Schnellere Netzwerke erfordern genauere Messungen

22. April 2022 / Allgemein, Norm und Zertifizierung, Industrienetzwerke

Die heutigen High-Tech-Rechenzentren bilden in unserer Welt das digitale Herz der Kommunikation und des Handels. Jede Branche hat allerdings ihre eigene Geschichte, und der Weltmetrologietag (World Metrology Day) ist die passende Gelegenheit, sie zu erzählen.

Der Internetverkehr über eine Einwahl vor 20 Jahren verhält sich zum heutigen Breitbanddatenverkehr wie ein Ameisenhaufen zu einem Güterzug

Vor ca. 20 Jahren kamen die Glasfasernetzwerke mit den langsamen Einwahlverbindungen leicht zurecht. Heute werden riesige Datenmengen mit Gigabit-Geschwindigkeiten durch die Netzwerke bewegt. Mit immer anspruchsvolleren Normen und immer genaueren Messungen können die Rechenzentren einen reibungslosen Ablauf gewährleisten.

Als der Internetverkehr noch langsam und einfach ablief

Früher – vor etwa 20 Jahren – nutzten Erwachsene Anwender in den USA das Internet mit geringem Datenvolumen, geringer Geschwindigkeit und weitgehend auf Textbasis: E-Mails und Nachrichten versenden, Produkt- und Dienstleistungslisten durchsuchen sowie Nachrichten, Wetter und Sportereignisse anschauen. Etwas mehr als die Hälfte der berufstätigen Erwachsenen nutzte bei der Arbeit einen Computer und/oder E-Mail und Internet. Etwa 80% der Benutzer nutzten Einwahlverbindungen über Telefonleitungen. Private Haushalte hatten gewöhnlich nur ein einziges internetfähiges Gerät (einen PC).

Auch die Anforderungen an Glasfaserkabel und Netzwerkleistung waren damals entspannter. Normen für Glasfaserkabel ermöglichten einen Signalverlust von ca. 10 dB, was gut genug war für die meisten Anwendungen. Die Datenverkehrslast im Internet war geordnet, jedoch gering und leicht – wie eine Ameisenstraße.

Heute dagegen sind alle ständig online

Die heutigen Netzwerkanforderungen sind in fast jeder Hinsicht völlig anders. Etwa 93,0% aller Amerikaner gehen regelmäßig online. Bis zu 31% der Erwachsenen geben an, dass sie „fast ständig“ online sind. Alle machen alles online: Videos anschauen, Nachrichten in Gruppen senden, Filesharing, Gaming in Echtzeit, Musikstreaming, Live-Videoanrufe bei der Arbeit und in der Schule, Hochladen, Herunterladen, Suchen auf bandbreitenintensiven sozialen Websites u.v.m. Die meisten gewerblichen und privaten Standorte hosten heute mehrere Geräte, von denen auf vielen Anwendungen laufen, die „immer eingeschaltet“ sind: Computer, Telefone, Tablets, Router, Fernseher, Smart Speaker und Türklingeln, Überwachungskameras, verbundene Geräte, Smart Watches u.v.m. – sie alle verbinden sich mehrmals in der Stunde (oder öfter) mit Rechenzentren, um ihre jeweiligen Aufgaben zu erledigen.

Der gesamte digitale Datenverkehr läuft über das Mobilfunknetz mit einer medianen Geschwindigkeit von 53,31 Mbit/s und über das Festnetz mit einer medianen Geschwindigkeit von 134,10 Mbit/s, wobei ein Großteil davon über drahtlose Verbindungen zum Endbenutzer erfolgt. Das ist mindestens 1.000 mal schneller als vor 20 Jahren.

Die Last wird von komplexen, hochentwickelten Netzwerken und Rechenzentren gestemmt, die man sich zu Zeiten der Einwahlverbindungen nicht einmal vorstellen konnte. Allein der Markt für den Ausbau von Rechenzentren in der am schnellsten wachsenden Region (Asien-Pazifik) erreichte bis 2020 fast 200 Mrd. USD jährlich – fast genauso viel wie der Jahresumsatz von Amazon.

Wie Rechenzentren der Entwicklung einen Schritt voraus bleiben

Dieser explosionsartige Zuwachs in der Nachfrage nach Datenvolumen und -geschwindigkeit sorgt dafür, dass Rechenzentren und Serviceanbieter stets auf Draht sein müssen – für das Streamen von 4K-Videos in Spielfilmlänge, das Versenden von Milliarden sicherer Finanztransaktionen und für die Übertragung von Live-Audio und Bild bei Telefonkonferenzen mit mehreren Benutzern (um nur einige gängige datenintensive Anwendungen zu nennen) ist eine grundsolide Kabel- und Netzwerkleistung erforderlich.

Rechenzentren sind der Kurve stets einen Schritt voraus, indem sie ihre Leistung von 1 Gigabit pro Sekunde auf 800 Gigabit pro Sekunde gesteigert haben – mehr als 10.000-mal schneller als die mittlere Geschwindigkeit, die die Endanwender bei einer mobilen Verbindung sehen. Um diese enorme Geschwindigkeit zu ermöglichen, wurden die Industrienormen weiterentwickelt. Wo einst ein Signalverlust von ca. 10 dB ganz leicht akzeptabel war, erfordern die heutigen Systeme weniger als 2 dB.

Von Normen bis zu Messungen – jedes Teil muss passen

Alle Komponenten und Teile in einem Rechenzentrum müssen zusammenpassen und genau und zuverlässig funktionieren, von den Industrienormen, die die Geräte festlegen, bis hin zu den Messwerkzeugen, die bei der Herstellung, Installation, Zertifizierung, Prüfung und Fehlerbehebung dieser Systeme verwendet werden.

Die Ingenieure und Messtechniker von Fluke Networks haben bei der Entwicklung und Aktualisierung dieser Normen mitgewirkt, damit Netzwerk- und Glasfaserkabelkomponenten verschiedener Hersteller zuverlässig zusammen betrieben werden können. In den letzten 20 Jahren haben unsere Experten aktiv an über 30 Normgebungsprojekten mitgewirkt, darunter die der Telecommunications Industry Association (TIA), der International Organization for Standardization (ISO) und des Institute for Electrical and Electronic Engineers (IEEE). In diesem Jahr würdigte die TIA Seymour Goldstein, Engineering Fellow/leitender Ingenieur in der Advanced Development Group bei Fluke Networks, mit der Auszeichnung TIA Star dafür, dass er unter den 5% besten TIA-Teilnehmern für Engagement, Führung und Beiträge in allen TIA-Ausschüssen war.

Fluke Networks entwickelt Test- und Messgeräte, die diese professionellen Normen erfüllen oder übertreffen – ein genaues Prüfgerät zu bauen ist aber nur der Anfang. Äußerst wichtig ist auch, dass das Prüfgerät viele Jahre lang zuverlässig genaue Messergebnisse liefert. Deshalb haben wir Servicezentren auf der ganzen Welt, wo unsere Tester kalibriert und ihre Messungen bis zu unserem primären Normenlabor in Everett, Washington, USA zurückverfolgt werden können. Die Tools von Fluke Networks haben sich das Vertrauen ausgebildeter Techniker und Elektriker verdient, die neue und aktualisierte Netzwerksysteme installieren, testen und zertifizieren und die vor Ort Fehler beheben, wenn einmal etwas schief geht. Sie wissen, dass sie sich nicht nur heute, sondern auch morgen noch auf Fluke Networks verlassen können.