Русский

Развитие сети ЦОД к 200GE и 400GE

Updated on июн 8, 2022
782

По мере роста популярности облачных вычислений, Интернета вещей и виртуальных ЦОД люди нуждаются в более высокой скорости Ethernet, что привело к росту рынка оптических модулей. Оптические модули: кабели DAC (Direct Attach Cable) и кабели AOC (Active Optical Cable) быстро развиваются, чтобы охватить передовые возможности широкополосной сети. В последние несколько десятилетий широко используются оптические модули. Когда появились высокоскоростные 200G или даже 400G дата-центры, диапазон скорости передачи данных оптического модули был увеличен с 1G, 10/25G до 40/100G. Продажи оптических компонентов постоянно растут и, как ожидается, что это будет продолжаться в ближайшие годы.


 

10GE, 25GE, 40GE и 100GE: широкое внедрение в ЦОД

Поскольку сеть становится быстрее, а виртуализация постепенно становится нормой, ЦОД претерпевает серьезные преобразования. Тенденция, возникающая в отрасли, это переход к более высокоскоростным трансиверам и лучшему обслуживанию. Использование широкополосных трансиверов стимулируют рост доходов, что предполагает сильный рынок. Ожидается, что мировой рынок оптических трансиверов достигнет 9,9 миллиардов долларов к 2020 году, что обусловлено широким использованием 10/25 Гбит/с, 40 Гбит/с и 100 Гбит/с, а также ожидаемым максимальным объемом продаж портов 25G и 100G. Предстоящие оптические модули 200 Гбит/с и 400 Гбит/с также займут определенную долю рынка.

Модуль 10GE: переход на край

10G Ethernet, первоначально предлагаемый в начале 2000-х, стал обычным явлением в ЦОД. Соединения 10G с сервером составляют большинство новых поставок и превысили соединения 1G в 2015 году. Обычно на уровне доступа 10G Ethernet стекируется для перехода на 40G и 100G, следуя пути обновления 10G-40G-100G. Однако, это увеличит в четыре раза сложность кабелей, энергопотребление и общую стоимость. И все это будет только увеличиваться при объединении в интерфейс 100G (10×10G).

Модуль 25GE: проложить дорогу для 100G

Таким образом, наступают изменения в игре: 25G Ethernet для лучшей экономики и эффективности. 25G Ethernet делает переход на 100G более плавным благодаря сниженной стоимости, низкому энергопотреблению и меньшей сложности кабельной разводки. Оптический модуль SFP28 предназначен для использования в сети 25G Ethernet, обеспечивая в 2.5 раза более высокую скорость на линию при меньшей мощности. 25G SFP28 можно рассматривать как улучшенную версию модуля 10G SFP+, использующего тот же форм-фактор, но работающего со скоростью 25 Гбит/с вместо 10 Гбит/с. Кроме того, 25G SFP28 обратно совместим с SFP+, поэтому он будет хорошо работать на портах SFP+. К 2019 году цена 25G SFP28 будет почти такой же, как и 10G SFP+. Таким образом, если решите перейти на 25G, вы сэкономите много денег. Некоторые пользователи даже планируют пропустить 10G и напрямую развернуть 25G Ethernet для лучшего масштабирования до 50G и 100G.

Модуль 40GE: доступный для массового развертывания

Очевидно, что 10GbE уже недостаточно быстрая скорость для ЦОД, работающих с крупномасштабными приложениями, поэтому 40G предназначен для устранения узких мест на уровне доступа. При первом планировании масштабирования до 40G стоимость чрезвычайно высока, что затрудняет внедрение технологии 40G. К счастью, за последние 2 года мы наблюдали значительное снижение стоимости 40G модулей: QSFP-40G-SR, предлагаемый FS, стоит всего 4485 рублей. Снижение цен ускоряет внедрение модулей 40G в каналах агрегации или в каналах доступа для подключения серверов. Для масштабирования до архитектуры «spine-leaf» коммутаторы 40G могут использоваться в качестве коммутатора Spine с портами 40G QSFP+, разделенными на 4 порта 10G SFP+ для поддержки восходящих соединений сервера 10G. Доходы от портов 40G достигли своего пика в 2016 году и теперь будут снижаться в пользу портов 25G и 50G.

Модуль 100GE: наращивание использований в ЦОД

В настоящее время 100G являются самыми быстрыми соединениями Ethernet в широком применении и их количество постоянно растет. А рынок оптических модулей показывает, что цена модуля 100G QSFP28 будет продолжать падать, что делает разницу в стоимости между 40G и 100G ещё меньше. Например, FS предлагает модуль 100G по значительно низкой стоимости: QSFP28 100G-SR стоит всего $199. Кроме того, в 2018 году количество портов коммутатора 100G превысит количество портов коммутатора 40G, поскольку серверы 25G и коммутаторы 100G становятся популярны в большинстве ЦОД гиперсасштабного уровня и заменяют предыдущие серверы 10G и коммутаторы 40G. Производители модулей QSFP28 100G будут продолжать развивать продукт и расширять границы универсальности его применения.

200GE и 400GE сети в ЦОД

С быстрым развитием 5G, облачных вычислений, а также появлением таких приложений, как VR/AR/16K видео сверхвысокой четкости. У людей возрос спрос на высокоскоростные сети с большой пропускной способностью и малой задержкой. Поэтому 200G и 400G Ethernet в центре обработки данных привлекает все больше и больше внимания, 200G Ethernet и 400G Ethernet также стали популярными темами в отрасли.

200GE и 400GE стантарт

В процессе развития IEEE стандартов 200GE стантартр появился после 400GE стантартра. После завершения исследования проекта Bandwidth Assessment I (BWA I) рабочая группа IEEE 802.3 Ethernet приступила в 2013 году к осуществлению проекта по разработке стандартов 400 GE. В 2015 году IEEEE разработала проект 802.3cd и приступила к разработке стандартов 200GE. В 2017 году IEEE 802 утвердил стандарт IEEE 802.3bs 400GE Ethernet. IEEE 802.3cd определяет стандарт многомодового оптического модуля 200GE Ethernet, который был официально выпущен в 2018 году.

Как показано в таблице ниже, 400GE поддерживает стандарты для всех сценариев, включая 100м, 500м, 2км и дальнее расстояние 80км.


Расстояние Cтандарт Тип Электрический интефейс Оптический интефейс
100м

IEEE 802.3cd

IEEE 802.3cm

200G SR4 4×56GE 4×50GE
400G SR8 8×56GE 8×50GE
400G SR4.2 8×56GE 8×50GE
500м IEEE 802.3bs 400G DR4 8×56GE 4×110GE
2км IEEE 802.3bs 200G FR4 4×56GE 4×50GE
IEEE 802.3bs 400G FR8 8×56GE 8×50GE
100G Lambda MSA 400G FR4 8×56GE 4×100GE
10км IEEE 802.3bs 400G LR8 8×56GE 8×50GE
6км 100G Lambda MSA 400G LR4 8×56GE 4×100GE
80км OIF 400G ZR 8×56GE DP-16QAM

200GE vs 400GE модуль

200GE и 400GE оптические модули отличаются друг от друга. В традиционных оптических модулях используется технология NRZ. Оптические модули 200GE и 400GE используют амплитудно-импульсную модуляцию 4 (PAM4), представляющую собой метод модуляции высокого уровня с использованием четырех уровней сигнала. И при одинаковой скорости передачи битовая скорость сигнала PAM4 в два раза выше, чем у сигнала NRZ. Поэтому пропускная способность увеличивается и стоимость передачи снижается. Но технические затраты и потребляющая мощьность 400GE модуля в два раза меньше, чем у 200GE модуля. И 400GE модули предлагают клиентам широкий спектр возможностей.

DAC и AOC: низкая стоимость способствует высокой популярности

Благодаря своим неотъемлемым преимуществам - улучшенной целостности сигнала и превосходной гибкости, DAC (англ. direct attach copper cables — медные кабели прямого подключения ) и AOC (англ. active optical cable — активный оптический кабель) стали предпочтительным выбором для высокоскоростных каналов 10G, 25G, 40G и 100G, которые подходят для всех применений в гиперпространстве и на предприятиях, а также могут использоваться для 200G и 400G. DAC и AOC обеспечивают повышенную скорость и экономичность, они демонстрируют огромный рост на рынке межсетевого обмена данными. В 2017 году было отгружено более 100 тыс. медных кабелей прямого подключения для сетей со скоростью 100 Гбит/с в широкомасштабных ЦОД. Ожидается, что эта тенденция сохранится и в 2018 году. Причем, глобальный рынок AOC, по прогнозам, превысит 2 миллиарда долларов к 2020 году, продажи будут расти в ближайшие годы.

 

Заключение

Спрос на данные будет продолжать расти. В условиях резкого увеличения интернет-трафика на рынке оптических модулей мы все еще можем ожидать развертывания 10/25/40/100G Ethernet (GbE) оптоволокна в крупных ЦОД, чтобы стимулировать рост рынка в 2018 году. В то же время, более дешевые и энергоэффективные модули DAC и AOC обеспечивают значительный рост высокоскоростного межсоединения на короткие расстояния. Итак, следите за обновлениями и воспользуйтесь значительными возможностями рынка оптических модулей.

1

Вас также может заинтересовать