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Ethernet 25G vs 40G: Come scegliere?

Aggiornato il 06 Mar 2023 by
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Larghezze di banda elevate sono oggi un obiettivo costantemente ricercato dai data center cloud e i fornitori di servizi di comunicazione, rendendo gli aggiornamenti della rete a 100G o a velocità di dati ancora più elevate una tendenza inevitabile. La migrazione al 100G può solitamente essere realizzata attraverso due percorsi comuni, ovvero 10G-25G-100G e 10G-40G-100G. La chiave sta probabilmente nell'implementazione di 25G e 40G, quali quindi sono le differenze tra loro? Come scegliere poi tra 25G vs 40G Ethernet? Questo articolo offre un confronto tra le loro applicazioni, la scelta degli switch di rete e il cablaggio.

 

Ethernet 25G e 40G: Quadro generale

Lo standard 25G Ethernet è stato sviluppato dalla Task Force P802.3by dell'IEEE 802.3 nel 2014 per compensare le basse larghezze di banda del 10G e i costi elevati del 40G. 25G Ethernet supporta una singola corsia di 25Gbps con dimensioni simili sia a SFP che a SFP+, con un'efficienza di trasmissione 2,5 volte superiore a quella di 10G, per cui l'IEEE ha definito 100G Ethernet basato su quattro corsie da 25Gbps. I transceiver ottici 25G SFP28 possono gestire velocità di trasmissione dati fino a 28 Gbps. Il 25GbE offre anche una maggiore densità di porte e un costo inferiore per unità di larghezza di banda, sfruttando appieno le capacità delle porte degli switch rispetto al 40GbE. Negli ultimi anni, i prodotti 25G, come gli switch 25G o i cavi 25G SFP28, 25G DAC e 25G AOC, hanno ricevuto un riconoscimento sempre maggiore, soprattutto nei data center cloud e nella distribuzione 5G, rendendo il mercato 25G Ethernet una tendenza promettente.

L'Ethernet 40G era l'unica opzione disponibile per una connettività a velocità più elevata prima dell'avvento del 25G, in quanto l'Ethernet 40G consiste in quattro corsie di 10G. La tecnologia 40G è più matura rispetto alla 25G, facendo sì che i costi dei prodotti 40G continuino a ridursi, come gli switch 40G, i transceiver QSFP+ 40G, i DAC 40G e i cavi AOC 40G. Lo sviluppo del 40G incontra però alcune difficoltà, tra cui l'impatto del 100G, in quanto il 40G non è conveniente o efficiente dal punto di vista energetico nello switching ToR (Top of Rack) per i cloud provider.

 

Caratteristiche/Requisiti 25GbE 40GbE
Corsie PCIe 3.0 per porta 4 8
Utilizzo della larghezza di banda PCIe 3.0 78% 62.5%
Frequenza di clock 25.78GHz 10.31GHz
Corsie SerDes Singolo Quad
Server/ToR con sovrascrittura 3:1 96 24
Connettore SFP28 QSFP+
Cablaggio DAC Sottile a 4 fili Più ingombrante a 16 fili
Costo del materiale del cavo Basso Alto
Transizione più semplice al 100G No

Tabella 1: 25G vs 40G

 

25G vs 40G: come scegliere?

Prima di scegliere tra 25G e 40G, occorre considerare tre fattori principali.

Applicazione

Attualmente, il 25G viene utilizzato principalmente per le applicazioni switch-to-server, offrendo una velocità superiore al 10G e una soluzione più conveniente per l'aggiornamento al 100G e a velocità di dati superiori. Mentre il 40G è destinato alle applicazioni switch-to-switch, contribuendo ad alleviare i colli di bottiglia nel livello che collega gli switch di accesso agli switch di distribuzione dei data center. Se le connessioni da switch a switch 25G possono essere ampiamente promosse, l'Ethernet 25G potrebbe avere un mercato più ampio. Inoltre, l'ottica 25G è molto richiesta per l'implementazione della rete 5G, soprattutto per la trasmissione front-haul 5G, rendendoli un nuovo picco di sviluppo. Per quanto riguarda il 40G, è ancora una scelta ottimale per le connessioni ad alta larghezza di banda, con una migliore efficienza rispetto al 10G e costi inferiori rispetto al 100G.

Scelta dello switch

Un fattore riguarda la compatibilità degli switch. Per quanto riguarda la compatibilità degli switch 25G, dipende dai fornitori di switch. Alcuni switch 25G e schede di interfaccia di rete (NIC) 25G supportano la retrocompatibilità con il 10G, aumentando la flessibilità per gestire una migrazione graduale verso server a velocità più elevata e per abbinare le velocità delle porte. Tuttavia, essendo una nuova tecnologia emergente, gli switch 25G hanno una compatibilità maggiore rispetto agli switch 40G, che dipendono anche dai fornitori. L'altro fattore è la densità delle porte e dei sistemi. Poiché il 25G viene fornito utilizzando la tecnologia SerDes (Serializer-Deserializer) a corsia singola, offre una maggiore densità di porte di switch e una maggiore scalabilità della rete rispetto al 40G, costituito in realtà da quattro corsie 10G. Pertanto, l'Ethernet costa meno, richiede un consumo energetico inferiore e fornisce una maggiore larghezza di banda. La seguente tabella mostra il confronto tra gli switch Ethernet 25G e 40G e altri tipi di Ethernet.

 

Tipi di Ethernet Velocità della corsia (Gbps) Corsie per porta Porte utilizzabili Larghezza di banda totale (Gbps)
10G 10 1 128 1280
25G 25 1 128 3200
40G 10 4 32 1280
100G 25 4 32 3200
Nota: switch Ethernet con capacità di 3,2 Tbps e 128 porte

Tabella 2: Switch Ethernet 10G vs 25G vs 40G vs 100G

Cablaggio

L'Ethernet 25G adotta transceiver SFP28, consentendo collegamenti sia in rame che in fibra. Per le interconnessioni negli switch dei data center, i cavi SFP28 AOC/DAC sono soluzioni più adatte e convenienti, ma la distanza di trasmissione è limitata. Quando si passa da 10G a 25G, il cablaggio LC esistente può essere riutilizzato grazie all'elevata compatibilità di 25G, evitando un costoso e complesso ricablaggio. Mentre 40G Ethernet utilizza comunemente transceiver QSFP+ con cavi in fibra ottica MTP/MPO per brevi distanze di trasmissione. Ma questi cavi hanno 12 fibre ottiche all'interno, che costano più delle fibre ottiche LC di 10G. E, cosa ancora peggiore, non sono compatibili. Se si esegue l'aggiornamento da 10G a 40G, la maggior parte dei cavi in fibra ottica deve essere abbandonata e ricablata, il che può comportare una spesa enorme.

25G vs 40G.png

Figura 1: transceiver e cavi 25G vs 40G

 

Conclusione

25G e 40G si differenziano per molti aspetti, anche se entrambi possono aprire la strada all'aggiornamento della rete a 100G. In genere, il 25G viene utilizzato per le connessioni da switch a server e il 40G principalmente per le connessioni da switch a switch. Per i nuovi ambienti di rete, la scelta può essere più flessibile e dipende principalmente dai volumi di attività. Per gli altri utenti che stanno pianificando l'aggiornamento della rete a 100G o a velocità di trasferimento dati superiori, il 25G può essere una soluzione migliore, in grado di sfruttare il cablaggio esistente per risparmiare sui costi e sui tempi, con una migliore efficienza di trasmissione.

Articolo correlato: Aggiornamento della rete 10G - 25G - 100G: Una tabella di marcia inevitabile per i data center del futuro 

                          Come utilizzare lo switch 25G per la connessione da switch a server

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