Verbesserte Nachhaltigkeit mit VSFF-Steckverbindern

Das Greenhouse Gas Protocol wurde vom World Resources Institute (WRI) und dem World Business Council for Sustainable Development (WBCSD) entwickelt und 1998 eingeführt. Es legt einen Maßstab für die Quantifizierung und Berichterstattung von Emissionen fest und ist der am weitesten verbreitete internationale Standard. Er wird von Regierungen, Industriegruppen, gemeinnützigen Organisationen und Unternehmen gleichermaßen genutzt. Im Jahr 2016 haben etwa 92% der Fortune-500-Unternehmen das GHG-Protokoll entweder direkt oder über ein davon abgeleitetes, maßgeschneidertes Programm umgesetzt. Immer mehr Länder auf der ganzen Welt verlangen von Unternehmen die Vorlage von Emissionsreduktionszielen und -berichten.

 

Kunststoffe tragen während ihres gesamten Lebenszyklus - von der Herstellung bis zur Entsorgung - zu Treibhausgasemissionen bei, wobei die Abbauzeiten zwischen 20 und 500 Jahren liegen, während derer sie in die Umwelt entweichen können. Viele Länder sind bestrebt, die Zahl der Einwegkunststoffe zu verringern und die Wiederverwertung von Wertstoffen durch Recycling, Vorschriften und Steuern zu fördern. Allerdings werden nur 10% der Kunststoffabfälle recycelt, da die Trennung und Sortierung der Materialien schwierig ist, insbesondere bei Glasfaserverbindungskabeln, die verschiedene Komponenten wie Aramidgarn, Glas und Metall enthalten. Die Reduzierung von Kunststoffen in Glasfaserverbindungen kann dazu beitragen, diese Herausforderungen zu bewältigen. Optische Steckverbinder, die die Faserkerne präzise ausrichten (ca. 9 µm für Singlemode), erfordern langlebige Materialien wie Polyetherimid (PEI), um eine hohe Leistung in unterschiedlichen Umgebungen zu gewährleisten. PEI hat jedoch eine hohe Umweltbelastung, da es 18,24 CO2eq pro Kilogramm Harz ausstößt.

 

Die LC- und MPO-Steckverbinder sind in Rechenzentren am weitesten verbreitet, da sie mit steckbaren Transceivern kompatibel sind. Der von Lucent Technologies entwickelte LC-Steckverbinder verwendet eine Keramikferrule mit einem Außendurchmesser von 1,25 mm, oft in Duplexform. Der von NTT entwickelte MPO-Stecker verfügt über eine MT-Kunststoffferrule, die bis zu 16 Fasern im Abstand von 250 µm aufnehmen kann und sich daher für Anwendungen mit hoher Dichte eignet, insbesondere für Leaf- und Spine-Switches.

 

Neuere VSFF-Steckverbinder wie der CS und der SN haben kleinere Grundflächen als LC und MPO. Der CS-Steckverbinder, der als SEN-Steckverbinder (TIA/ANSI-604-19) standardisiert ist, weist einen Ferrule-Raster von 3,8 mm und eine Gehäusebreite von 7,85 mm auf. Dieses kompakte Design ermöglicht es QSFP-Transceivern, zwei CS-Steckverbinder zu unterstützen, was die Kapazität im Vergleich zu einem Duplex-LC-Steckverbinder verdoppelt. Der nach IEC 61754-36 genormte SN-Steckverbinder hat vertikal ausgerichtete 1,25 mm Ferrulen, wobei eine SN-MT-Version eine Mehrfaser-Kunststoffferrule (wie MPO) verwendet, um die Faserdichte weiter zu erhöhen. Der Faserabstand des SN-MT ist auf 200 µm reduziert, um die Übergänge zu Kabeln mit sehr hoher Dichte zu vereinfachen.

Das durchschnittliche Gesamtkunststoffgewicht von VSFF- und herkömmlichen Steckverbindern zeigt eine erhebliche Verringerung des Kunststoffanteils. Die CS- und SN-Steckverbinder reduzieren den Kunststoffverbrauch um 52% bzw. 73% im Vergleich zum LC-Duplex-Steckverbinder. Der SN-MT-Steckverbinder erreicht eine Reduzierung um 55% im Vergleich zum MPO-Steckverbinder. Diese Einsparungen sind in Rechenzentren, in denen Tausende von Steckverbindern eingesetzt werden, von entscheidender Bedeutung und führen zu erheblichen Materialeinsparungen und geringerem Platzbedarf im Rack, so dass Trunkkabel mit einer größeren Anzahl von Fasern in einem einzigen Rack vollständig abgeschlossen werden können.

 

Vergleichen wir den Kunststoffanteil pro Kanal bei der herkömmlichen Lösung mit MPO- und LC-Duplex-Steckern und der VSFF-Lösung mit SN-MT- und SN-Steckern. Basierend auf einem 1RU-Patchpanel kann die Legacy-Lösung nur bis zu 72 LC-Duplex-Steckverbinder aufnehmen, während die VSFF-Lösung auf der Basis von SN-Steckverbindern bis zu 216 Kanäle aufnehmen kann. Mit der VSFF-Lösung lässt sich der Kunststoffanteil der Steckverbinder um 43,8% reduzieren. Darüber hinaus kann durch den geringeren Materialeinsatz bei Kabeln und Leitungen mehr Kunststoff eingespart werden.

Der geringere Platzbedarf von VSFF-Steckverbindern trägt erheblich zur Reduzierung des Materialverbrauchs bei, wenn Tausende von Steckverbindern in einem Rechenzentrum eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil ist die effizientere Nutzung des Platzes im Rack, was den Materialbedarf für die Herstellung von Patchpanels weiter reduziert. Das Design von VSFF-Steckverbindern wie dem SN-MT ist außerdem so konzipiert, dass sie mit 200-Micron-Fasern kompatibel sind, die in Kabeln mit ultrahoher Dichte verwendet werden. Der Kunststoffanteil solcher Kabel wird ebenfalls erheblich reduziert.

Beispiel: Das Kunststoffgewicht von herkömmlichen OSP-Kabeln im Vergleich zu OSP-Kabeln mit ultrahoher Dichte mit 1728 Fasern und 3456 Fasern. Bei ultrahochdichten Kabeln mit 1728 bzw. 3456 Fasern wird im Vergleich zu herkömmlichen Kabeln eine Reduzierung des Kunststoffanteils um 7% bzw. 31% erreicht.

Schlussfolgerung

VSFF-Steckverbinder (Very Small Form Factor) wie CS- und SN-Steckverbinder tragen zur Nachhaltigkeit in der Glasfasertechnik bei, indem sie den Kunststoffverbrauch minimieren und die Faserdichte in Rechenzentren erhöhen. Ihr kompaktes Design ermöglicht mehr Verbindungen auf gleichem Raum, wodurch der Gesamtmaterialbedarf pro Verbindung im Vergleich zu größeren Steckern wie LC und MPO reduziert wird. VSFF-Steckverbinder unterstützen auch fortschrittliche Recycling-Initiativen, da sie weniger Materialien enthalten und so konstruiert werden können, dass die Demontage vereinfacht wird, was den globalen Bemühungen um die Verringerung von Kunststoffabfällen und die Verbesserung der Recyclingfähigkeit in der Technologiebranche entgegenkommt.