Was ist 25GBASE-T und welche Anwendung hat es im SMB-Netzwerk?

25GBASE-T ist eine von IEEE definierte 25Gb-Ethernet-Technologie, die über gängige Twisted-Pair-Kupferverkabelung betrieben wird. Mit der zunehmenden Nutzung von SMB-Netzwerken erhält diese Art von Schnittstelle mehr Aufmerksamkeit. Sie wird hauptsächlich für Kurzstreckenverbindungen innerhalb von SMB-Netzwerken verwendet, beispielsweise zwischen Switches und Servern oder zur Verbindung von Switches untereinander. Das Design erhöht die Geschwindigkeit auf 25 Gbps über herkömmliche Kupferverkabelung und behält dabei die Funktionalität der vorhandenen Verkabelung bei.

Der folgende Inhalt wird kurz untersuchen, wie 25GBASE-T funktioniert, welche Vorteile es bietet und wo diese Schnittstelle im heutigen SMB-Netzwerk im Vergleich zu anderen 25G-Verbindungsmethoden steht.

25GBASE-T-Standard und Schlüsseltechnologien

Die 25GBASE-T-Spezifikation wurde 2016 fertiggestellt und ermöglicht eine 25-Gbit/s-Ethernet-Übertragung über verdrillte Kupferkabel. Sie unterstützt Verbindungen mit einer Länge von bis zu etwa 30 Metern. In der Regel sind dafür strukturierte Cat8-Verkabelungssysteme erforderlich, die Kabel mit hohen elektrischen Spezifikationen benötigen.

Aus technischer Sicht ist 25GBASE-T keine vollständig neu entwickelte Lösung. Es handelt sich eher um eine Weiterentwicklung von 10GBASE-T und integriert einige Konzepte, die ursprünglich für 40GBASE-T vorgesehen waren. Innerhalb einer Reichweite von 30 Metern unterscheidet sich die Schwierigkeit der Implementierung nicht von der der beiden vorherigen Generationen, sodass keine größeren Änderungen am Architekturdesign erforderlich sind. Dies erleichtert die Umsetzung von Netzwerk-Upgrades während der tatsächlichen Bereitstellung.

Diese Technologie wird durch ausgefeiltere digitale Signalverarbeitung, fortschrittliche Mechanismen zur Echo- und Übersprechunterdrückung, serielle Hochgeschwindigkeits-zu-Parallel-Decodierschaltungen und SFP28-Schnittstellen. Viele dieser Komponenten wurden nicht von Grund auf neu entwickelt, sondern auf der Grundlage bestehender Systeme optimiert, wodurch die Wiederverwendung handelsüblicher Geräte ermöglicht wurde.

Das Endergebnis ist eine relativ stabile Übertragungsrate von 25 Gbit/s, selbst in einer Kupferverkabelungsumgebung, ohne dass Glasfaserverbindungen erforderlich sind.

Wichtige Vorteile von 25GBASE-T

Leistung und Skalierbarkeit sind die am leichtesten zu verstehenden Aspekte. 25GBASE-T kann 25 Gbit/s über eine einzelne Kupferkabelverbindung erreichen. Das ist etwa die doppelte Bandbreite von 10GBASE-T. Außerdem spart es mehr Panelplatz als 40GBASE-T, das vier Kanäle benötigt. Für SMB-Netzwerke bedeutet dies, dass die Netzwerk-I/O erhöht werden kann, ohne die gesamte Netzwerkarchitektur komplett neu aufzubauen. Viele Server und Speicherknoten der nächsten Generation sind für 25G ausgelegt, wodurch sie einfach zu verwenden sind.

Die Kompatibilität ist ebenfalls relativ unproblematisch. 25GBASE-T behält den standardmäßigen Auto-Negotiation-Mechanismus bei, sodass es mit älteren Systemen arbeiten kann, wie zum Beispiel 10GBASE-T oder 40GBASE-T-Umgebungen. Netzwerk-Upgrades erfordern nicht unbedingt einen vollständigen Austausch auf einmal; Geräte können schrittweise ersetzt werden, was zu einem reibungsloseren Prozess und weniger aufwendigen Vor-Ort-Anpassungen führt.

Auch die Kosten sind ein häufig diskutierter Bereich. Die einkanalige 25G-Lösung reduziert die Anzahl der benötigten Switching-Chip-Ports, was zu weniger Switches, Kabeln und Schnittstellenkomponenten führt. Das bedeutet, dass die Anfangsinvestition und die laufenden Wartungskosten niedriger sind. Cat8-Kupferverkabelung und RJ45-Schnittstellen sind leicht zu finden und weit verbreitet, sodass sie nicht gefährlich sind.

Ein weiterer Grund für seine Existenz ist seine Flexibilität.  25GBASE-T kann über Kupfer eine Verkabelung von etwa 30 Metern erreichen, was für gängige ToR-, MoR- oder EoR-Layouts ausreicht. Andererseits reicht DAC-Kupferverkabelung in der Regel nur wenige Meter, was die Verbindung von einem Rack zum anderen erschwert. 25GBASE-T ist bei der Verbindung von Racks oder ganzen Gerätereihen oft einfacher zu verwalten, ein Unterschied, der in großen SMB-Netzwerken noch deutlicher wird.

25GBASE-T in SMB-Netzwerkanwendungen

In der Praxis findet man 25GBASE-T häufig in Cloud-Umgebungen oder großen KMU-Netzwerken. Es wird für Kurzstreckenverbindungen zwischen Switches und Servern verwendet. Sie können es mit standardmäßigen RJ45-Patchkabeln anschließen, und es wird wie herkömmliche Kupferverkabelungsnetzwerke installiert. Sie müssen es nicht an ein neues Schnittstellensystem anpassen.

Dies ist auch in Szenarien der Aggregationsebene zu beobachten, beispielsweise bei Verbindungen zwischen Racks in MoR- oder EoR-Layouts. Solange die Entfernung innerhalb von etwa 30 Metern gehalten wird, ist die Verbindung in der Regel recht stabil, und dieser Bereich kann im Allgemeinen den Interkonnektionsbedarf zwischen einer oder sogar mehreren Rackreihen abdecken.

Einige SMB-Netzwerkverkabelungsumgebungen sind komplexer und verlassen sich nicht auf ein einzelnes Medium. In diesen Fällen kann 25GBASE-T auch kombiniert eingesetzt werden. Kupferverbindungen können mit DACs, AOCs oder Glasfaser koexistieren, wobei je nach Entfernung und Budget unterschiedliche Lösungen zugewiesen werden. Dies ermöglicht eine flexiblere Gesamtplanung statt einer einheitlichen Glasfaserstruktur.

Es ist jedoch nicht für alle Szenarien geeignet. Für kurze Verbindungen innerhalb eines Racks, beispielsweise über wenige Meter, sind passive DACs oft die bessere Wahl. Sie sind kostengünstiger und energieeffizienter und bieten damit einen erheblichen Vorteil. Andererseits sind bei einer Verbindungslänge von mehr als 30 Metern oder bei erheblichen elektromagnetischen Störungen vor Ort Multimode- oder Singlemode-Fasern in der Regel besser, da sich so eine stabile Übertragung leichter sicherstellen lässt.

25GBASE-T vs. andere 25G-Konnektivitätsoptionen

In heutigen SMB-Netzwerken gibt es mehrere 25G-Zugriffsmethoden, jede mit ihrem eigenen Anwendungsbereich. DAC-, AOC- und optische Modullinks koexistieren alle, wobei die Hauptunterschiede typischerweise bei Entfernung, Stromverbrauch und Verkabelungsmethoden liegen.

Aus einer Gesamtpositionierungsperspektive ist 25GBASE-T eher eine Mittelweg-Option unter den Kupferverkabelungslösungen. Im Vergleich zu DACs kann es Signale über größere Entfernungen übertragen, ohne optische Module für Glasfaserverbindungen zu benötigen. In einer Cat8-Verkabelungsumgebung lässt sich problemlos eine Übertragung über 30 Meter erreichen. In Top-of-Rack- (ToR) oder End-of-Rack- (EoR) Konfigurationen ist diese Funktion oft ideal, um Racks ohne hohe Kosten miteinander zu verbinden.

In Cloud-SMB-Netzwerkumgebungen wird es häufig auf der Switch-zu-Server-Ebene eingesetzt. Die RJ45-Schnittstelle ist jedem vertraut, und mit Auto-Negotiation ist sie auch mit 10GBASE-T kompatibel, sodass Sie bei Upgrades die Verkabelung nicht ersetzen müssen. Sie funktioniert außerdem gut mit gängigen Netzwerkarchitekturen wie Leaf-Spine, Fat Tree oder traditionellen dreischichtigen Architekturen, ohne dass ein vollständiges Redesign erforderlich ist, um mehr Bandbreite hinzuzufügen.

Tipps: Bei der Erwägung einer 25G-Lösung: 

Für sehr kurze Verbindungen innerhalb eines Serverracks, typischerweise unter 5 Metern, ist ein DAC in der Regel praktischer und energieeffizienter. In diesen Szenarien ist kein Wechsel zu anderen Lösungen erforderlich.

Wenn ein gewisses Maß an Flexibilität bei der Verkabelung erforderlich ist, ist 25GBASE-T die bessere Wahl. Kupferkabelverbindungen können problemlos etwa 30 Meter erreichen, und Patchkabel sowie Patchpanels lassen sich relativ einfach verwalten, wodurch sie sich für die Verbindung von Schränken oder Gerätereihen eignen.

Wenn die Entfernung weiter vergrößert wird oder erhebliche Feldstörungen auftreten, werden in der Regel AOC- oder Glasfaserverbindungen in Betracht gezogen. Diese Lösungen sind über große Entfernungen stabiler und werden weniger von Umgebungsfaktoren beeinflusst.

Fazit

Insgesamt bietet 25GBASE-T ein realistisches Gleichgewicht zwischen Leistung, Verkabelungsflexibilität und Kosten. RJ45-Schnittstellen können wiederverwendet werden; das Upgrade von 10G auf 25G ist relativ einfach, die tägliche Wartung ist weniger anspruchsvoll, und dennoch wird die Bandbreite deutlich erhöht, wodurch es sich für wachsende SMB-Netzwerkumgebungen eignet.

Durch die Nutzung der umfangreichen Praxistesterfahrung und Interoperabilitätsprüfungsfähigkeiten von QSFPTEK erzielen Netzwerkinstallationen mit größerer Wahrscheinlichkeit stabile Ergebnisse und lassen gleichzeitig Raum für zukünftige Erweiterungen. Diese validierten Lösungen bieten eine relativ stabile, skalierbare Infrastruktur, die ein praktisch nutzbares Gleichgewicht zwischen Leistung und Zuverlässigkeit erreicht.