In che modo l'Ethernet 400G influenza le reti aziendali?

Dall'approvazione del relativo standard 802.3bs da parte dell'IEEE nel 2017, l'Ethernet a 400GbE è diventata la parola d'ordine della città. Il motivo principale è la capacità di questa tecnologia di battere di un miglio le soluzioni esistenti. Con la sua implementazione, le attuali velocità di trasferimento dati saranno semplicemente quadruplicate. I fornitori di servizi cloud e di infrastrutture di rete si stanno impegnando a fondo per accelerare la diffusione di questa tecnologia. Tuttavia, ci sono una serie di sfide che possono ostacolare l'effettiva implementazione e quindi l'adozione del sistema.

In questo articolo analizzeremo nel dettaglio le opportunità e le sfide legate al successo dell'implementazione della rete aziendale Ethernet 400G. Questo fornirà un quadro chiaro dell'impatto che questa tecnologia avrà sulle organizzazioni su larga scala.

Opportunità per le reti aziendali Ethernet 400G

• Migliore gestione del traffico sui servizi di streaming video

• Facilita i requisiti dei dispositivi IoT

• Migliore densità di trasmissione dei dati

In che modo l'Ethernet 400G può aiutare le reti aziendali a gestire le crescenti richieste di traffico?

L'ascesa della connettività 5G

La crescente domanda di traffico e di larghezza di banda spinge i CSP ad adottare rapidamente il 5G sia a livello aziendale che a livello dei clienti. Un'implementazione di successo richiede un massiccio aumento della larghezza di banda per soddisfare il backhaul del 5G. Inoltre, il 400G può fornire ai CSP una maggiore densità nello sviluppo di piccole celle. L'implementazione del 5G richiede che i data center cloud siano più vicini agli utenti e ai dispositivi. Questo semplifica la parte di edge computing (gestione dei dati sensibili al tempo), che rappresenta un'altra svolta in questo settore.

Data center che gestiscono il traffico dei servizi di streaming video

L'introduzione dell'Ethernet 400GbE ha portato una grande opportunità per i data center che lavorano alla base dei servizi di streaming video come Content Delivery Networks. Questo perché la crescente domanda di larghezza di banda sta sfuggendo di mano alla tecnologia attuale. Con l'aumento del numero di utenti, l'introduzione di flussi di qualità migliore, come HD e 4K, ha esercitato un'ulteriore pressione sul consumo di dati. Pertanto, il successo dell'implementazione di 400GbE farebbe tirare un sospiro di sollievo ai data center. Oltre alla rapida trasferibilità dei dati, si ridurranno anche problemi come il jitter. Inoltre, il trasferimento di grandi quantità di dati su un'unica lunghezza d'onda ridurrà anche i costi di manutenzione.

Calcolo ad alte prestazioni (HPC)

L'applicazione del calcolo ad alte prestazioni è presente in tutti i settori industriali, che si tratti di sanità, vendita al dettaglio, petrolio e gas o previsioni meteorologiche. L'analisi in tempo reale dei dati è necessaria in ognuno di questi settori e sarà un fattore trainante per la crescita del 400G. La potenza combinata di HPC e 400G consentirà di sfruttare al massimo le prestazioni dell'infrastruttura, con conseguente efficienza finanziaria e operativa.

Rispondere alle esigenze di traffico dell'Internet of Things (IoT)

Un'altra opportunità che risiede in questa soluzione è la gestione delle esigenze IoT da parte dei data center. I dati generati dai dispositivi IoT non sono grandi; è l'aggregazione delle connessioni che crea problemi. Lavorando insieme, questi dispositivi aprono nuovi percorsi su Internet e sulle reti Ethernet, il che porta a un aumento esponenziale del traffico. Il quadruplicarsi della velocità di trasferimento dei dati renderà notevolmente conveniente per i data center interessati avere la meglio in questa gara.

Maggiore densità per i data center hyperscale

Per soddisfare le crescenti esigenze di dati, anche il numero di data center sta registrando un notevole incremento. Un'analisi delle statistiche rivela che negli ultimi due anni sono stati creati 111 nuovi data center hyperscale, 52 dei quali sono stati avviati durante i periodi di picco del COVID, quando anche i problemi logistici hanno registrato un aumento senza precedenti. Alla luce di questo fatto, tutti i data center che si stanno affermando stanno cercando di installare 400GbE. La fornitura di una maggiore densità di fibra, rack e switch tramite 400GbE li aiuterebbe a incorporare requisiti di calcolo e di rete enormi e complessi, riducendo al contempo l'ingombro dell'ESG.

Più facile a dirsi che a farsi: Quali sono le sfide della tecnologia Ethernet 400G

Di seguito sono riportate alcune delle sfide che i data center aziendali devono affrontare nell'implementazione del 400G.

Costo e consumo di energia

L'attuale ecosistema di transceiver e DSP 400G richiede molta energia. Attualmente, alcuni transceiver non supportano l'ultimo MSA. Sono sviluppati in modo esclusivo da diversi fornitori che utilizzano la loro tecnologia proprietaria.

In generale, l'obiettivo è quello di ridurre i $/gigabit e i watt/gigabit.

L'esigenza di plugfest di rete del mondo reale

Nonostante l'approvazione dello standard da parte dell'IEEE, devono ancora essere apportate numerose modifiche in varie aree, come le specifiche, la produzione e la progettazione. Sebbene i test condotti abbiano mostrato risultati promettenti, l'interoperabilità deve essere testata in ambienti di rete reali. In questo modo si potrebbe capire come questa tecnologia si comporterà effettivamente nelle reti aziendali. Inoltre, saranno evidenziati tutti i problemi incontrati a qualsiasi livello della rete.

Affidabilità del transceiver

In secondo luogo, anche l'affidabilità del transceiver rappresenta una sfida importante. Attualmente, i produttori hanno difficoltà a rispettare il budget di potenza dei dispositivi. Il motivo principale è l'utilizzo di un transceiver QSFP di concezione relativamente vecchia, in quanto originariamente progettato per 40GbE. I problemi nel soddisfare il budget di potenza del dispositivo portano a problemi come il riscaldamento, le distorsioni ottiche e la perdita di pacchetti.

La transizione da NRZ a PAM-4

Inoltre, il passaggio dalla modulazione binaria senza ritorno a zero alla modulazione di ampiezza degli impulsi con l'introduzione di 400GbE rappresenta una sfida per la codifica e la decodifica. Infatti, la NRZ era una codifica ottica già nota, mentre la PAM-4 richiede il coinvolgimento di un hardware esteso e un livello di sviluppo superiore. La padronanza di questa forma di codifica richiederebbe tempo, anche per un singolo produttore.

Maggiore rischio di link flap

L'uso aziendale di 400GbE aumenta anche il rischio di link flap. Per link flap si intende il fenomeno comportante una rapida disconnessione in una connessione ottica. Quando si verifica uno scenario del genere, vengono eseguiti l'auto-negoziazione e l'addestramento del collegamento prima che i dati possano tornare a scorrere. Con l'utilizzo di 400GbE, i link flap possono verificarsi per una serie di motivi aggiuntivi, come problemi con lo switch, problemi di progettazione del transceiver o problemi di calore.

Conclusioni

L'effettiva implementazione della rete aziendale Ethernet 400 GbE faciliterà indubbiamente la gestione da parte dei fornitori di servizi cloud e dei fornitori di rete. Tuttavia, la strada è ancora impervia. Con la modernizzazione e i rapidi progressi della tecnologia, la scalabilità diventerà molto più semplice per i data center. Siamo però ancora lontani dall'obiettivo di un'implementazione di successo. Con velocità di trasferimento dati più elevate che facilitano la gestione del traffico, devono ancora essere affrontati molti rischi per l'allineamento della fibra e la perdita di pacchetti.