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Le tendenze del futuro dalla rete 40G/100G alla 400G

Updated on lug 26, 2022
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Lo sviluppo di video ad alta definizione, VR, Internet of Things e cloud computing ha accelerato i requisiti di aggiornamento della larghezza di banda della rete. Il tasso di crescita medio annuo del traffico Internet rimane elevato, e questo è anche il motivo principale che spinge i data center a passare da 40G/100G a 400G. Rispetto alla rete 10G/25G, la rete 40G/100G presenta ancora alcuni vantaggi in termini di capacità e prestazioni. Tuttavia, con lo sviluppo della tecnologia, l'economicità della rete 400G sta gradualmente guadagnando popolarità.

Tendenze per la rete 40/100G a 400G

Intorno al 2022, le quote di mercato delle reti 40G/100G e delle reti 400G sono relativamente piatte. L'applicazione tecnica del 400G evidenzia anche i vantaggi della rete 400G nella rete futura.

Tendenze del mercato

L'avvento della tecnologia 100G è diventato un punto di svolta tecnologico nel settore delle telecomunicazioni e alcune imprese sono passate al 100G. Oggi, la rapida crescita del traffico Internet ha reso le reti 100G non più in grado di soddisfare i requisiti di larghezza di banda e anche le piccole e medie imprese si stanno preparando a migrare al 100G. Tuttavia, la tecnologia 400G ha gradualmente conquistato il mercato fin dalla sua comparsa e le imprese che un tempo si erano aggiornate alle reti 100G si stanno spostando verso il 400G.

Il grafico dei dati relativi al numero di dispositivi con porte Ethernet e DWDM mostra che la competizione tra 100G e 400G è ancora in corso. In futuro, le reti 200G/400G occuperanno una parte importante.

100G and 400G trends

Nel mercato globale del 2021, il traffico est-ovest dei data center rappresenta circa il 70%. È molto più alto del tradizionale trend del traffico nord-sud, il che significa che molte imprese hanno completato l'aggiornamento delle loro architetture di rete. Il traffico nord-sud è dominato dalle reti 1G/10G, utilizzate nelle piccole imprese. La maggior parte del traffico est-ovest delle medie e grandi imprese è costituito da reti 25G/40G/100G. Sulla base della rete 100G, alcuni grandi data center cloud del Nord America si sono orientati verso la tendenza 400G.

400G trend

Tendenze tecnologiche da 40G/100G a 400G

L'applicazione tecnica del 400G migliora l'efficienza della trasmissione dei dati e supporta anche lo schema di connessione dei cavi di derivazione. Anche lo sviluppo dei chip ottici nelle reti 400G sta diventando più maturo, rendendo il 400G più conveniente.

PAM4: Il PAM è una nuova tecnologia di trasmissione del segnale che segue la codifica NRZ. Rispetto ai segnali NRZ, PAM4 utilizza 4 canali per la trasmissione dei dati, trasmette informazioni logiche a due cifre all'interno del ciclo di clock e la velocità di codifica del segnale è doppia rispetto a NRZ. L'uso di PAM4 nei transceiver 400G può migliorare notevolmente l'efficienza della trasmissione dei dati.

Soluzione a 8 canali: Le trasmissioni parallele tradizionali utilizzano 12 o 16 fibre per le connessioni di rete, aumentando il consumo energetico. Le soluzioni di collegamento secondario 400G, come 4x100G, 8X50G, possono migliorare l'efficienza di trasmissione e ridurre la complessità del cablaggio, consentendo l'utilizzo di apparecchiature di rete 100G per passare senza problemi alla rete 400G.

Chip ottico: I transceiver 100G si basano principalmente sul chip da 25Gbaud/s, che utilizza il laser modulato DML e VCSEL e il segnale NRZ per realizzare la rete 100G. Il chip ottico 400G adotta il laser DML e supporta la velocità di 56Gbaud per ottenere prestazioni più elevate.

Tecnologia coerente 400G: La tecnologia coerente di 400G sulla rete di trasmissione a lunga distanza è maturata e la trasmissione di dati oltre 80 km può essere realizzata tramite WDM. Allo stesso tempo, il 400G migliora anche la larghezza di banda e la distanza di trasmissione della rete OTN, consentendo alla rete OTN di ottenere una trasmissione a grande larghezza di banda e a lunga distanza senza relè, che svolge un importante ruolo di supporto per la rete OTN nell'uso commerciale del 5G.

PAM4

Differenza tra rete 40G/100G e rete 400G

La rete 40G supera la connessione 4x10G e la distanza di trasmissione con la fibra multimodale può raggiungere i 400 metri. La rete 100G ha una capacità maggiore, una latenza inferiore e prestazioni di trasmissione migliori rispetto alla rete 40G. In termini di interoperabilità della trasmissione, le tecnologie WDM 10G e 40G presentano limitazioni nel supporto dei servizi LAN. A causa delle dimensioni dei contenitori ODU2 (unità di densità ottica) e ODU3, la 10GELAN non può essere trasmessa in modo completamente trasparente. La tecnologia WDM 100G risolve i problemi di trasmissione trasparente e di interoperabilità dei servizi Ethernet a varie velocità e supporta un metodo di mappatura unificato. Inoltre, la rete 100G supporta anche il collegamento di cavi di derivazione per completare l'aggiornamento senza problemi delle reti a bassa velocità, come 4x25G, 2x50G.

La capacità di rete 400G e l'efficienza di trasmissione sono superiori a quelle di 40G/100G. Poiché la maggiore larghezza di banda della rete supporta anche la trasmissione a 4 o 8 fibre, il cablaggio è facile da gestire. Allo stesso tempo, una singola porta 400G costa meno di una connessione a 4 porte 100G, riducendo così il consumo energetico.

Considerazioni sull'aggiornamento della rete da 40G/100G a 400G

Nel processo di aggiornamento da 40G/100G a 400G, è necessario riconsiderare la configurazione della porta di derivazione e della velocità. I transceiver 400G di solito devono utilizzare i ponticelli in fibra corrispondenti per la trasmissione dei dati su canali 16x25G, 8x50G o 4x100G. Pertanto, il caso di cui sopra deve essere preso in considerazione quando si utilizzano gli switch e i moduli ottici 100G esistenti. È possibile scegliere i ponticelli in fibra corrispondenti, come i cavi patch MTP a 8 fibre che possono raggiungere il 100% di utilizzo di 8x50G.

Poiché il 400G utilizza la modulazione PAM4 e i moduli ottici 100G tradizionali utilizzano segnali 25G NRZ, non possono interoperare con i moduli ottici 400G in 4x100G. I QSFP28 100G-DR e 100G-FR supportano 100G PAM-4 sull'interfaccia ottica e 4x25G NRZ sull'interfaccia elettrica, consentendo la trasmissione di dati a canale singolo. Inoltre, 400G QSFP-DD è retrocompatibile con i transceiver 40G/100G, consentendo un rapido aggiornamento delle reti 40G/100G.

Conclusioni

La crescente domanda di traffico Internet esistente ha promosso il continuo aggiornamento della rete. Come tendenza principale della generazione precedente, la rete 100G è entrata gradualmente in una fase matura e stabile. La rete a 400G ha offerto grandi vantaggi nel networking dei data center, nelle reti metropolitane e nell'interconnessione dei data center, e lo sviluppo della tecnologia continuerà a espandere l'efficacia dei costi, motivo per cui le reti a 400G saranno la nuova tendenza mainstream dopo la 100G.

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