Outlook para transceptores 800G em Data Centers

Com os avanços nas tecnologias subjacentes, como redes 5G, mídia de armazenamento e poder de computação, os data centers estão preparados para atingir níveis sem precedentes de taxa de transferência. As grandes empresas, especialmente as do setor de Internet, têm uma demanda crescente por Ethernet com altas velocidades, grande largura de banda, baixa latência e baixo consumo de energia.

A Cisco, empresa líder no setor, desenvolveu o primeiro switch de data center 800G, que foi offlançado ocialmente. Depois de conduzir uma série de testes, incluindo 100% de encaminhamento de taxa de linha e verificação de fluxo de tráfego, os resultados mostraram que este switch é altamente adaptável a chips de comutação de alta capacidade, interfaces de alta velocidade e soluções de interconexão de alta capacidade. De acordo com Previsão de data center de switch Ethernet de 5 anos relatório publicado pela renomada empresa de pesquisa Dell'Oro Group, espera-se que a taxa de crescimento anual composta do mercado global de switches Ethernet para data centers esteja perto de dois dígitos de 2021 a 2026. Os gastos cumulativos neste campo são projetados para atingir quase $ 100 bilhões nos próximos cinco anos. Velocidades de 400 Gbps e superiores representarão metade da participação de mercado, com 800 Gbps superando 400 Gbps até 2025. Esse avanço na capacidade levará o setor à era dos transceptores de 800 G em data centers.

Óptica Tradicional transceptores

Um módulo óptico tradicional é um dispositivo que empacota componentes discretos, como chips semicondutores III-V, chips elétricos e componentes ópticos. Ele essencialmente modula e recebe sinais ópticos para alcançar a conversão optoeletrônica. Em contraste, a tecnologia fotônica de silício utiliza feixes de laser em vez de sinais eletrônicos para transmissão de dados. A fotônica de silício integra dispositivos ópticos e componentes eletrônicos em um único microchip independente, permitindo uma integração profunda de processamento de sinal óptico e processamento de sinal elétrico. Esta transformação passa da “interconexão elétrica” dos módulos óticos tradicionais para a verdadeira “interconexão ótica”.

Vantagens da fotônica de silício transceivers

Integração fotônica de silício offOferece várias vantagens, incluindo alta largura de banda, baixo consumo de energia e alta densidade de integração. No entanto, a vantagem mais significativa é a sua relação custo-eficácia. Em um módulo óptico típico, o custo do chip óptico é de cerca de 40% e o custo do laser é de cerca de 20%. Se o custo dos lasers, que representa 75% do custo, puder ser reduzido, isso pode levar a uma redução de 15% no custo total do módulo óptico. Com a adoção da tecnologia fotônica de silício no módulo, o custo do chip também sofrerá uma redução substancial devido à alta integração de moduladores e caminhos ópticos passivos no chip. À medida que os módulos ópticos evoluem para transceptores de 400G e 800G, o custo e as vantagens tecnológicas de módulos fotônicos de silício gradualmente se tornará mais proeminente.

Padrão de 800GBASE-R

O mais recente padrão 800GBASE-R introduz modificações na estrutura lógica 400GbE existente para distribuir dados em 8 canais físicos operando a 106Gbps cada. Isso significa que, tecnicamente, a taxa de transmissão é mais rápida que os transceptores de 800G. O principal objetivo deste novo padrão é atingir os requisitos de velocidade máxima com custo mínimo. Em comparação com o padrão 400G, o padrão 800G inclui duas novas especificações: Media Access Control (MAC) e Physical Coding Sublayer (PCS). Com base no padrão de transceptores 800G, atualmente existem dois tipos principais de módulos ópticos no mercado:

• 800G-SR8: este é um módulo óptico 8x100G projetado para aplicações de curto alcance (SR). Ele utiliza uma solução de fibra monomodo e pode atingir distâncias de link que variam de 60 a 100 metros.
• 800G-FR4: Este módulo é do tipo 4x200G e requer um novo mecanismo de correção de erros de encaminhamento (FEC).

Diagramas de modelo Ethernet para canais e taxas de transmissão 25G-800G

Ethernet 1.6T

Com a crescente demanda por aplicativos com uso intensivo de dados e a busca contínua dos usuários por velocidade, o mercado e a tecnologia estão constantemente inovando e, em breve, haverá padrões da indústria para taxa de dados Ethernet de 1.6T. Na pesquisa da tecnologia Ethernet 1.6T, há vários pontos a serem observados do ponto de vista técnico. Em primeiro lugar, é importante garantir o desempenho ideal ao integrar o PMA (MAC, PCS e anexo de meio físico). Em segundo lugar, a compatibilidade com subcamadas de diferentes fornecedores deve ser considerada para evitar qualquer impacto na interoperabilidade. Em terceiro lugar, haverá várias configurações para Ethernet 1.6T, e é crucial escolher o esquema de configuração mais adequado que se alinhe com as necessidades da maioria. Inicialmente, o projeto 1.6T será baseado em 100G SerDes, exigindo que o PCS suporte 16 canais. Com a evolução do padrão 200G SerDes, o PCS precisará suportar PAM4 ou PAM6 SerDes. Embora os padrões para Ethernet 1.6T ainda não tenham sido finalizados, é evidente que gerenciar grandes quantidades de dados e otimizar conexões exigirá alguma criatividade de engenharia.

Perspectiva de Taxa de Link Ethernet

Conclusão

Juntamente com o aumento do tráfego da Internet e o rápido crescimento da largura de banda, a questão do consumo de energia nos data centers tornou-se mais proeminente. Centros de dados energeticamente eficientes e ecologicamente corretos inevitavelmente se tornarão uma tendência. Encontrar um equilíbrio e fazer avanços entre alto desempenho e baixo consumo de energia será um desafio. Atender à demanda por data centers ecológicos, de baixo carbono, eficientes, de alta velocidade e econômicos também representará um desafio. Além disso, com a adoção generalizada de transceptores 800G e o desenvolvimento de 1.6T, bem como a iteração tecnológica de módulos e switches ópticos, se os usuários julgarem mal o tempo de transição, isso pode levar a diferenças significativas de custo e grandes dificuldades para os usuários. Como fabricante líder, a FiberMall pode ajudá-lo a implantar soluções personalizadas. Desenvolvemos e lançamos com sucesso uma série de soluções de sistemas de cabeamento para data centers, que podem fornecer aos clientes soluções que atendem aos requisitos atuais 400G enquanto considera atualizações suaves e econômicas para redes 800G no futuro.