Infraestrutura de Data Center de 40G e 100G

Após a atualização do servidor, o uplink do switch topo de rack exige uma velocidade maior. No entanto, a transição de 1G para 10G é repleta de frustrações. No passado, os fornecedores de servidores ofereciam LAN RJ-45 de 1GbE na placa-mãe gratuitamente. Mas agora, um 10GBASE-T de porta dupla é caro. O Cat5e é quase gratuito, e a interconexão nunca foi um problema sério de custo no passado, e agora é. As empresas de servidores vendem portas 10G, que podem ser montadas em "placas filhas" plugáveis, eliminando a concorrência posterior do mercado e monopolizando os altos preços. As placas filhas podem ser combinadas com 1G 10GBASE-T, 2-4 portas SFP+ e QSFP de porta dupla. Com 100G CXP e CFP /2, a colocação será usada. Devido ao alto investimento feito pelas empresas de servidores em atualizações de 10G/40G, faremos a seguinte pergunta: "As empresas de servidores retornarão ao modo LOM, e os compradores não precisarão pagar?" Nossa resposta: Sim. Mas pouco antes da transição para 40G! O 10GBASE-T apresenta problemas de alto consumo de energia, tamanho e custo. Portanto, quando o mercado do 10GBASE-T está em desenvolvimento na versão de 28 nm, o DAC SFP+ se aproveita disso. Isso fez com que todo o cenário da indústria mudasse significativamente. O DAC também apresenta problemas. Como ele está conectado eletricamente a dois sistemas diferentes, nem todas as portas SFP+ são iguais.

A atualização do link do switch servidor de 1G para 10G, e o uplink do switch aumentou para 40G, o switch TOR (Top of Rack) para conectar-se ao switch EOR (End of Row) até a camada de comutação de agregação. Os operadores de data center apenas a tristeza econômica se levantou, ainda com orçamento apertado. "Atualização incremental" é a estratégia de investimento dos operadores. Aumentar o link 10G/40G "necessário" é o investimento atual. 100G parece ser a exposição e a atenção da mídia, mas 40G é para ganhar dinheiro nos próximos 2-3 anos. O data center começou a precisar de 4 ~ 6G, nem mesmo para 10G. Portanto, muitos data centers ainda estão em excesso, precisarão de atualização ". Google, Facebook, Microsoft e outros chamados super data centers de US$ 1 bilhão para que as pessoas olhem, mas eles não representam o mainstream do data center.

Para aproveitar  as oportunidades de transceptores de fibra  , vários fornecedores de transceptores são os primeiros a oferecer transceptores SR QSFP 40G e AOC Ethernet com distância de transmissão inferior a 50 metros. O MSA QSFP 40G, equipado com fibra multimodo, pode suportar curto alcance (SR) de 100 metros, enquanto a fibra monomodo dual-core suporta 10 km na mesma porta de switch QSFP. O QSFP pode conectar de 36 a 44 portas por placa de linha, enquanto o CFP permite a inserção de apenas 2 portas de 32 W. Embora seja muito popular em telecomunicações, não é na comunicação de dados! Os preços dos OEMs variam de US$ 2.000 a US$ 3.000, dependendo das necessidades do data center ou das telecomunicações.

A necessidade urgente de o data center suportar dezenas de milhares de links de transmissão de 100G de comprimento médio devido à explosão de demanda por informações. A conferência do setor está em alta. Esses requisitos de fluxo incluem virtualização de servidores, big data, smartphones, tablets e até mesmo redes definidas por software (SDN). Grandes empresas de switches de núcleo, principalmente CXP de 10 canais para multimodo, trabalham em conjunto com o transceptor e o AOC. Em 4x25G, a transmissão de 25G, picos de ruído multimodo podem representar uma ameaça ao transceptor multimodo até 25-50 metros FEC e/ou equalização podem ser necessários para atingir 125 metros. Isso tornará os preços mais altos para transceptores de 25-125 metros de distância. Com  transceptores de fibra óptica monomodo de 2 km,  os preços diminuíram.

Atualmente, com uma distância de transmissão de 100 a 600 m, não há soluções economicamente viáveis para 100 G (a menos que possam ser descritas com dois transceptores de 40 G e 10 G). Quando o data center se torna maior, o que se torna um ponto crítico, o foco do debate do IEEE. Cada adição de 1 m faz com que o preço do transceptor OEM comece em CXP $ 1.000 e vá para CFP $ 16.000 em telecentros! Normalmente, a transmissão a 2 km é reivindicada, mas na verdade, só pode transmitir a 400-600 metros. Em ambientes de data center com perda, patch panel e conectores sujos podem obter apenas 4-5 dB, e em um link de 10 km você precisa de 6 dB. Lasers de próxima geração e dispositivos eletrônicos CMOS SiGe estão sendo desenvolvidos, mas os eletrônicos CMOS são mais difíceis de desenvolver.

40G e 100G são os dois principais "modelos" de data center. O transceptor de curto alcance (SR4) utiliza fibra óptica multimodo, que pode transmitir a uma distância de cerca de 100 metros. A fibra óptica monomodo (LR4) pode transmitir a uma distância de 100 metros a 10 quilômetros. O NR4, sem terminologia formal, aspira a 2 km e 4 dB. Os transceptores SR são normalmente usados para conectar um cluster de computadores e uma camada de comutação em um data center. A combinação de transceptores SR e fibra óptica OM4 permite transmitir a uma distância de cerca de 300 metros. A conversão de 125 a 200 metros, usando fibra óptica monomodo, transceptores e fibra óptica, pode trazer benefícios; mesmo na transmissão de 25G, também pode trazer benefícios.

O 40G geralmente está no QSFP ou QSFP MSA, geralmente em quatro dos canais 10G. O transceptor SR utiliza oito fibras multimodo (correspondentes a uma direção), lasers VCSEL e QSFP MSA. O transceptor LR utiliza lasers de emissão de borda, multiplexando quatro canais 10G em duas fibras monomodo. A fibra monomodo transmite a 10 km do  módulo CFP  MSA, que em breve também poderá ser alcançado em 28 CFP/2 e QSFP MSA nessa distância. 40G, SR4 e LR4 podem ser usados para a mesma interface de comutação QSFP, sem problemas – basta conectar e pronto – você pode alcançar de um metro a 10 km sem problemas. (Mas ainda não funciona no 100G)

O 100G SR10 utiliza 20 fibras multimodo, VCSELs e CXP MSA. 100G LR4 CFP e duas fibras monomodo. Embora a promessa de transmissão seja de 100 metros, o transceptor SR10 CXP, normalmente usado para conectar agregações em larga escala e switches de núcleo a menos de 50 metros, torna-se muito caro quando a distância aumenta, pois a fibra óptica multimodo é cerca de 3 vezes mais cara do que a fibra monomodo. Somente em 2012, diversas empresas de transceptores anunciaram o desenvolvimento do transceptor CXP 100G SR. O  transceptor QSFP 40G  e os AOCs foram lançados desde 2008. Posteriormente, o transceptor QSFP SR 4x25G pode aparecer no mercado, com o transceptor CXP 10x10G.