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Défis et solution pour le déploiement 400 G dans les centres de données

12 mai 2022

Selon les statistiques, le nombre d'utilisateurs d'internet augmente exponentiellement de 7 % chaque année depuis 2018. Ce chiffre, qui reste assez impressionnant, est pourtant dérisoire par rapport à l'explosion de l'utilisation croissante d'Internet suite à la pandémie de la Covid-19. En effet, suite à ces évènements, les besoins de connexions, d'applications gourmandes en données ont dépassé les capacités actuelles au niveau des centres de données.

Les solutions de technologie à haute capacité comme la technologie 400 G constituent donc une alternative efficace pour répondre à cette explosion de besoin. Mais quels sont les vrais défis rencontrés au niveau des centres de données en cette ère technologique ? Et quelles solutions sont adéquates pour augmenter la bande passante ?

Centres de données : à quels défis sont-ils confrontés ?

L'importance des centres de données n’est plus une nouveauté en matière de système informatique : ils constituent les points vitaux des réseaux et des échanges d'informations mondiales, c’est-à-dire à grande échelle. Leurs adaptations à l'environnement et aux nouvelles ères technologiques sont plus que nécessaires.

Permettant l'hébergement des données, ils sont dans le devoir de suivre les exigences des trafics ainsi que les besoins toujours croissants de la société. Les infrastructures plus évolutives sont mises en amont. Ainsi, les équipements utilisés nécessitent fréquemment des mises à jour. Migrations de 25G à 100G et de 100G à 400G : les centres de données sont en constante expansion. Toutefois, le coût de ces déploiements doit toujours rester raisonnable.

Pourquoi l'optique 400 G ?

Comme mentionné précédemment, l'essor des nouvelles technologies dont l'Intelligence Artificielle, la machine Learning, la réalité virtuelle et la 5G exige une grande capacité au niveau des bandes passantes ainsi qu’une certaine rapidité. Pour s’y conformer, avoir recours à une communication optique à la fois rapide, fiable et efficace, est la solution la mieux adaptée.

Le 400G répond à cette demande. En effet, elle offre des coûts d'exploitation assez rentables. Plus précisément, son utilisation est moins coûteuse que celle de 4 ports 100G. L'Ethernet 400G quadruple la vitesse de transfert de l'Ethernet 100G. Il présente 4 fois les qualités de ce dernier non seulement dans la fibre, mais aussi dans les modules, les switchs et les racks. En plus de ne pas être encombrante grâce à l'utilisation des modules enfichables, l'architecture de cette technologie est plus facile à maintenir.

Quels défis pour le déploiement 400 G dans les datacenters ?

En tant que technologie nouvelle, le déploiement 400G donne du fil à retordre. Pour l'effectuer, les centres de données doivent faire face à des risques ou des défis, notamment au niveau de la fiabilité des modules et par rapport à la compatibilité avec les anciens équipements.

En effet, la plupart des équipements dans les centres de données habituels utilisent comme technique de modulation le Non-Retour à Zéro ou NRZ tandis que ceux de l'Ethernet 400G utilise la PAM4 ou Pulse Amplitude Modulation à 4 niveaux. Elle consiste à doubler le nombre de bits dans les transmissions de données. Ce qui offre évidemment un plus grand débit de transmission. Toutefois, PAM4 et NRZ ne sont pas automatiquement synchronisés. Par conséquent, les équipements qui en font usage ne peuvent être directement liés.

Un des buts de l'utilisation de l'Ethernet 400G dans les centres de données est l'amélioration du débit de transmission entre les modules. Mais ce débit peut également être affecté en cas de panne de la connexion optique ou de multiples anomalies sur la liaison. De même, si les opérateurs ou les responsables ne sont pas prudents dans le choix des émetteurs-récepteurs, des problèmes peuvent survenir. Par exemple, dans le cas où l'on utilise des modules 100G avec des switchs 400G, il peut y avoir des problèmes de chaleurs, des pertes de paquets, ou des distorsions optiques.

Le bon choix des équipements : la meilleure solution pour déployer l'Ethernet 400G

Pour exploiter au mieux les avantages des centres de données 400G, le déploiement de la technologie en question nécessite une grande délicatesse par rapport à un point essentiel : « le choix des équipements ». La capacité à prendre en charge les bons matériels contribue à une bonne transmission. Utiliser des équipements de qualité aide fortement à la diminution des risques cités ci-dessus. Les switchs, les modules ou les câbles doivent être à la hauteur des résultats attendus.

Les problèmes d'incompatibilité entre les modulations NRZ et PAM4 se résolvent en faisant une resynchronisation entre ces deux technologies. Pour cela, on utilise des émetteurs-récepteurs ou modules capables de servir d'interfaces entre les autres équipements. Les modules enfichables recommandés sont les QSFP-DD 400G ou Quad Small Form Pluggable Double Density. Mais il y a aussi les OSFP 400G ou Octal Small Form Factor Pluggable. Leurs différences se trouvent au niveau de leurs tailles, leurs largeurs de bandes passantes, leurs capacités thermiques et consommations d'énergies ainsi que leur rétrocompatibilité.

Les problèmes d'interruptions de liaison ou les volets de liaison sont causés par des erreurs de configuration, conséquences de l'utilisation de mauvais matériels. Pour y remédier, il suffit de choisir les bons câbles optiques 400G à l'exemple des câbles compatibles QDD-400 ou des câbles DAC Breakout 400G.

Cependant, bien que le choix des équipements puisse être mis en avant pour assurer la fiabilité des transceivers, il est tout de même nécessaire de soumettre à des tests de résistance ces derniers avant de les déployer dans un environnement exigeant.

Certes, nous avons pu voir que la mise à niveau des infrastructures réseau peut aider à résoudre les problèmes. Cependant, tirer les meilleurs avantages de ces mises à niveau dépend des procédures et des processus de déploiement. Plus on anticipe avec précision les services requis, plus le réseau s’adaptera à la prise en charge des nouvelles applications. Et puisque la technologie ne cesse d'évoluer, plus tard, nous serons confrontés à de nouvelles applications, avec des exigences plus élevées. La façon dont tous ces composants fonctionnent ensemble déterminera la capacité des réseaux de centres de données à supporter plus efficacement les applications futures. Et pour s’en assurer, la meilleure alternative est de consulter un professionnel pour pallier les exigences d'une mise à niveau adaptée et de haute qualité.

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