In der 100-Gigabit-Ära – und danach …

Die Nachfrage wird Jahr für Jahr hochgeschraubt. Das Wachstum des Datenverkehrs in den dicken Backboneleitungen der Netzbetreiber ist schlichtweg außer Kontrolle geraten. Branchenkenner sprechen von einer explosionsartigen Steigerung von Datenservices. Neue Applikationen bei den Providern und vor allem Video­inhalte lassen die Rekorde ständig purzeln. »Willkommen in der 100-G-Ära«, hieß es im Vorjahr bereits bei Netzausrüstern wie Alcatel-Lucent, der im Herbst 2010 in Wien Ende-zu-Ende-Lösungen im 100-Gigabit-Ethernet-Bereich demonstrierte. Kunden wurde in einem Set  an zusammengeschalteten Serviceroutern und optischen Switches 100-Gbit-Technik im Vollduplex – die Datenübertragung gleichzeitig in beide Richtungen – gezeigt. Helmut Seifert, Manager Business Development bei Alcatel Lucent, nennt dies »Geschwindigkeit ohne Kompromiss«. Als Marktführer bei Netzlösungen auf diesem hohen Niveau sei Alcatel-Lucent bestens für die Anforderungen der Kundschaft aufgestellt – sowohl bei IP-Services als auch im optischen Bereich. »Das Potenzial ist groß«, erklärt Seifer und vergleicht: Eine Blue-ray-Disc lässt sich damit innerhalb von nur zwei Sekunden übertragen, sechs Wochen Video-Streaming sind in einer Minute abgehandelt.

Natürlich werden in den Netzwerken auch in naher Zukunft diese Bandbreiten nicht direkt für den Enduser verfügbar sein. »Diese Geschwindigkeit im Core ist aber trotzdem nur der Anfang. Kombiniert mit Equipment mit weiterhin niedrigeren Durchsatzraten wird 100-Gbit-Ethernet überall dort sinnvoll in Netzwerken eingesetzt, wo leistungsfähige Services gefragt sind«, erklärt der Experte. Zudem ist ein Modernisieren von Netzinfrastruktur für die Netzbetreiber keinesfalls nur eine Frage der Kapazitäten, sondern betrifft auch die Erhaltungskosten. Die Router und Switches der neuen Generation verbrennen weiter weniger Energie im Betrieb – ein wesentliches Argument in einer Branche, in der Stromkosten ein signifikanter Posten sind. 100-Gigabit-Steckkarten für die großen Servicerouter verbinden sowohl IP- als auch Ethernetströme auf einer einzigen Plattform. Hochgerechnet fünf Watt pro Gigabit benötigt die Karte – ein relativ niedriger Wert im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen. Skalierbar könnte ein derart ausgestatteter Router bis zu 160.000 Endkunden mit Video- oder Voicestreams gleichzeitig bedienen.

Die ersten Tests mit 100-Gbit-Hardware wurden bei Alcatel-Lucents Entwicklungsschmiede Bell Labs bereits im Jahr 2005 verzeichnet. Fünf Jahre später war dann das weltweit erste kommerzielle Projekt umgesetzt. Der Netzausrüster hatte im Sommer 2010 gemeinsam mit dem IT-Service-Provider T-Systems in Deutschland Hochleistungsrechenzentren der TU Dresden und der TU Bergakademie Freiberg über eine 60 Kilometer lange Strecke miteinander vernetzt. Zum Einsatz kam 100-Gbit-Technik in aufeinander abgestimmten IP-Routern und optischen Übertragungssystemen. Die Daten zwischen den Universitäten werden in Echtzeit verarbeitet und über eine einzige Wellenlänge transportiert. Dies war zu diesem Zeitpunkt einmalig in der Branche.

Im Brennpunkt des Interesses standen in dem Projekt Speicherlösungen, die über diese Distanz eingesetzt wurden. Seither arbeitet man intensiv auch an Anwendungen für geclusterte Serverarchitekturen und Network-Attached-Storage. Und die Reise geht unaufhörlich weiter: Im März 2011 wurden aus den Bell Labs Arbeiten noch schnellere Technologien bekannt. Durch Verdoppelung der Spektraleffizienz wird bei der nächsten Gerätegeneration bereits eine Übertragungsrate von 156 Gbit über eine Entfernung von 400 Kilometern erreicht. Die in ersten Versuchen erzielte Geschwindigkeit ist zweimal schneller als die gerade auf den Markt kommenden 100-Gbit-Systeme. Die jüngste Lösung arbeitet mit elektronischen Hochleistungsschaltungen, die analoge in digitale Signale umsetzen, und einer Reduktion der für die Übertragung von Daten erforderlichen Anzahl von Photonen – ohne dass dabei Informationspakete verlorengehen. Die Bell-Forscher sprechen bereits vom »Beginn eines neuen Zeitalters auf dem Gebiet optischer Übertragung«. Die weiter steigende Nachfrage nach Bandbreitenbedarf wird auch in Zukunft befriedigt werden können.