Ausblick für 800G-Transceiver in Rechenzentren

Mit Fortschritten bei zugrunde liegenden Technologien wie 5G-Netzwerken, Speichermedien und Rechenleistung sind Rechenzentren bereit, beispiellose Durchsatzniveaus zu erreichen. Große Unternehmen, insbesondere in der Internetbranche, haben eine zunehmende Nachfrage nach Ethernet mit hohen Geschwindigkeiten, großer Bandbreite, geringer Latenz und geringem Stromverbrauch.

Cisco, ein führendes Unternehmen der Branche, hat den ersten 800G-Rechenzentrums-Switch entwickelt offoffiziell freigelassen. Nach der Durchführung einer Reihe von Tests, einschließlich 100-prozentiger Leitungsratenweiterleitung und Überprüfung des Verkehrsflusses, haben die Ergebnisse gezeigt, dass dieser Switch sich hervorragend an Switching-Chips mit hoher Kapazität, Hochgeschwindigkeitsschnittstellen und Verbindungslösungen mit hoher Kapazität anpassen lässt. Entsprechend der 5-Jahres-Prognose für Ethernet-Switch-Rechenzentren In einem Bericht des renommierten Forschungsunternehmens Dell'Oro Group wird erwartet, dass die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate des globalen Marktes für Ethernet-Switches für Rechenzentren von 2021 bis 2026 nahezu zweistellig sein wird. Die kumulierten Ausgaben in diesem Bereich werden voraussichtlich fast 100 US-Dollar erreichen Milliarden in den nächsten fünf Jahren. 400 Gbit/s und höhere Geschwindigkeiten werden die Hälfte des Marktanteils ausmachen, wobei 800 Gbit/s bis 400 2025 Gbit/s übertreffen werden. Dieser Kapazitätsdurchbruch wird die Branche in die Ära der 800G-Transceiver in Rechenzentren führen.

Traditionelle Optik Transceiver

Ein herkömmliches optisches Modul ist ein Gerät, das diskrete Komponenten wie III-V-Halbleiterchips, elektrische Chips und optische Komponenten verpackt. Es moduliert und empfängt im Wesentlichen optische Signale, um eine optoelektronische Umwandlung zu erreichen. Im Gegensatz dazu nutzt die Silizium-Photonik-Technologie Laserstrahlen anstelle elektronischer Signale zur Datenübertragung. Die Siliziumphotonik integriert optische Geräte und elektronische Komponenten in einen einzigen, unabhängigen Mikrochip und ermöglicht so eine tiefe Integration der optischen Signalverarbeitung und der elektrischen Signalverarbeitung. Diese Transformation verlagert sich von der „elektrischen Verbindung“ herkömmlicher optischer Module hin zu einer echten „optischen Verbindung“.

Vorteile der Siliziumphotonik Transceivers

Integration der Siliziumphotonik offEs bietet mehrere Vorteile, darunter eine hohe Bandbreite, einen geringen Stromverbrauch und eine hohe Integrationsdichte. Der größte Vorteil liegt jedoch in der Kosteneffizienz. In einem typischen Optikmodul machen die Kosten des optischen Chips etwa 40 % und die Kosten des Lasers etwa 20 % aus. Wenn die Kosten für Laser, die 75 % der Kosten ausmachen, gesenkt werden können, kann dies zu einer Reduzierung der Gesamtkosten des Optikmoduls um 15 % führen. Mit der Einführung der Silizium-Photonik-Technologie im Modul werden auch die Kosten des Chips aufgrund der hohen Integration von Modulatoren und passiven optischen Pfaden auf dem Chip erheblich sinken. Da sich optische Module hin zu 400G- und 800G-Transceivern weiterentwickeln, steigen die Kosten und technologischen Vorteile von Silizium-Photonik-Module wird nach und nach an Bedeutung gewinnen.

Standard von 800GBASE-R

Der neueste 800GBASE-R-Standard führt Modifikationen am bestehenden 400GbE-Logik-Framework ein, um Daten über 8 physische Kanäle zu verteilen, die jeweils mit 106 Gbit/s arbeiten. Das bedeutet, dass die Übertragungsrate technisch gesehen schneller ist als bei 800G-Transceivern. Das Hauptziel dieser neuen Norm besteht darin, maximale Geschwindigkeitsanforderungen mit minimalen Kosten zu erreichen. Im Vergleich zum 400G-Standard enthält der 800G-Standard zwei neue Spezifikationen: Media Access Control (MAC) und Physical Coding Sublayer (PCS). Basierend auf dem 800G-Transceiver-Standard gibt es derzeit zwei Haupttypen optischer Module auf dem Markt:

• 800G-SR8: Dies ist ein optisches 8x100G-Modul, das für Anwendungen mit kurzer Reichweite (SR) entwickelt wurde. Es nutzt eine Singlemode-Glasfaserlösung und kann Verbindungsentfernungen von 60 bis 100 Metern erreichen.
• 800G-FR4: Dieses Modul ist vom Typ 4x200G und erfordert einen neuen Forward Error Correction (FEC)-Mechanismus.

Ethernet-Modelldiagramme für 25G-800G-Übertragungskanäle und -raten

1.6T Ethernet

Angesichts der steigenden Nachfrage nach datenintensiven Anwendungen und dem ständigen Streben der Benutzer nach Geschwindigkeit entwickeln sich Markt und Technologie ständig weiter, und bald wird es Industriestandards für die 1.6-T-Ethernet-Datenrate geben. Bei der Erforschung der 1.6T-Ethernet-Technologie sind aus technischer Sicht mehrere Punkte zu beachten. Erstens ist es wichtig, eine optimale Leistung bei der Integration von PMA (MAC, PCS und Physical Medium Attachment) sicherzustellen. Zweitens muss die Kompatibilität mit Sublayern verschiedener Anbieter berücksichtigt werden, um Auswirkungen auf die Interoperabilität zu vermeiden. Drittens wird es mehrere Konfigurationen für 1.6T-Ethernet geben, und die Auswahl des am besten geeigneten Konfigurationsschemas, das den Bedürfnissen der Mehrheit entspricht, ist entscheidend. Das 1.6T-Design basiert zunächst auf 100G-SerDes, sodass das PCS 16 Kanäle unterstützen muss. Mit der Weiterentwicklung des 200G-SerDes-Standards muss das PCS PAM4- oder PAM6-SerDes unterstützen. Obwohl die Standards für 1.6T-Ethernet noch nicht endgültig festgelegt sind, ist es offensichtlich, dass die Verwaltung riesiger Datenmengen und die Optimierung von Verbindungen einiges an technischer Kreativität erfordern werden.

Ausblick auf die Ethernet-Verbindungsrate

Zusammenfassung

Neben dem Anstieg des Internetverkehrs und dem rasanten Bandbreitenwachstum ist auch das Thema Energieverbrauch in Rechenzentren stärker in den Vordergrund gerückt. Energieeffiziente und umweltfreundliche Rechenzentren werden unweigerlich zum Trend. Es wird eine Herausforderung sein, ein Gleichgewicht zu finden und Durchbrüche zwischen hoher Leistung und geringem Stromverbrauch zu erzielen. Auch die Deckung der Nachfrage nach umweltfreundlichen, kohlenstoffarmen, effizienten, schnellen und kostengünstigen Rechenzentren wird eine Herausforderung darstellen. Darüber hinaus kann es angesichts der weit verbreiteten Einführung von 800G-Transceivern und der Entwicklung von 1.6T sowie der technologischen Weiterentwicklung optischer Module und Schalter zu erheblichen Kostenunterschieden und großen Schwierigkeiten für Benutzer führen, wenn Benutzer die Übergangszeit falsch einschätzen. Als führender Hersteller kann FiberMall Sie bei der Bereitstellung maßgeschneiderter Lösungen unterstützen. Wir haben erfolgreich eine Reihe von Verkabelungssystemlösungen für Rechenzentren entwickelt und auf den Markt gebracht, die unseren Kunden Lösungen bieten können, die den aktuellen Anforderungen entsprechen 400G Anwendungen und erwägen gleichzeitig reibungslose und kostengünstige Upgrades auf 800G-Netzwerke in der Zukunft.