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Enfoque de telecomunicaciones de alta velocidad: mercado de Ethernet 400G actual y futuro

Larry

Traductor Don Juan
20 de diciembre de 2019

Según los avanzados proveedores de servicios en la nube (CSP) y varios informes de pronósticos de redes, 400G Ethernet surgirá como la tecnología líder durante 2020. IDC (International Data Corporation) y Cignal Ai también han demostrado una situación similar. En resumen, 400G Ethernet reemplazará las implementaciones de 100G y 200G de una manera más rápida que 100G a la Ethernet anterior.

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El desarrollo de 400G

Los factores que afectan el desarrollo de 400G son principalmente impulsados por la aplicación y la tecnología. Los controladores de la aplicación incluyen transmisión de alta velocidad 5G, requisitos del mercado para centros de datos, computación en la nube y transmisión de video de alta definición. Los impulsores tecnológicos incluyen el desarrollo de tecnologías en el mercado y la estandarización de productos.

Factores dirigidos por la aplicación

  • 5G acelera 400G Ethernet: Un análisis de Cisco señala que la tecnología 5G necesita una arquitectura de Edge Computing, que acerque los recursos de la nube (computación, almacenamiento y redes) a las aplicaciones, dispositivos y usuarios. Mientras que la informática de borde necesita más ancho de banda, soporte para más dispositivos en la red y mayor seguridad para proteger y administrar los datos. Por ejemplo, un sistema de radio 4G puede admitir hasta solo 2,000 dispositivos activos en un kilómetro cuadrado, mientras que 5G podría admitir hasta 100,000 dispositivos activos en el mismo rango. Con la tecnología 400G que ofrece más ancho de banda, más dispositivos y aplicaciones podrían ser compatibles con 5G. Hoy en día, 5G ha comenzado un amplio despliegue en 2019. Por ejemplo, China, donde 5G se desarrolla más rápido, ha desplegado más de 100,000 estaciones base. Y se esperan 150 millones de suscriptores móviles 5G para 2020 en China.

    Items 4G LTE 5G
    Tasa de datos promedio 25 Mb/s 100 Mb/s
    Velocidad de datos pico 150 Mb/s 10,000 Mb/s
    Latencia 50 ms 1 ms
    Densidad de conexión 2,000 por kilómetro cuadrado 100,000 por kilómetro cuadrado


    • Centro de datos y requisitos de computación en la nube: Una investigación de Cisco indica que los centros de datos basados en la nube tomarán el 92% de la carga de trabajo del centro de datos de próxima generación, mientras que los centros de datos tradicionales solo procesarán el exiguo 8% para 2021. Estos requisitos objetivos para velocidades de datos más altas impulsan en gran medida el desarrollo de 400G. Se estima que 400G será la velocidad predominante en chips de conmutación y plataformas de red en los próximos años.

    • Necesidades de transmisión de video de alta definición: Básicamente, todas las formas de aplicaciones de Internet se están moviendo hacia el video. Se estima que más del 80% del tráfico es video. El video es una plataforma muy importante para que todos interactúen en el futuro, especialmente la transmisión de video en tiempo real, como las videoconferencias multipartitas. Los videos de alta definición (como los videos 4K) necesitan más ancho de banda y menos latencia en comparación con los videos normales anteriores con menor definición.

    Factores tecnológicos

    La tecnología 400G se conocía originalmente como IEEE 802.3bs y se aprobó oficialmente en diciembre de 2017. Regula nuevos estándares, incluida la corrección de errores hacia adelante (FEC) para mejorar el rendimiento del error. Cumplir con estos estándares, los primeros elementos de la red 400G han completado con éxito las pruebas y la implementación inicial. En la actualidad, se han utilizado algunos conmutadores 400G de la marca, como Cisco 400G Nexus, Arista 400G 7060X4 Series, Mellanox Spectrum-2, etc. El esquema de conexión 400G también está floreciendo, como los cables 400G DAC, transceptor 400G QSFP-DD, transceptor 400G OSFP y transceptor 400G CFP8, etc. De los cuales 400G QSFP-DD se está convirtiendo en el factor de forma líder por su alta densidad y bajo consumo de energía. A medida que 400G Ethernet crezca más rápidamente a la estandarización, comercialización y escala, pronto el sistema de productos 400G será gradualmente perfecto y a cambio aparecerán más productos 400G.

    Influencias de 400G

    400G promueve los mercados de 25G y 100G mientras reduce la cuota de mercado de 200G

    En comparación con el Ethernet 10G, el Ethernet 25G gana más popularidad en toda la industria de la transmisión óptica porque la tecnología de 25Gbps y 50Gbps por canal proporciona los estándares básicos para los 100G existentes (4x 25Gbps), los próximos 400G (8x 50Gbps) y la futura red 800G. Por lo tanto, el rápido desarrollo de 400G promoverá los mercados de 25G y 100G en cierta medida. Del mismo modo, la rápida aparición de 400G implica que 200G es de duración breve.

    Se espera que 400G reduzca los costos generales de operación y mantenimiento de la red

    Para escenarios de interconexión de acceso, metro y centro de datos, donde se requiere una distancia de transmisión corta y un mayor ancho de banda, los recursos de fibra son relativamente escasos. La tecnología 400G de una sola portadora puede proporcionar el mayor ancho de banda de transmisión y la mayor eficiencia espectral con la configuración más simple, lo que efectivamente reduce los costos de transmisión.

    En la red troncal y en algunas redes de área metropolitana más complejas, donde la distancia de transmisión es más larga con más nodos de red, los requisitos para el rendimiento de la transmisión son más estrictos. En tales circunstancias, la tecnología de doble portadora (2x 200G) y un algoritmo optimizado podrían funcionar juntos para comprimir el espacio entre canales. Esto no solo puede mejorar la eficiencia espectral en un 30% (cerca del nivel de una tecnología 400G de una sola portadora), sino que también extiende la distancia de transmisión de 400G a varios miles de kilómetros, ayudando a los operadores a desplegar rápidamente redes troncales 400G con recursos mínimos de ancho de banda.

    La solución 400G también puede aumentar la capacidad de fibra individual en un 40% y reducir el consumo de energía en un 40%, mejorando así el rendimiento de la red y reduciendo los costos de operación y mantenimiento de la red.

    Oportunidades para vendedores y usuarios en 400G

    Muchos proveedores exageran sus productos 400G para adelantarse a la curva. En realidad, rara vez los vendedores tienen la capacidad de suministro real y no se puede garantizar la calidad de la mayoría de los productos 400G suministrados. Para ganar de la feroz competencia en el mercado, los proveedores deben prestar más atención para mejorar la calidad del producto y la capacidad de suministro. Y esto es indudablemente beneficioso para los usuarios, que pueden obtener mejores productos y servicios con precios relativamente más bajos.

    Impacto de 400G en el cableado y la conectividad

    En la base instalada multimodo, la mayor diferencia entre los módulos 100G y 400G es el aumento en el número total de fibras. Para el sistema de transmisión monomodo, la mayor parte de la arquitectura dúplex basada en LC y MPO que se implementa a 100G debería servir para 400G. Para la transmisión en paralelo o con múltiples fibras, los transceptores como 400GBASE-SR4.2 que funcionan con multiplexación por división de longitud de onda corta (SWDM) en cuatro longitudes de onda proporcionan distancias más largas sobre fibra OM5 que OM4 u OM3. Y la fibra multimodo de banda ancha OM5 (WBMMF) permitirá el uso de la tecnología SWDM para transmitir múltiples señales (longitudes de onda) en una fibra. Esto indica que la fibra OM5 y las tecnologías SWDM continuarán ofreciendo un soporte mejorado en Ethernet 400G.

    Velocidad de datos Transceptor Cantidad Dsitancia de transmisión
    40G 40G-BiDi 1 OM3: 100 m;OM4: 150 m;OM5: 200 m
    40G-SWDM4 1 OM3: 200 m;OM4: 350 m;OM5: 440 m
    100G 100G-BiDi 1 OM3: 70 m;OM4: 100 m;OM5: 150 m
    100G-SWDM4 1 OM3: 75 m;OM4: 100 m;OM5: 150 m
    400G 40GBASE-SR4.2 4 OM3: 70 m;OM4: 100 m;OM5: 150 m

    ¿Estás listo para Ethernet 400G?

    400G Ethernet es una tendencia inevitable en el mercado actual de redes. Impulsado por diversas demandas y tecnologías del mercado, ha llegado más rápidamente que cualquier tecnología anterior. Y también tiene muchos efectos significativos, como la reducción de la cuota de mercado de 200G y el ahorro de los costos de transmisión en cierta medida. Aunque la tendencia actual del mercado 400G es clara, no ha habido mucha competencia en los productos 400G. Muchos productos están en la etapa de prueba de agua, y sus precios pueden ser ligeramente más bajos que los productos maduros más adelante. Deberíamos aprovechar la oportunidad de comprender e ingresar al mundo 400G por adelantado.

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