.webp)
В прошлом году быстрое развитие облачных вычислений, Интернета и искусственного интеллекта привело к тому, что центры обработки данных стали развиваться очень быстро, будь то строительство центров обработки данных или необходимость повышения производительности центров обработки данных, которая становится все более и более актуальной. К 2019 году глобальные поставки оптических приемопередатчиков для центров обработки данных достигли 10 миллионов, а масштаб рынка составит 4,9 миллиарда долларов США в 2021 году, рост очень быстрый. Из предыдущих технологий основной движущей силой являются телекоммуникационные сети, вы знаете, такие как маршрутизаторы, оптическая передача, рост пропускной способности необходим более срочно. Но из того, что мы видим сейчас, взяв в качестве примера 100G, маршрутизаторы и передачи появятся на несколько лет раньше, чем коммутаторы центров обработки данных. Но для оптики 400G появляется модуль CFP. Но ожидается, что оптический приемопередатчик 100G для центров обработки данных появится в конце этого года, разрыв стал годом, будущий спрос может быть таким же. С другой стороны, требования, предъявляемые к оптическим приёмопередатчикам в центрах обработки данных, отличаются от требований телекоммуникационных сетей, которые предъявляют более высокие требования к миниатюризации, высокой плотности, низкому энергопотреблению и низкой стоимости. Другими словами, мы считаем, что центры обработки данных стали ещё одним локомотивом развития технологий оптической связи.
Обсуждение технологии оптических соединений в центрах обработки данных следующего поколения
Кроме того, мы видим, что аппаратное и программное обеспечение центров обработки данных – всё это демонстрирует комплексную открытость. Инфраструктура центров обработки данных всё больше становится для наших конечных пользователей «белым ящиком», а не «чёрным ящиком», который мы не видим. Это преимущество, помимо снижения затрат, также позволяет нам лучше понимать внутренние технологии, чтобы быстрее удовлетворять реальные потребности поставщиков услуг и воплощать наши потребности в реальность. Именно поэтому к эпохе 100G появилось множество стандартов микрофонов, в отличие от предыдущего стандарта. Это связано с тем, что потребности пользователей центров обработки данных также становятся более разнообразными.
Опыт использования открытого оптического трансивера
Первое — это разработка технических спецификаций, что очень важно. Всем известно, что, как и в случае с оптическим приемопередатчиком , у AOC есть организация по стандартизации, в которой есть все параметры или определения фотоники. При интеграции мы часто обнаруживаем, что оптический приемопередатчик или AOC подключены к системе, или что они не распознаются, не работают, нестабильны, или что информация о доступе оказывается неверной. Причина в том, что, хотя стандарт существует, все, кто находится в процессе внедрения, поставщики оборудования и оптических приемопередатчиков, будут иметь разное понимание спецификации, или для быстрого запуска продукта стандарт не делает все необходимое. Например, понимание контента, вызванное разницей, или высокоскоростной сигнал между соответствием, особенно в эпоху 25G, как у оптического приемопередатчика и AOC есть CDR, есть баланс, сочетание этих параметров вызвало больше проблем, чем раньше, как у оптического приемопередатчика 10G, 1G.
Во-вторых, важность интеграционного тестирования должна сочетаться со спецификацией. Проблемы, которые мы обнаруживаем в нашей интегрированной конструкции, быстро отражаются в наших спецификациях, и это может сделать весь оптический приёмопередатчик, используемый в системных устройствах, более плавным.
В-третьих, проблемы производительности, стабильности и надежности. Мы знаем, что бизнес облачных вычислений очень важен. В оптической связи скорость всего процесса восхождения составляет 1×10-12, что составляет более 16 минут, скорость 10G может составлять 100 секунд, скорость 100G — 10 секунд. Тот же уровень ошибок в случае роста данных в этом случае будет все более очевидным для человеческого восприятия. Фактически, наш центр обработки данных не желает видеть никаких ошибок, особенно современный бизнес хранения данных все более чувствителен к потере пакетов, поэтому производительность нашего оптического приемопередатчика фактически должна улучшаться, а не ухудшаться, в то время как наш бизнес в области стабильности и надежности предъявляет более высокие требования. У нас есть запрос на 2000-часовое испытание для производителей оптических приемопередатчиков.
В-четвёртых, при использовании открытого оптического приёмопередатчика нам также приходится сталкиваться с подобными проблемами, связанными с конструкцией и эксплуатацией. Раньше нам приходилось приобретать оптический приёмопередатчик у производителя системного оборудования, а теперь пользователь сам создаёт и обслуживает систему. При возникновении проблем необходимо их локализовать.
Что еще более важно, мы должны продолжать обобщать на практике, как находить эти проблемы, проблемы процесса, технические проблемы и, наконец, очистить весь процесс, чтобы весь открытый сторонний оптический приемопередатчик и AOC в центре обработки данных не вызывали никаких проблем.
Тенденции будущего развития сетей центров обработки данных
Теперь давайте поговорим о направлениях развития сетей центров обработки данных следующего поколения. Наша технология оптических соединений разделена на две части: первая — от сервера к коммутатору доступа, который обычно использует активный оптический кабель (AOC) в качестве среды передачи данных. Далее, до центрального коммутатора, мы используем оптический приёмопередатчик. Судя по скорости, мы знаем, что их кратность составляет 4, а до гигабита и 10 гигабит — 10.
Поскольку расстояние между сервером и коммутатором доступа относительно небольшое, для подключения обычно используется кабель AOC. Расстояние между коммутаторами обычно больше, поэтому мы используем оптический трансивер и оптоволоконный кабель. В прошлом использовались скорости 10G и 40G, сегодня — 25G и 100G, в будущем мы хотим использовать сети 100G и 400G на уровне доступа, а соединение с основным коммутатором — 400G. Следующее поколение одноканальных сетей 25G должно быть 50G. Почему мы пропускаем 50G и 200G? Потому что мы считаем, что как поставщики услуг, так и пользователи, мы прилагаем так много усилий для повышения этой скорости, если выгода только в два раза больше, что, по нашему мнению, не очень хорошо. Мы хотим сразу перейти на скорости 400G и 100G.
Комплект оптического трансивера 400G
Теперь мы представляем будущий оптический трансивер 400G Возможный пакет. Мы знаем, что пакет оптического трансивера бывает разных типов, некоторые маленькие, некоторые большие. Корпус большего форм-фактора облегчает включение большего количества оптических устройств, может обеспечить больше интерфейсов и позволить оптическому трансиверу скорость также выше. CDFP и CDP8 похожи на это, это раннее использование пути, как CDFP и CFP8 могут разместить только 16 устройств, потребляемая мощность может достигать 12 Вт, максимальная пропускная способность на U обеспечивает 6,4 Т. Эти два пакета слишком большие, поэтому мы не думаем, что они будут выбором коммутаторов центров обработки данных, больше должен быть выбор телекоммуникационной сети. Количество каналов в электрическом сигнале составляет 16 25G, что означает, что оптический трансивер может использоваться с текущими возможностями обслуживания.
Оптический приёмопередатчик 400G в центре обработки данных, скорее всего, будет комплектоваться OSFP и QSFP-DD. Оба имеют электрический интерфейс передачи сигналов 8x50G, а количество портов MAM на устройство может немного отличаться – 32 и 36. Мы предпочитаем QSFP-DD, размер которого совпадает с предыдущим QSFP28. Для нашего центра обработки данных, в частности, размер оптического приёмопередатчика и его внешний вид не претерпели существенных изменений. Для тех, кто занимается техническим обслуживанием, его легче идентифицировать, и нет других рисков. В то же время, он всё ещё небольшой, что позволяет производителям системного оборудования поддерживать прежнюю производительность, поскольку наша архитектура может быть унаследована от предыдущих версий.
QSFP112 — это приёмопередатчик 400G, и в краткосрочной перспективе реализовать такую недорогую схему электрических каналов 4x100G будет сложно. Помимо этих модулей с подключаемыми модулями, существует также план для платы, предназначенной для пользователей центров обработки данных, поскольку её невозможно установить на месте. Это довольно серьёзная проблема. Если мы не сможем подключить модуль, то не будем использовать такую схему с платой.
Теперь рассмотрим выбор приёмопередатчика для центра обработки данных. 10G используется AOC, 40G — в основном ESR4, развёрнутый в 2013 году. 25G и 100G развёрнуты в этом году, но поскольку 100G достигает только 100 метров по PSM4, нам необходимо решить вопрос увеличения расстояния на 100 метров. В будущем сети 100G и 400G мы планируем использовать для доступа к уровню 100G SSFP56-DD. Весь процесс эволюции понятен: от доступа к данным 10G до 100G плотность портов коммутатора может сохраняться, в то время как плотность полосы пропускания увеличивается в 2,5 и 10 раз соответственно.
Почему выбрали именно такую схему?
В эпоху 10G и 40G, по сути, стандартов не так много. В основном это 40G SR4, ESR4 и LR4, подключение к центрам обработки данных. Расстояние до 300 метров покрывает большую часть рынка подключений. Именно поэтому в сетях 40G мы чаще всего выбираем многомодовые решения. Лишь в очень немногих случаях, когда расстояние превышает 300 метров, выбираются решения 40G LR4 lite или LR4 singlemode. Доступ 10G в основном осуществляется через AOC, ограничения по расстоянию невелики, а стоимость приемлема.
В сегодняшнюю эпоху 25G, 100G мы теперь видим, что многомодовая технология 100G SR4 также относительно зрелая, но она может решить только самые длинные расстояния до 100 метров, это расстояние покрывается большей частью сцены, но есть много более 70 метров, 100 метров соединения, мы выбираем 100G PSM4, это более выгодно. Большинство центров обработки данных в Китае могут комбинировать многомодовый и одномодовый, с небольшим количеством одинарных структурированных, в то время как в Соединенных Штатах больше структурированной проводки и, возможно, полных одномодовых решений. Для доступа 25G мы теперь видим, что AOC по-прежнему относительно дорог, но в быстро нисходящем канале. DAC не входит в интерфейс производительности или обслуживания схемы AOC, но стоимость в настоящее время относительно низкая, поэтому в некоторых местах все еще есть пространство для применения.
Решение 100G/400G
С появлением сетей следующего поколения 100G и 400G реализация высокоскоростных сигналов становится всё сложнее. Мы знали, что существует два способа увеличения пропускной способности всего оптического соединения: первый — увеличение скорости передачи данных каждого канала, а второй — увеличение количества каналов. Существует два способа увеличения пропускной способности: первый — простой: мы напрямую увеличиваем скорость передачи данных; второй — сохраняем скорость передачи данных неизменной, используя более высокий формат кодирования для отладки. В случае с тысячами триллионов, меньше миллиона, поскольку на этот раз узкое место технологии ещё не достигнуто, мы напрямую улучшаем скорость передачи данных. Но начиная с 10G, нам приходится увеличивать скорость передачи данных, будь то электричество или свет, это становится всё сложнее, поэтому нам приходится использовать кодированные способы увеличения пропускной способности. Другой способ — увеличить длину волны канала и увеличить Fibre Channel, что приведёт к увеличению стоимости.
Мы анализируем будущее решений доступа 100G и, вероятно, выделим три поколения. Первое поколение уже существует, и сейчас мы имеем небольшое количество приложений доступа 100G. В соответствии с современными технологиями, мы выбрали телекоммуникационный приёмопередатчик QSP28. Второе поколение будет работать на базе микросхем следующего поколения, будь то электричество или свет, и станет способом реализации 2x50G. Будущее третьего поколения — это одноканальный доступ 100G. Для этого доступа 100G существуют свои собственные сценарии применения. AOC в основном отвечает за относительно длинные соединения, медный кабель используется для коротких соединений.
Решение 400G, разработка разделена на четыре поколения. Как правило, скорость света превышает скорость электричества. В первом поколении уже существуют продукты, использующие оптический приемопередатчик CFP8. Телекоммуникации по-прежнему работают на скоростях 16G и 25G. Световые сигналы в этом многомодовом модуле передаются на скорости 16G и 25G. Существуют решения FR8 и L8 8x50G. Во втором поколении весь электрический сигнал модернизирован до 50G, 8 каналов. Одномодовый режим имеет FR8, LOR8, электрические сигналы и световые данные для полного соответствия. Третье поколение генерирует электрические сигналы или 50G, свет может быть модернизирован до 100G, существует три вида программ. 400G SR4 зависит от того, имеет ли многомодовая технология потенциал для перехода к одноканальной схеме 100G. К последнему, четвертому поколению, от электричества к свету для перехода к одноканальной схеме 100G. Раньше стоимость должна была быть самой низкой, если не было несоответствия оптических сигналов, а теперь, если оптический сигнал не совпадает, необходимо усовершенствовать технологию коробки передач.
В решении доступа следующего поколения 100G в настоящее время предпочтение отдаётся уровню доступа 100G SR2 AOC. Этот AOC в основном предназначен для обеспечения соединения доступа на расстояние от 25 до 30 метров. Преимущества очевидны: большие расстояния, мало ограничений. Недостатком является более медленная разработка микросхем и модулей, стандартизация которых будет идти медленнее, а первоначальные затраты будут относительно высокими. Схема подключения на основе медных кабелей. Основным преимуществом является возможность использования 25G DAC, быстрое развитие продуктов. Недостатки также очевидны: короткие расстояния, весь кабель будет толще, производительность крупномасштабного развертывания будет представлять риск.
Для схемы оптического соединения 400G мы сначала узнаем о многомодовом волокне, и некоторые схемы - это SR4.2 или SR8, сейчас потенциал трудно раскрыть, но преимущество в стоимости VCSEL очень велико, если 50G может быть реализован или есть затраты на применение, стоимость модуля может контролироваться очень низкой. SR16 не рекомендуется использовать его. SR8 и SR4.2, хотя и соответствуют нашим требованиям, однако, исходя из нашей предыдущей эксплуатации и обслуживания, по-прежнему хотим стремиться использовать SR4.2, требующий двухканального многомодового волокна, поэтому можно использовать широкополосное многомодовое волокно, стоимость волокна которого ниже, мы считаем, что восьмизвездочное широкополосное многомодовое волокно ниже. Таким образом, многомодовая схема в эпоху 400G может продолжаться, ключ находится в оптическом волокне, если сравнение общей стоимости волокна и оптического приемопередатчика одномодовое имеет преимущество, оно все еще сохраняет свою жизнеспособность.
Далее следует одномодовая схема 400G. Одномодовый режим более понятен и прост, поскольку наш центр обработки данных имеет максимальную длину 500 метров, что позволяет охватить подавляющее большинство приложений. Поэтому DR4 должен быть основным одномодовым кабелем. Его можно использовать в PSM4 с 8-жильным одномодовым волокном. Стоимость оптического волокна приемлема. Не требуется скачковая волна устройства. Для достижения внутренней реализации DR4 также есть ряд преимуществ. FR4 также имеет сценарий применения, в котором, вероятно, будут использоваться приложения на расстоянии более 500 метров между зданиями. Эти две программы являются основными решениями, которые мы считаем будущими центрами обработки данных.
Далее следует пакет оптического приемопередатчика 400G, который мы хотим выбрать. Пакет, о котором мы уже упоминали ранее, QSFP-DD - это выбор, поддержка подключаемых модулей, сохранение тех же принципов обслуживания и плотности, что и всегда, и возможность обратной совместимости, а также возможность плавного перехода на следующий 400G, путь развития совершенно ясен.
Корпус оптического модуля 100G, поскольку он становится двухканальным, если в предыдущем четырёхканальном корпусе эти два канала всё ещё используются, не способствует миниатюризации. Мы также внедрили инновации на основе SFP, совместно с рядом поставщиков, для продвижения и создания организации SFP-DD MSA, добавляя высокоскоростной сигнал. Наиболее важным является заполнение пробела между двумя каналами в корпусе оптического приёмопередатчика. Причина выбора заключается в том, что инкапсуляция меньше, чем у QSFP, подходит для нашего центра обработки данных, а также обеспечивает совместимость с 25G, 50G, возможно, некоторым клиентам потребуется такое применение.
Еще ни один комментарий не опубликован.