Optički primopredajnici odgovaraju optičkim mrežama

 

Data centri jedu propusni opseg. Mislim da bukvalno - gledate mrežni saobraćaj bilo kojeg objekta sedmicu dana i vidjet ćete zašto optičkiprimopredajnicipostao podrazumevano rešenje umesto bakra. Konverzija električnog signala se događa unutar ovih malih modula, pretvarajući bitove u svjetlosne impulse koji pucaju kroz staklena vlakna brzinama koje bakar nikada ne može dodirnuti.

Većina mrežnih timova ne provode dovoljno vremena razmišljajući o odabiru talasne dužine. Velika greška.

 

Multimode je još uvijek jeftiniji (i to je bitno)

 

 

850nm talasna dužina radi sa multimodnim vlaknima. Vidite ga posvuda u podatkovnim centrima jer cijena primopredajnika ostaje niska i za kratke udaljenosti između rekova dobro radi svoj posao. 100G modul koji radi na 850nm omogućava vam otprilike 100 metara dosega, ponekad i malo više ovisno o kvaliteti vlakana. Nije impresivno na papiru, ali u tipičnom data centru sa rasporedom toplih prolaza/hladnih prolaza to je dovoljno.

Ekonomija postaje zanimljiva kada se povećate. Jednomodno-optično vlakno na talasnoj dužini od 1310 nm gura do 40 kilometara - na osnovu specifikacija proizvođača sa walsun.com i drugih. Ali evo šta podaci neće naglasiti: gubitak vlakana na 850nm kreće se oko 2,5dB/km dok 1310nm gubi samo 0,4dB/km prema ITU-T standardima (bjrofoc.com dokumentuje ovo). Dakle, da, za mreže kampusa ili bilo šta što prelazi ulice potreban vam je jedan-način rada. Nema šanse.

 

Cisco i Finisar sada u osnovi posjeduju ovaj prostor

 

Koncentracija tržišta me iznenadila kada sam vidio brojke. Cisco Systems i Finisar Corporation kontrolišu preko 20% globalne prodaje optičkih primopredajnika od 2023 - prema istraživanju gminsights.com. Dvadeset posto ne zvuči veliko dok se ne sjetite koliko je ova industrija nekada bila fragmentirana. Ciscova akvizicija kompanije Acacia 2021. dala im je koherentnu optičku tehnologiju, što objašnjava njihov agresivni prodor u 400G ZR i 800G module za dugotrajne-prilike.

Broadcom takođe daje hrabra predviđanja. Kažu 800 gigabita u sekundi do 2025., zatim 1,6 terabita u sekundi 2026. (emergenresearch.com je pokrio njihove najave). Te brzine izgledaju ambiciozno. Videćemo da li će silicijum i optika zaista moći da isporuče količinu.

SFP derivati ​​gdje god pogledate

Moduli malog formata{0}}priključivi su preuzeli jer ih možete-zamijeniti bez isključivanja opreme. SFP, SFP+, QSFP... imenovanje je postalo zbrkano, ali koncept je jednostavan. Ugurajte što više optičkih interfejsa u linijsku karticu. QSFP28 pakuje 100G u nešto manje od vašeg palca.

QSFP-DD koristi 8 električnih traka umjesto 4 što udvostručuje gustinu. Isti osnovni otisak, 400G protoka. Fizika čini ovu nezgodnu - održavanjem integriteta signala u tim trakama pri velikim brzinama dok upravlja toplinom u tako malom paketu. Ali radi.

CFP2 se i dalje pojavljuje u nekim koherentnim implementacijama, oni su krupni u poređenju sa QSFP varijantama. Međutim, kada radite 200G+ na stotinama kilometara, dodatni prostor za bolje DSP čipove i termalno upravljanje se isplati.

IoT je promijenio matematiku

29,3 milijarde IoT konekcija globalno do 2023. prema Ciscovom praćenju (credenceresearch.com ima kvar). To nije prognoza, to se već dogodilo. Svaki pametni senzor, povezani automobil, industrijski kontroler generira tokove podataka koji se negdje prenose u mreže. Izgradnja rubnog računarstva za sve ovo stvara potražnju za-isplativim 25G i 100G primopredajnicima jer ih postavljate na hiljade po lokaciji.

 

 

Prodavci tradicionalne telekomunikacijske opreme nastavili su pokušavati prodati skupe module{0}}razreda za prijenos podataka dizajniranih za 25-godišnji vijek trajanja. Rubni operateri ne mare za to – oni žele dovoljno dobru pouzdanost uz niske troškove. Različiti prioriteti.

 

Potrošnja snage se brzo zbraja

 

400G QSFP-DD moduli povlače 12-14 vati svaki. Ne zvuči puno. Pomnožite to sa 256 portova u šasiji, odjednom imate posla sa 3+ kilovata samo za optiku, ne računajući ASIC napajanje prekidača ili hlađenje. Operateri centara podataka opsesivno prate potrošnju energije po rack-u jer električna energija košta, a toplina zahtijeva skupu rashladnu infrastrukturu.

Temperaturne ocjene su važnije nego što sugeriraju specifikacije. Modul sa ocenom 0-70 stepeni odlično radi u serverskim sobama sa kontrolisanom klimom. Stavite ga u vanjski ormarić ili okruženje u tvornički pod i gledajte kako pokvari kada temperatura okoline poraste. Primopredajnici proširenog temperaturnog raspona postoje, ali koštaju više i dobavljači ih nemaju uvijek na lageru.

 

Gdje se standardi sudaraju

 

IEEE obrađuje Ethernet specifikacije. OIF piše sporazume o implementaciji. Više MSA definira faktore oblika. ITU-T objavljuje preporuke za telekomunikacije. Ove organizacije se ne koordiniraju uvijek dobro i ponekad su specifikacije kontradiktorne jedna drugoj na suptilan način.

Otklonio sam greške u problemima interoperabilnosti gdje se dva modula "usaglašenih sa-standardima" različitih proizvođača ne bi pravilno povezali. Problem je povezan sa vremenskim marginama - oba modula su radila u okviru specifikacije, ali na suprotnim krajevima prozora tolerancije. Na kraju su vam potrebne matrice kompatibilnosti dobavljača iako je sve navodno standardizirano. Frustrirajuće, ali to je realnost.

Hyperscalers je preokrenuo industriju

 

 

Amazon, Google, Microsoft, Meta postavljaju primopredajnike na skali koja čini da tradicionalni telekomi izgledaju malo. Izgradnja stotina centara podataka na globalnom nivou znači različite pristupe nabavci - direktne veze sa proizvođačima, prilagođene specifikacije, spremnost da se koriste komponente koje su dovoljno dobre, a ne pretjerano-konstruirane za maksimalnu pouzdanost. Ovo je teško pomjerilo dizajnerske prioritete proizvođača. Niža cijena po bitu postala je važnija od 25-godišnjih MTBF brojeva.

To možete vidjeti u tome koliko su brzo 400G moduli dostigli tržišni volumen u poređenju sa prethodnim skokovima brzine. Hiperskalerima su bili potrebni, imali su skalu za implementaciju da finansiraju razvoj i nisu bili zainteresovani da čekaju tradicionalne cikluse odobrenja za telekomunikacije.

Ko-upakirana optika bi mogla biti sljedeća. Umjesto priključnih modula, integrirali biste optičke komponente direktno sa prekidačima ASIC-a, smanjujući gubitke na električnim putevima. Ali gubite mogućnost hot-zamjene, što izgleda rizično. Intel snažno forsira silicijumske fotonike, kao i nekoliko kineskih proizvođača. Obećanje je niža snaga i trošak stavljanjem svega na silikonske podloge umjesto na egzotične III{6}}V poluprovodnike. Još uvijek se čeka da vidim da li će se isporučiti u proizvodnom obimu.

Globalno tržište optičkih primopredajnika dostiglo je 10 milijardi dolara u 2023. i rast se ne usporava. Više podatkovnih centara, više IoT krajnjih tačaka, AI trening klastera kojima je potreban ludi propusni opseg... potražnja se stalno povećava. Da li nam zaista trebaju brzine od 800G i 1.6T uskoro ili su to samo prodavci koji žele prodati skupu novu opremu, pretpostavljam da ćemo saznati.