reference
Cords
Häufig negative Dämpfung !
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• Encircled Flux (EF) ist eine Methode zur Bewertung der Einkopplung …Das letzte Element im Puzzle MM Messgenauigkeit.
• Neue Standards, Neue Designs und die Wettbewerbssituation verlangen nach einer verbesserten Messgenauigkeit!
Encircled Flux – Reduziert den Multimode Messfehler
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Source 1 Over filled (alte Methoden)
Source 2 Restricted or Under filled (EF Compliant)
Optical Source Einkopplungsbedingungen bestimmen die Verlässlichkeit der Dämpfungsmessung!
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• Verschieden Lichtquellen verwenden ein unterschiedliche Einkopplung
• Vorangehende Standards für die Einkopplung, CPR (Coupling Power Ratio) und seit 2006 MPD (Modal Power Distribution) erlaubten eine zu hohe Variation im Messergebniss
• Heute verwendete Grenzwerte sind weitaus „enger“
Warum wird der neue Standard EF dringend benötigt?
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MPD vs. EF Relationship
Zwi EF kompatible Lichtquellen + #1 @ Under Filled Limit
+ #2 @ Over Filled limit
… mögliche Variaton im Ergebnis 10%
Zwei MPD komptible Lichtquellen + #1 @ Under Filled Limit
+ #2 @ Over Filled Limit
… mögliche Variation im Ergebnis 40 %
Area of Interest Subject to
Fiber Miss-Alignment
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40/100 Gb/s
IEEE 802.3ba
© Fluke Networks 25
Polarity - MPO/MTP System Type A
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© Fluke Networks 26
Polarity - MPO/MTP System Type B
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MPO - Future Proof Technology – Migration
10 – 100G Reuse the same
MPO Trunk Cable
1G or 10G Cabling
40G Cabling
100G Cabling 27
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Polarity - MPO/MTP System Type A, B & C
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Wie wurden MPO Trunks in der Vergangenheit getestet?
Set Reference
Install Fan-out
Test 12 times Complex
Tedious Incomplete Polarity?
Test to Limit?
Documentation?
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Company Confidential
Wunschliste für einen MTP/MPO Teste
• Test aller 12 Fasern ohne manueller
Manipulation
• Aufzeigen von Grenzwert-
Überschreitungen & Protokollierung
• Überprüfung der Polarität
• Unterstützung der genaueren 1Jumper
Methode („non-critical“ Connection im PM)
• EF konforme Einkopplung des Lichts
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Messung Polarität & Dämpfung:
Setzen der Referenz 1 Jumper bevorzugt
vorausgesetzt “nicht kritischer Stecker”)
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Messung Polarität & Dämpfung:
Messung des Trunks
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MPO/MTP Power Meter
MPO optical interface for 12 fibers
Power or loss on 12 fibers simultaneously
Individual power or loss on single fiber
Save power or loss measurements to LinkWare
Report polarity per TIA-568-C.0
Indicate if loss limit is exceeded.
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MPO/MTP Licht-Quelle
MPO optical interface for 12 fibers
Scan All automatically sources all fibers
Auto l encoding
Stabilized optical signal on each fiber
User selectable individual channels
Scan All enables polarity per TIA-568-C.0
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10 …100 Gb/s
Fehler Suche
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Fehler Suche
• Schritt1: Die Dämpfungsmessung identifiziert grenzwertige Links/Channels
- MPO: Die problematische Faser(n) wir identifiziert
• Schritt2: Ein OTDR lokalisiert die problematische Steckverbindung
- Ein Fanout cable adaptiert von SC auf MPO
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Beispiel: Lokalisierung des “Flaschenhals”
• Die Gesamtdämpfung 1.98dB ist innerhalb des Grenzwertes
• Der Flaschenhals ist nach 260m
Troubleshoot
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Beispiel: Korrektur des Problems
• Das Problem wurde durch Reinigung oder Tausch gelöst
• Der Flaschenhals nach 260m wurde eliminiert
Troubleshoot
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Das OptiFiber Pro – Eine revolutionäre
neue Plattform
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Fiber
Inspektion und Sauberkeit
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1) Stirnfläche inspizieren
• Sauber? Einstecken
2) Kleine Menge Fluid auf das
Tuch
3) Stecker gerade halten und
vom feuchten in das
trockene bewegen
4) Stirnfläche inspizieren
• Sauber? Einstecken
• Wenn nicht, nochmals
reinigen
Stufen der korrekten Reinigung
Kupplungen Patchkabel
STEPS: 1) Stirnfläche inspizieren
• Sauber? Einstecken
2) Kleine Menge Fluid auf das Tuch –
Stift befeuchten
3) Mit leichtem Druck den feuchten
Swab drehen
4) Mit leichtem Druck den trockenen
Swab drehen
• Sauber? Einstecken
• Wenn nicht, nochmals reinigen
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Bekannte Missverständnisse • Schutzkappen schützen vor Schmutz - NEIN
– Schutzkappen sind nicht immer sauber
– Endflächen müssen nicht unbedingt sauber sein wenn Sie versiegelt aus dem Werk geliefert werden
• Druckluft bläst Schmutz weg- NEIN
– Uneffektiv bei Schmutzpartikeln auf der Stirnfläche
– Bläst größere Partikel herum anstatt zu entfernen
– Uneffektiv bei Verschmutzungen durch Hautpartikel/Schweiß
• Isopropyl Alkohol (IPA) ist das beste Mittel – NEIN
– IPA hinterlässt Rückstände wenn es falsch eingesetzt wird (Statisch)
– Spezielle Reinigungsflüssigkeiten sind weitaus effektiver und antistatisch
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Beste Anwendungsmethode
• Beginnen Sie jedesmal mit einem sauberen fusselfreien Tuch
– Material immer nur einmal verwenden
• Eine geringe Menge von Reinigungsfluid verwenden
– Wichtig! Zuerst feucht – dann trocken
– Bewegen Sie den Stecker vom feuchten zum trockenen Teil
• Saubere und vorsichtige Bewegungen durchführen
– Mit leichtem Druck auf das Pad die Fläche reinigen
• Inspizieren Sie beide Stckerflächen bevor Sie konnektiert werden
– Solange reinigen bis der Stecker wirklich sauber ist. Ggf. Neues Patchkabel einsetzen
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Fiber Optic Cleaning Kits
• Stirnflächen von PATCH CORDS
– Reinigungswürfel und Flüssigkeit zur Reinigung mehrerer Stecker
Aufgerollte Tücher mit weicher Unterlage
– Cleaning Cards und Flüssigkeit
12 individuell versiegelte Reinigungszonen
• Stirnflächen durch Kupplung
– Korrekte Swab Größe verwenden
1.25mm oder 2.5mm
– Flüssigkeit auf den Swab mit dem Cube oder Card
• Tragetasche zur Aufbewahrung
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Fiber Optic Cleaning Kits
• Stirnflächen von PATCH CORDS und Verteilerfeldern:
- Schnelle Reinigung ohne Flüssigkeit bis zu 525 pro Einheit bei geringfügiger Verschmutzung:
• Straßenstaub (ISO 12103-1)
• Rückstände von Hautfett
• Salzwasserrückstände
• Alkoholrückstände
• Pflanzliche Rückstände
• Graphit-Rückstände
• Handcreme
• Rückstände destillierten Wassers
– Verwendbar für alle üblichen Steckergesichter wie SC, ST, LC, E 2000. MU, FC und MPO/MTP.
• Tragetasche zur Aufbewahrung im Kit
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Übersicht Mikroskope
• Inspiziert den Großteil aller Steckgesichter
• Duale Vergrößerung (250x/400x)
• Großer 7” Schirm
• Schockresistent
• Diverse Adaptierungen möglich
FiberInspector FI- 7000
• Inspiziert die gängigsten Steckgesichter (SC, SC, FC and LC)
• Sehr kompakt
• Autofocus, 2 s Prüfung
• Kostengünstiges Mikroskop
FiberInspector FI 500
• Nur für Patchkabel • Stabil und ergonomische
Handhabung • Viel genutzte
Inspektionsmethode • Sehr preisgünstig
FiberViewer
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OptiFiber Pro OTDR
10.6 x 7.5 x 2.5 inches
5.7 inch touchscreen display Smartphone user
interface
Real-time trace 8-hour battery life
Singlemode, Multimode and Quad modules
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MPT/MPO
Reinigung und Inspektion
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Conclusio
• Mit immer höheren Bandbreiten sinken die Dämpfungsbudgets.
• Die Dokumentation und Sicherstellung der Sauberkeit ist unabdingbarer Bestandteil der DC- Installation und des fortlaufenden Betriebs.
• Die Auswahl der Komponenten und Testsysteme ist entscheidend für die Zukunftssicherheit des DC- Fiberinstallationen.
• Die EF (Encircled Flux ) kompatible Dämpfungsmessung sollte die Standardmessmethode im DC sein.
• Die komplementäre OTDR- Messung erlaubt die schnelle Identifikation des „Flaschenhalses“ in einem Link.
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Ich bedanke mich für Ihre Aufmerksamkeit!
Fragen, Wünsche, Anregungen?
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