25G- vs. 50G- vs. 100G-Technologie

Im letzten Jahrzehnt dominierten 10G- und 40G-Technologien den Ethernet-Markt. Mit der Nachfrage der Benutzer nach hoher Bandbreite und dem zunehmenden Bedarf an Spezialanwendungen haben die 25G/50G/100G-Technologien jedoch immer mehr Aufmerksamkeit bei den Benutzern auf sich gezogen. Sie zeichnen sich nach und nach durch die Bereitstellung effektiver Pfade für hohe Raten bei der Netzwerkbereitstellung aus. Im Folgenden stellen wir die 25G/50G/100G-Technologien und ihre Beziehungen vor.

25G Technologie

Der 25G-Ethernet-Standard wurde 2016 von IEEE für Server in Cloud-Rechenzentren eingeführt und ist damit einige Jahre später als der 10G/40G/100G-Ethernet-Standard.

Der Hauptvorteil von 25G ist die Verwendung der SerDes-Technologie, einer gängigen seriellen Kommunikationstechnologie mit Zeitmultiplex (TDM) und Punkt-zu-Punkt (P2P). Es kann die Kanalkapazität des Übertragungsmediums voll ausnutzen und die erforderliche Anzahl von Übertragungskanälen und Gerätepins minimieren, wodurch die Übertragungsrate des Signals erhöht und die Kommunikationskosten erheblich gesenkt werden.

20G/50G/100G-Technologien

Derzeit laufen die meisten in Switches verwendeten Komponenten mit SerDes mit einer Taktrate von etwa 10 GHz, was Übertragungsraten von 10 Gbit/s zwischen verschiedenen Komponenten ermöglicht. Aufgrund der rasanten Entwicklung der SerDes-Technologie in den letzten Jahren hat sich SerDes mit einer Taktrate von 25 GHz zu einer wirtschaftlich sinnvollen Option entwickelt, was zu Unterschieden in Kosten und Nutzen zwischen 10G, 40G und 25G geführt hat.

• 10G vs. 25G: Für denselben SerDes-Kanal bietet 25G einen 2.5-mal höheren Durchsatz als 10G. Wenn das 10G-Netzwerk auf 25G aufgerüstet wird, ist keine Neuverkabelung erforderlich, da der optische 25G-SFP28-Transceiver den in der 10G-Netzwerkverkabelung verwendeten LC-Jumper verwenden kann, wodurch effektiv Kosten gespart werden können.
• 40G VS 25G: Die 40G-Technologie verwendet 4*10-Gbit/s-Fibre-Channels (SerDes mit einer Taktrate von 12.5 GHz), während die 25G-Technologie Einkanal-SerDes verwendet, sodass 25G eine höhere Portdichte bieten kann. Zur gleichen Zeit, da die meisten 40G QSFP+ optische Transceiver Da die auf dem Markt erhältlichen Kabel mit MTP/MPO-Jumpern verwendet werden müssen, wird die 40G-Technologie unweigerlich die Kabelkosten erhöhen.

25G-Technologie vs. 40G-Technologie

50G Technologie

Angesichts der Reife der 25G-Technologie und der Anforderungen der Benutzer an höhere Tarife stellt die Branche hohe Erwartungen an die 50G-Technologie. Im Jahr 2018 führte IEEE den 50G-Ethernet-Standard mit derselben Architektur ein wie der 400G/200G-Ethernet-Standard. Der Standard nutzt die PAM4-Technologie, die die nächste Lösung für die Hochgeschwindigkeitsverbindung von Servern und Rechenzentren darstellt, da sie die Effizienz der Bandbreitennutzung effektiv verbessern kann.

Da 50G die Komponenten von 25G in bestehenden 100G-Netzwerken wiederverwenden kann, können die Kosten effektiv gesenkt werden. Gleichzeitig kostet 50G die Hälfte der Kosten von 40G, aber die Leistung ist um 25 % verbessert.

100G ToR bis 50G Server

Da die PAM4-Technologie Bitpaare in ein einzelnes Symbol abbildet, beträgt die Gesamtbaudrate pro 50-Gbit/s-Kanal 26.5625 Gbaud. 50 Gbaud PAM4 kann eine Übertragungsrate von 100 G über eine 1*2*50 Gbaud-Architektur bereitstellen (nur ein Laser ist erforderlich), was bedeutet, dass die Übertragungsrate mit einem Laser von 10 Gbit/s auf 100 Gbit/s erhöht werden kann, was einer Steigerung um das Zehnfache entspricht.

Im Vergleich zur frühen NRZ-Technologie bietet die PAM4-Technologie eine höhere Übertragungseffizienz bei geringeren Kosten und wird daher häufig in der Hochgeschwindigkeits-Signalverbindung eingesetzt.

50G optisches Modul

100G Technologie

100G Ethernet war offOffiziell im Jahr 2010 veröffentlicht. Später wurden umfangreiche Änderungen am Standard vorgenommen, um den Anforderungen von Hochgeschwindigkeits-, Langstrecken- und einigen speziellen Szenarien gerecht zu werden. 100G Technologie ersetzt 40G nach und nach aufgrund der kontinuierlichen Optimierung von Standards, der Vereinheitlichung technischer Lösungen, der Entwicklung der Industriekette und der höheren Übertragungsraten und längeren Übertragungsentfernungen (mit DWDM-Technologie) usw.

100G-Technologie vs. 40G-Technologie

Mit der 100G-DWDM-Technologie kann eine Signalübertragung mit hoher Kapazität über große Entfernungen auf einer einzigen Wellenlänge realisiert werden, insbesondere für die optische Hochgeschwindigkeitskommunikation. Unter ihnen sind die 100G DWDM QSFP28 Das optische Modul eignet sich besonders für 100G Metropolitan Area Network (MAN) oder Data Center Interconnection (DCI) bis zu 80 Kilometer oder ultralange Verbindungen mit Übertragungsentfernungen von mehr als 1000 Kilometern. Derzeit wird die Super-100G-DWDM-Technologie auch in DCI-Szenarien kommerzialisiert.

Darüber hinaus kann bei Multiraten- und Multiprotokollnetzwerken (z. B. 10G/40G/100G-Ethernet-Protokolle und -Raten) durch den Einsatz der 100G-Technologie und darüber hinausgehender 100G-DWDM-Muxponder die Neugestaltung und Planung der Netzwerkarchitektur effektiv vermieden werden . Sie können Signale unterschiedlicher Protokolle und unterschiedlicher Raten zur Übertragung direkt zu einer einzigen Wellenlänge bis zu 100G/200G/400G zusammenführen und bieten so eine flexible und kostengünstige Lösung.

100G DWDM Muxponder

Welche Beziehung besteht zwischen 25G/50G/100G?

Vor dem Aufkommen von 25G und 50G wurden 100G-Netzwerk-Upgrades über die 10G-40G-100G-Methode implementiert, diese Methode ist jedoch ineffizient und teuer. Mittlerweile werden 25G/50G/100G in Cloud-Rechenzentren häufig verwendet. Wenn die drei miteinander kombiniert werden, kann ein 10G-25G-50G-100G-Netzwerk-Upgrade erfolgreich erreicht werden.

Im Vergleich zum 10G-40G-100G-Ansatz ist 25G die kostengünstigste Lösung für ein Upgrade auf 100G. Wenn 25G für ein 100G-Netzwerk-Upgrade übernommen wird, kann die Spine-and-Leaf-Architektur über 4*25G- oder 2*50G-SerDes-Kanäle verwendet werden, um dies zu erreichen. Auf diese Weise kann 25G mit seiner Kompatibilität auf der Grundlage der vorhandenen Verkabelungsinfrastruktur Netzwerk-Upgrades erreichen, die eine höhere Übertragungseffizienz und -leistung bieten und gleichzeitig Kapitalaufwendungen (CAPEX) und Betriebsausgaben (OPEX) einsparen können.

Alles in allem kann der 25G-50G-100G-Netzwerk-Upgrade-Pfad die Bandbreitenkosten pro Einheit reduzieren, indem er die Switch-Port-Funktion voll ausnutzt und gleichzeitig den Grundstein für 200G- und 400G-Netzwerk-Upgrades legt.

25G-Technologie für 100G-Netzwerk-Upgrade

Zusammenfassung

Aus dem oben Gesagten ist ersichtlich, dass 25G/50G/100G die Anforderungen des Marktes gut erfüllen und den Branchentrend anführen können. Im Vergleich zu den früheren 10G/40G-Technologien nutzt die 25G/50G/100G-Technologie fortschrittliche Technologie und bietet bestimmte Kosten- und Leistungsvorteile. Es ist derzeit zweifellos die kostengünstigste Lösung.

Wie das Sprichwort sagt: Wenn es Nachfrage gibt, wird es auch Entwicklung geben. Die Ethernet-Technologie wird sich unter den steigenden Netzwerkanforderungen weiterentwickeln. Warten wir ab, was in Zukunft passieren wird.