Auf dem Weg zu 1.6 T
Die Herausforderung bei der Planung eines exponentiellen Wachstums ist die zunehmende Häufigkeit und Unterbrechung von Veränderungen. Auch wenn Hyperscale- und mandantenfähige Rechenzentrumsmanager beginnen, auf 400G und 800G zu migrieren, wurde die Messlatte bereits auf 1.6 T angehoben. Die aktuelle Explosion von Cloud-Diensten, verteilten Cloud-Architekturen, künstlicher Intelligenz, Video- und mobilen Anwendungs-Workloads wird schnell die Funktionen von 400G/800G-Netzwerken übertreffen, die jetzt bereitgestellt werden. Das Problem ist nicht nur Bandbreitenkapazität, sondern auch Betriebseffizienz.
Aufgrund des erhöhten Strombedarfs macht Networking einen wachsenden Anteil der Gesamtbereitstellungskosten im Rechenzentrum aus. Heutige Netzwerk-Switches können die Stromanforderungen der Netzwerke mit höherer Kapazität von morgen nicht erfüllen. Daher versuchen Netzwerkkomponenten der nächsten Generation, ihren Pro-Bit-Energieverbrauch zu reduzieren, der voraussichtlich letztendlich 5 pJ/Bit erreichen wird.
Hier ist die Umstellung auf 1.6Z ein so wichtiger Schritt. 1.6T bietet unter anderem energieeffizientere Netzwerke und hilft Betreibern, die Nachfrage nach mehr Anwendungskapazität zu geringeren Kosten zu erfüllen. Wie kommen wir also dorthin? Hier sind einige Gedanken.
Beginnen Sie mit dem Schalter
Netzwerk-Switches, die zahlreichsten strombetriebenen Geräte im Netzwerk, gehören zu den größten Stromverbrauchern, wobei die elektrische Signalisierung zwischen dem ASIC und dem optischen Sender/Empfänger am meisten verwendet wird. Wenn die Schaltgeschwindigkeiten zunehmen, nimmt die elektrische Signalwirkung ab und begrenzt die Schaltgeschwindigkeiten derzeit auf 100G. Da serielle E/A mindestens drei Jahre von der Unterstützung von 200G-Bahnen entfernt sind, setzen einige Netzwerkmanager Switches mit höherer Dichte (Radix) ein.
Andere argumentieren jedoch für mehr Punktlösungen – wie z. B. Flyover-Kabel im Vergleich zu drahtgebundenen Leiterplatten (PWBs) – um die Herausforderung der elektrischen Signalisierung anzugehen und zukünftige steckbare Optiken zu ermöglichen. Andere Lösungen beinhalten die Verwendung von OSFP-SD, um die Fahrspurzählung zu verdoppeln und die Signalgeschwindigkeit auf 200G zu erhöhen. Es gibt auch diejenigen, die sich dafür einsetzen, dass ein Plattformansatz erforderlich ist, um das langfristige Wachstum zu unterstützen.
Die Rolle der Co-Package- und Near-Package-Optik (CPO/NPO)
Ein systematischerer Ansatz zur radikalen Erhöhung der Dichte und Reduzierung der Leistung pro Bit ist die Co-Packaged Optics (CPO). CPO-Befürworter behaupten, dass eine ausreichende Reduzierung der Leistung pro Bit für 1.6T- und 3.2T-Switches neue Architekturen mit CPOs erfordert. CPO begrenzt die elektrische Signalisierung auf sehr kurze Reichweiten und eliminiert Retimer bei gleichzeitiger Optimierung der FEC-Schemata. Um die Technologie jedoch in großem Maßstab auf den Markt zu bringen, ist eine erhebliche Umrüstung im gesamten Netzwerk-Ökosystem erforderlich. Neue Standards würden diese Branchentransformation erheblich verbessern.
Das Endergebnis bei CPO ist, dass es einige Zeit dauern wird, bis es gereift ist. Das NPO-Modell (Near-Packaged Optics) kann einen Zwischenschritt bieten, der einfacher und schneller auf den Markt gebracht werden kann – vorausgesetzt, die Lieferkette der Branche kann sich anpassen. Viele argumentieren, dass steckbare Module durch 1.6T weiterhin sinnvoll sind.
200G elektrische Signalisierung und Bedarf an mehr Glasfaser
Der nächste Schaltknoten (Verdoppelung der Kapazität) kann mit mehr E/A-Ports oder höheren Signalisierungsgeschwindigkeiten erreicht werden. Jede Option hat Vorteile, je nachdem, wie die Bandbreite genutzt wird. Wenn mehr E/A vorhanden sind, erhöht sich die Anzahl der Geräte, die ein Switch unterstützt, während höhere Bandbreitenkombinationen Anwendungen mit längerer Reichweite unterstützen können, die weniger Fasern verwenden.
Kürzlich schlug die 4x400G MSA ein 1.6T-Modul mit Optionen von 16 x 100G oder 8 x 200G elektrischen Bahnen und einer Vielzahl optischer Optionen vor, die durch den 16-spurigen OSFP-XD-Formfaktor abgebildet wurden. Eine Anwendung mit hoher Radix-Zahl würde 321 Duplexverbindungen bei 100G (vielleicht SR/DR 32) erfordern, während Optionen mit längerer Reichweite mit früheren Generationen bei 200G/400 G übereinstimmen würden.
Potenzielle Wege zu 200G-Bahnen
Während Lieferanten die Machbarkeit von 200G-Bahnen nachgewiesen haben, haben Kunden Bedenken hinsichtlich der Fähigkeit, genügend 200G-Optiken herzustellen, um die Kosten zu senken. Die Reproduktion der Zuverlässigkeit von 100G und die Dauer, die zur Qualifizierung der Chips erforderlich ist, sind ebenfalls potenzielle Probleme.2
Unabhängig von der Routenmigration zu 1.6T wird es unweigerlich mehr Glasfaser beinhalten. MPO16 wird wahrscheinlich eine Schlüsselrolle spielen, da es breitere Fahrspuren mit sehr geringem Verlust und hoher Zuverlässigkeit bietet. Es bietet auch die Kapazität und Flexibilität, um Anwendungen mit höherer Radixbreite zu unterstützen. Da die Verbindungen innerhalb des Rechenzentrums kürzer werden, schlägt die Gleichung in Richtung Multimodus-Glasfaser mit ihrer kostengünstigen Optik, verbesserten Latenz, reduziertem Stromverbrauch und Leistungs-/Bitleistung vor.
Was ist also mit den lang erwarteten Vorhersagen des Untergangs von Kupfer? Achten Sie bei diesen höheren Geschwindigkeiten darauf, dass Kupfer-E/A sehr begrenzt sind, da ein angemessenes Gleichgewicht zwischen Leistung/Bit und Entfernung unwahrscheinlich ist. Dies gilt auch für Anwendungen mit kurzer Reichweite, die letztendlich von optischen Systemen dominiert werden.
Was wir wissen
All dies, um zu sagen, dass ein Großteil der notwendigen Reise bis 1.6 T noch in der Luft ist. Dennoch werden Aspekte der letztendlichen Migration auf 1.6 T in den Fokus rücken.
1 OSFP-XD MSA enthält Optionen für zwei MPO16-Anschlüsse, die insgesamt 32 SMF- oder MMF-Anschlüsse unterstützen
2 Der richtige Weg zur 1.6T PAM4 Optik: 8x200G oder 16x100G; leichte Zählung; Dezember 2021
Migration zu 400G/800G: die Faktendatei – Teil II
400G/800G ist da und die 1.6 T-Migration ist nicht mehr weit entfernt. Wie können Hyperscale- und Multi-Tenant-Rechenzentren ihre Verkabelungsdesigns und Konnektivität anpassen, um erfolgreich zu sein?
