打造通往1.6T的路径

规划指数增长的挑战是变化的频率和中断不断增加。即使超大规模和多租户数据中心管理人员开始迁移到 400G 和 800G,该标准也已经提高到 1.6T。目前,云服务、分布式云架构、人工智能、视频和移动应用工作负载的爆炸式增长将迅速超越目前部署的400G/800G网络的功能。问题不仅在于带宽容量,还在于运行效率。

在电力需求增加的推动下,网络在数据中心内部的整体交付成本中占比越来越大。当今的网络交换机无法满足未来更高容量网络的电力需求。因此,下一代网络组件正在寻求降低其每比特功耗,预计最终将达到5 pJ/比特。

这就是向 1.6T 移动是如此重要的一步。除此之外,1.6T 还提供更节能的网络,帮助运营商以更低的成本满足对更多应用容量的需求。那么,如何实现这一目标呢?这里有一些想法。
 

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从交换机开始

网络交换机是网络中数量最多的供电设备,是功率消耗量最大的设备之一,ASIC和光发射器/接收器之间的电信号使用最多。随着开关速度的提高,电信号效率降低,将开关速度限制在当前 100G。距离拥有能够支持 200G 通道的串行 I/O 至少三年,一些网络管理员正在部署更高密度 (radix) 交换机。

然而,其他人则争论更多的点解决方案,例如悬空电缆与印刷有线板(PWB),以解决电气信号挑战并实现未来的可插拔光学器件。其他解决方案包括使用 OSFP-SD 使通道计数翻倍,并将信号传输速度提高到 200G。还有人主张需要平台方法来支持长期增长。

共封装和近封装光学器件 (CPO/NPO) 的作用

从根本上提高密度和降低每比特功率的更系统化方法是共封装光学器件(CPO)。CPO 倡导者认为,充分降低 1.6T 和 3.2T 交换机的每比特功率需要具有 CPO 的新架构。CPO 将电信号限制在非常短的范围内,并在优化 FEC 方案的同时消除了重新计时器。然而,将技术大规模推向市场需要在整个网络生态系统中进行大规模的重新构建。新标准将极大地促进这一行业转型。 

CPO 的底线是需要时间才能成熟。假设行业的供应链可以适应,近封装光学 (NPO) 模型可能会提供一个过渡步骤,从而更容易、更快地推向市场。许多人认为,通过1.6T,可插拔模块仍然有意义。

200G 电气信号和对更多光纤的需求

使用更多 I/O 端口或更高的信号传输速度,即可进入下一个交换节点(容量翻倍)。每个选项都有好处,具体取决于带宽的使用方式。拥有更多 I/O 会增加交换机支持的设备数量,而更高的聚合带宽组合可以使用更少的光纤支持更远的应用。

最近,4x400G MSA 建议使用 1.6T 模块,该模块具有 16 x 100G 或 8 x 200G 电气通道选项以及通过 16 通道 OSFP-XD 外形映射的各种光学选项。高辐射应用需要在 1100G 下实现 321 个双工连接(也许是 SR/DR 32),而较长距离的选项将在 200G/400G 下满足前几代的需求。

通往 200G 通道的潜在路径

Potential paths to 200G lanes

虽然供应商已经证明了 200G 通道的可行性,但客户对制造足够的 200G 光学器件以降低成本的能力感到担忧。重新生产 100G 可靠性和鉴定芯片所需的时间也是潜在的问题。2

无论迁移到 1.6T 的路线如何,它都将不可避免地涉及更多的光纤。MPO16可能会发挥关键作用,因为它提供更宽的通道,具有非常低的损耗和高可靠性。它还提供了支持更高半径应用的容量和灵活性。同时,随着数据中心内部链路的缩短,该方程向多模光纤倾斜,其成本更低,延迟更高,功耗更低,功耗/比特性能更高。

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那么,对铜灭亡的长期预测呢?在这些更高的速度下,希望铜 I/O 非常有限,因为不可能实现功率/位和距离的合理平衡。即使对于最终将由光学系统主导的短距离应用也是如此。

我们所知道的

所有这些都说,到1.6T的大部分必要旅程仍然在空中。尽管如此,最终迁移到 1.6T 的方面仍然成为焦点。 

 

1 个 OSFP-XD MSA 包括两个 MPO16 连接器的选件,支持总共 32 个 SMF 或 MMF 连接
2 1.6T PAM4 光学的正确路径:8x200G 或 16x100G;光计数; 2021年12月

迁移至 400G/800G:资料文件 - 第II部分

目前是400G/800G,1.6T迁移将紧随其后。超大规模和多租户数据中心如何调整其布线设计和连接来实现蓬勃发展? 

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