Einführung von 400G Cisco optischen Modulen und Switches

Rechenzentren entwickeln sich von 100G auf 400G

Erreichen Sie die bis zu vierfache Kapazität auf derselben Glasfaserinfrastruktur

Beachten Sie, dass 400G-Module 4x100GbE, 2x200GbE und 1x400GbE unterstützen.

Cisco Top-of-Rack (TOR)-Switches

Zu den Top-of-Rack-Switches von Cisco gehören Modelle wie Nexus 9348GC-FXP, Nexus 9336C-FX2, Nexus 93600CD-GX, Nexus 93180YC-FX, Nexus 93360YC-FX2 und Nexus 9316D-GX. Diese Switches haben Portgeschwindigkeiten von 100 M, 1 G, 10 G, 25 G und 50 G.

Cisco Spine Switch

Bei den Spine-Switches von Cisco handelt es sich hauptsächlich um Nexus 9332C, Nexus 9346C-GX, Nexus 93600CD-GX, Nexus 9316-GX und andere Modelle – Portraten 40G, 100G, 400G.

400GbE Leaf – Überlegungen zur Serverbereitstellung

Blatt – Überlegungen zum Spine-Einsatz

Änderungen in der Fasertechnologie as Datenraten steigen

400GbE bis 100GbE Abwärtskompatibilität

400GbE QSFP-DD-Ports sind abwärtskompatibel mit 100-GbE-QSFP28 Module.

• 400 GbE kann 8 x 50 GB/s-Schnittstellen unterstützen
• Der ASIC auf der 50-GB/s-Schnittstelle kann die Geschwindigkeit auf 25 GB/s (oder 10 GB/s) senken, was mit der 28×4-GB/s-Schnittstelle des QSFP25 kompatibel ist.

Optische 400GbE-Module und Anwendungs

Roadmap für das optische 400-GbE-Modul von Cisco

Technologietrends für leitungsseitige optische Module von Cisco 400G

Die Designziele für leitungsseitige optische Module sind niedrige Kosten, geringe Größe und optimale Leistung.

Wie lässt sich dann das optische Übertragungsnetz in Übertragungsentfernungen mit geringer Leistung weiter und schneller machen? Es müssen zwei Haupttechnologien angewendet werden:

1. Kohärentes optisches Modul Technologie
2. Steuerungsebene und Automatisierung

Branchen-News

1. Netzwerkoptimierung

• Fasertragfähigkeit
• Bandbreite und Kosten
• Kapazität und Dichte
• Bedienoberfläche-SDN, WSON→SSON

2. Verpackung optischer Module, Größenreduzierung – Förderung der Entwicklung von DCO-basierten steckbaren optischen Modulen

• Erreichen Sie mehr als 1000 km

Kohärente Erkennung – Antriebsvereinfachung

Integrierte Innovationstechnologie von Kohärent Optics

DCO: Digitale kohärente Optik (DSP + kohärente Optik)

Steckbare kohärente optische Module

Markttrends für optische Transportsysteme: Auswirkungen

Herkömmliche optische Transportnetze nutzen die höhere spektrale Effizienz komplexer Transportnetze

-Mehrstufige ROADMs mit CDC

-Flexibles Spektrum, eingebettete Optik/Transponder, erweiterte FEC

-Erweiterte Kontrollebene (SSON)

-Hohe Flexibilität für die Infrastruktur

Erhöhter Bedarf an vereinfachten Netzwerktopologien und Betriebsmodellen.

-400GZR / ZR+

-Punkt-zu-Punkt-Konnektivität

-ROADM-Weniger

-DWDM-Direktverbindung zu Switches/Router

Client und Linie Seitliche optische Modultechnologie

Um den Anforderungen des Netzwerks gerecht zu werden, wurden folgende Schlüsseltechnologien und Integrationsoptionen auf dem Markt eingesetzt:

Warum es wichtig ist, Module steckbar zu machen

400 GbE: Wichtige Lösungsinnovationen

Drei große Innovationen treiben den Technologiewandel voran:

1. Steckbare QSFP-DD-Module
2. 100 GB/s pro Wellenlänge

• Schnelle optische Direkterkennungsmodulation
• Reduzierte Komponentenanzahl (Kosten/Leistung)
• Verfolgen Sie die Weiterentwicklung der SerDes-Technologie

3. Kohärente Optik bis hin zu steckbaren Modulen

• OIF 400G ZR/ZR+ kohärentes DWDM bis zu 1000 km
• Fortschritte in der CMOS-Technologie (7 nm) ermöglichen die Einführung von QSFP-DD

QSFP-DD 400GZR：80~120 km, <15 W

QSFP-DD 400GZR+: <450 km, <18 W

QSFP-DD 400G-Metro: <1500 km, <21 W

Zwei Wege zur kohärenten Technologieimplementierung

DCO&Embedded

Übertragungsentfernung und Verpackung

Cisco Optisches Modul 400G und darüber hinaus 400G-Roadmap

Ethernet-Roadmap: 400-GbE-Hochvolumenanwendungen im Jahr 2020

ASIC: Rate steigt weiter (25.6 Tb/s im Jahr 2020)

Optische Modultechnologie

Paketgröße – Portdichte beibehalten/erhöhen, Stromverbrauch reduzieren – Portdichte beibehalten/erhöhen, niedrige Kosten.

Nur ein einheitliches Paket auf Kundenseite zur Kostensenkung kann die Industrialisierung von 400G-Optikmodulanwendungen beschleunigen.

Die folgende Abbildung zeigt den großen Vorteil der Verwendung von QSFP-DD-Modulen hinsichtlich der Größe.

Wärmeleistung von QSFP-DD

• Die Wärmeableitungskapazität erhöht sich von 3.5 W bei QSFP28 auf 20 W
• Fortschrittliches Käfigdesign
• Fortschrittliches Kühlkörperdesign
• Fortschrittliche Technologie zur Befestigung des Kühlkörpers

QSFP-DD Verbesserte Kühlkörperleistung

1) Verbesserter Kühlkörper, der einen Stromverbrauch von 20 W bewältigen kann

2) Kompatibel mit MSA

3) Anpassung an verschiedene QSFP-DD-Ports

4) Fortschrittliches Käfig- und Kühlkörperdesign

Wenn bei 1U-Geräten der Stromverbrauch des optischen Moduls 21 W beträgt, kann der Temperaturanstieg innerhalb von 25 °C kontrolliert werden.

Trend zur Entwicklung der Wechselrate

• 400G ist derzeit die höchste Rate
• Die Entwicklungsrichtung ist höhere Dichte und höhere Geschwindigkeit.

1. SERDES erreicht 100 Gbit/s
2. ASIC erreicht 25.6 Tbit/s und 51.2 Tbit/s

Branchenentwicklung

1）DSP und Coherent-Technologie werden es ermöglichen

1. 800G, 1T und mehr
2. Technologie kommt nicht nur bei DWDM zum Einsatz, sondern auch bei Graulicht
3. Der Schwerpunkt verlagert sich von der Leistung hin zu Bedienerschnittstellen und steckbaren Geräten

2）Mehr Interoperabilität zwischen Anbietern

Effizienzsteigerung – geringerer Energieverbrauch bei gleicher Bandbreite

Wie in der Abbildung links zu sehen ist, beträgt der Energieverbrauch bei gleicher Bandbreite von 1 Tbit/s bei Verwendung von QSFP-DD 30 W, während CFP 240 W erreicht.

Erreichen einer höheren Dichte von 400 GbE

Route: QSFP28→QSFP56-DD→QSFP112→QSFP112-DD

800 G QSFP-DD:

Wärmeableitung: machbar

100 Gbit/s gut getestet; Oberflächenmontage oder Flyover-Verbindung optional

7 nm oder 5 nm; Die siliziumoptische Technologie reift weiter

Serdes = Stromverbrauch