Перспективы приемопередатчиков 800G в центрах обработки данных

Благодаря достижениям в базовых технологиях, таких как сети 5G, носители данных и вычислительная мощность, центры обработки данных готовы достичь беспрецедентного уровня пропускной способности. Крупные предприятия, особенно в интернет-индустрии, имеют растущий спрос на Ethernet с высокими скоростями, большой пропускной способностью, малой задержкой и низким энергопотреблением.

Cisco, ведущая компания в отрасли, разработала первый коммутатор для центров обработки данных 800G, который был официально выпущен. После проведения серии тестов, включая 100% пересылку на скорости линии и проверку потока трафика, результаты показали, что этот коммутатор отлично адаптируется к высокопроизводительным коммутационным чипам, высокоскоростным интерфейсам и высокопроизводительным решениям по взаимодействию. Согласно Прогноз развития центров обработки данных коммутаторов Ethernet на 5 лет В отчете, опубликованном известной исследовательской фирмой Dell'Oro Group, ожидается, что совокупный годовой темп роста мирового рынка Ethernet-коммутаторов для центров обработки данных в период с 2021 по 2026 год будет близок к двузначным цифрам. Прогнозируется, что совокупные расходы в этой области достигнут почти 100 долларов США. миллиардов в ближайшие пять лет. Половина доли рынка будет приходиться на скорости 400 Гбит/с и выше, а к 800 году скорость 400 Гбит/с превысит 2025 Гбит/с. Этот прорыв в пропускной способности приведет отрасль к эре приемопередатчиков 800G в центрах обработки данных.

Традиционный оптический Трансиверы

Традиционный оптический модуль — это устройство, в состав которого входят дискретные компоненты, такие как полупроводниковые микросхемы III-V, электрические микросхемы и оптические компоненты. По сути, он модулирует и принимает оптические сигналы для достижения оптоэлектронного преобразования. Напротив, технология кремниевой фотоники использует лазерные лучи вместо электронных сигналов для передачи данных. Кремниевая фотоника объединяет оптические устройства и электронные компоненты в единый независимый микрочип, обеспечивая глубокую интеграцию обработки оптических сигналов и обработки электрических сигналов. Это преобразование переходит от «электрического соединения» традиционных оптических модулей к истинному «оптическому соединению».

Преимущества кремниевой фотоники приемопередатчикs

Интеграция кремниевой фотоники предлагает несколько преимуществ, включая высокую пропускную способность, низкое энергопотребление и высокую плотность интеграции. Однако наиболее существенным преимуществом является ее экономическая эффективность. В типичном оптическом модуле стоимость оптического чипа составляет около 40%, а стоимость лазера составляет около 20%. Если стоимость лазеров, которая составляет 75% от стоимости, может быть снижена, это может привести к снижению общей стоимости оптического модуля на 15%. С принятием технологии кремниевой фотоники в модуле стоимость чипа также существенно снизится из-за высокой интеграции модуляторов и пассивных оптических путей на чипе. По мере того, как оптические модули развиваются в направлении трансиверов 400G и 800G, стоимость и технологические преимущества кремниевые фотонные модули постепенно станет более заметным.

Стандарт 800GBASE-R

Последний стандарт 800GBASE-R вносит изменения в существующую логическую структуру 400GbE для распределения данных по 8 физическим каналам, работающим со скоростью 106 Гбит/с каждый. Это означает, что технически скорость передачи выше, чем у приемопередатчиков 800G. Основной целью этого нового стандарта является достижение максимальной скорости с минимальными затратами. По сравнению со стандартом 400G стандарт 800G включает две новые спецификации: управление доступом к среде (MAC) и подуровень физического кодирования (PCS). Основываясь на стандарте приемопередатчиков 800G, в настоящее время на рынке существует два основных типа оптических модулей:

• 800Г-СР8: это оптический модуль 8x100G, предназначенный для приложений малого радиуса действия (SR). Он использует одномодовое волокно и может достигать расстояния от 60 до 100 метров.
• 800G-FR4: этот модуль относится к типу 4x200G и требует нового механизма прямого исправления ошибок (FEC).

Схемы моделей Ethernet для каналов и скоростей передачи 25G-800G

Ethernet 1.6 Тбит/с

В связи с растущим спросом на приложения, интенсивно использующие данные, и постоянным стремлением пользователей к скорости, рынок и технологии постоянно внедряют инновации, и вскоре будут приняты отраслевые стандарты для скорости передачи данных 1.6T Ethernet. При исследовании технологии 1.6T Ethernet с технической точки зрения необходимо отметить несколько моментов. Во-первых, важно обеспечить оптимальную производительность при интеграции PMA (MAC, PCS и физического носителя). Во-вторых, необходимо учитывать совместимость с подуровнями от разных поставщиков, чтобы избежать какого-либо влияния на совместимость. В-третьих, будет несколько конфигураций для 1.6T Ethernet, и выбор наиболее подходящей схемы конфигурации, которая соответствует потребностям большинства, имеет решающее значение. Первоначально конструкция 1.6T будет основана на 100G SerDes, требуя, чтобы PCS поддерживала 16 каналов. С развитием стандарта 200G SerDes PCS должна будет поддерживать PAM4 или PAM6 SerDes. Хотя стандарты для 1.6T Ethernet еще не утверждены, очевидно, что управление огромными объемами данных и оптимизация соединений потребуют некоторого инженерного творчества.

Прогноз скорости соединения Ethernet

Заключение

Наряду с всплеском интернет-трафика и быстрым ростом пропускной способности все более актуальной стала проблема энергопотребления в центрах обработки данных. Энергоэффективные и экологичные дата-центры неизбежно станут трендом. Найти баланс и совершить прорыв между высокой производительностью и низким энергопотреблением будет непросто. Удовлетворение спроса на экологически чистые, низкоуглеродные, эффективные, высокоскоростные и экономичные центры обработки данных также будет сложной задачей. Более того, при широком внедрении приемопередатчиков 800G и развитии 1.6T, а также технологической итерации оптических модулей и коммутаторов, если пользователи неправильно оценивают время перехода, это может привести к значительной разнице в стоимости и большим трудностям для пользователей. Как ведущий производитель, FiberMall может помочь вам в развертывании индивидуальных решений. Мы успешно разработали и запустили серию решений кабельных систем для центров обработки данных, которые могут предоставить клиентам решения, отвечающие современным требованиям. 400G приложений, рассматривая возможность беспрепятственного и экономичного обновления до сетей 800G в будущем.