Construindo um caminho para 1.6T
O desafio no planeamento do crescimento exponencial é o aumento da frequência e a perturbação da mudança. Mesmo à medida que os gestores de centros de dados de hiperescala e multi-inquilinos começam a migrar para 400G e 800G, a barra já foi elevada para 1.6T. A atual explosão de serviços em nuvem, arquiteturas distribuídas em nuvem, inteligência artificial, vídeo e cargas de trabalho de aplicações móveis ultrapassará rapidamente as capacidades das redes 400G/800G que estão agora a ser implementadas. O problema não é apenas a capacidade de largura de banda, mas também a eficiência operacional.
Impulsionadas pelo aumento das necessidades de energia, as redes representam uma parcela crescente dos custos gerais de entrega dentro do centro de dados. Os switches de rede atuais não conseguem suportar os requisitos de energia exigidos pelas redes de maior capacidade de amanhã. Por isso, os componentes de rede da próxima geração procuram reduzir o seu consumo de energia por bit, que se prevê atingir eventualmente 5 pJ/bit.
É aqui que a mudança para 1.6T é um passo tão importante. Entre outras coisas, o 1.6T oferece uma rede mais eficiente em termos energéticos, ajudando os operadores a satisfazer a procura de mais capacidade de aplicação a custos reduzidos. Então, como chegamos lá? Aqui estão alguns pensamentos.
Comece com o interruptor
Os comutadores de rede, os mais numerosos dispositivos elétricos da rede, estão entre os maiores consumidores de energia, com a sinalização elétrica entre o transmissor/receptor ASIC e ótico a utilizar mais. À medida que as velocidades dos interruptores aumentam, a eficiência da sinalização elétrica diminui, limitando as velocidades dos interruptores a 100G atualmente. Sendo pelo menos três anos longe de ter E/S seriais capazes de suportar faixas de 200G, alguns gestores de rede estão a implementar switches de densidade mais elevada (radix).
Outros, no entanto, defendem soluções de mais pontos, como cabos de passagem versus placas com fios impressas (PWBs) para enfrentar o desafio da sinalização elétrica e permitir futuras óticas conectáveis. Outras soluções envolvem a utilização do OSFP-SD para duplicar as contagens de faixas e aumentar a velocidade de sinalização para 200G. Há também aqueles que defendem que é necessária uma abordagem de plataforma para apoiar o crescimento a longo prazo.
O papel da óptica co-embalagem e quase-embalagem (CPO/NPO)
Uma abordagem mais sistemática para aumentar radicalmente a densidade e reduzir a potência por bit é a óptica co-embalada (CPO). A CPO defende que reduzir suficientemente a potência por bit para switches de 1.6 T e 3.2 T requer novas arquiteturas com CPOs. O CPO limita a sinalização elétrica a alcances muito curtos e elimina os retemporizadores enquanto otimiza os esquemas FEC. No entanto, colocar a tecnologia no mercado à escala requer uma re-ferramenta significativa em todo o ecossistema da rede. Novas normas melhorariam muito esta transformação do setor.
O resultado final com a CPO é que demorará algum tempo a amadurecer. O modelo de ótica quase empacotada (NPO) pode oferecer um passo provisório que pode ser mais fácil e rápido de colocar no mercado, assumindo que a cadeia de abastecimento da indústria pode adaptar-se. Muitos argumentam que os módulos conectáveis continuam a fazer sentido através de 1.6 T.
Sinalização elétrica 200G e necessidade de mais fibra
Chegar ao próximo nó de comutação (duplicação de capacidade) pode ser feito com mais portas de E/S ou velocidades de sinalização mais altas. Cada opção tem benefício, dependendo de como a largura de banda será usada. Ter mais E/S aumenta o número de dispositivos que um switch suporta, enquanto combinações de largura de banda agregada mais altas podem suportar aplicações de alcance mais longo usando menos fibras.
Recentemente, o MSA 4x400G sugeriu um módulo 1.6T com opções de 16 x 100G ou 8 x 200G vias elétricas e uma variedade de opções óticas mapeadas através do fator de forma OSFP-XD de 16 vias. Uma aplicação de alto radix exigiria 321 conexões duplex a 100G (talvez SR/DR 32), enquanto opções de alcance mais longo atenderiam às gerações anteriores a 200G/400 G.
Possíveis caminhos para faixas de 200G
Embora os fornecedores tenham demonstrado a viabilidade das vias de 200G, os clientes têm preocupações em relação à capacidade de fabricar óticas de 200G suficientes para reduzir o custo. A reprodução da confiabilidade de 100G e o tempo necessário para qualificar os chips também são possíveis problemas.2
Seja qual for a rota que a migração para 1.6 T leva, irá inevitavelmente envolver mais fibra. MPO16 irá provavelmente desempenhar um papel fundamental, uma vez que oferece faixas mais amplas com perdas muito baixas e alta fiabilidade. Ele também oferece a capacidade e a flexibilidade para suportar aplicações radix mais altas. Entretanto, à medida que as ligações dentro do centro de dados se tornam mais curtas, a equação aponta para a fibra multimodo, com a sua ótica de custo mais baixo, latência melhorada, consumo de energia reduzido e desempenho de potência/bit.
Então, e as previsões há muito esperadas da morte do cobre? Nessas velocidades mais altas, procure E/S de cobre muito limitadas, já que não é provável alcançar um equilíbrio razoável de potência/bit e distância. Isto é verdade mesmo para aplicações de curto alcance que acabarão por ser dominadas por sistemas óticos.
O que sabemos
Tudo isto para dizer que grande parte da viagem necessária para 1.6 T ainda está no ar. Ainda assim, os aspetos da eventual migração para 1.6 T estão a ficar em foco.
1 MSA OSFP-XD incluiu opções para dois conectores MPO16 suportando um total de 32 conexões SMF ou MMF
2 O caminho certo para a óptica PAM4 de 1.6 T: 8x200G ou 16x100G; Contagem de Luzes; dezembro de 2021
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