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Forjamos un camino hacia 1.6 T
El desafío en la planificación del crecimiento exponencial es la creciente frecuencia y la interrupción del cambio. Incluso cuando los administradores de centros de datos de hiperescala y multiusuario comienzan a migrar a 400G y 800G, el nivel ya se ha elevado a 1.6 T. La explosión actual de servicios en la nube, arquitecturas de nube distribuidas, inteligencia artificial, video y cargas de trabajo de aplicaciones móviles superarán rápidamente las capacidades de las redes 400G/800G que se están implementando actualmente. El problema no es solo la capacidad de ancho de banda, sino también la eficiencia operativa.
Impulsado por el aumento de las necesidades de energía, las redes representan una parte creciente de los costos generales de entrega dentro del centro de datos. Los switches de red actuales no son capaces de satisfacer los requisitos de energía exigidos por las redes de mayor capacidad del futuro. Por lo tanto, los componentes de la red de próxima generación buscan reducir su consumo de energía por bit, que se prevé que llegue a 5 pJ/bit.
Aquí es donde el cambio a 1.6 T es un paso tan importante. Entre otras cosas, 1.6 T ofrece redes más eficientes energéticamente, lo que ayuda a los operadores a satisfacer la demanda de más capacidad de aplicaciones a costes reducidos. Entonces, ¿cómo podemos conseguirlo? Estos son algunos pensamientos.
Comience con el interruptor
Los conmutadores de red, los más numerosos dispositivos alimentados de la red, se encuentran entre los mayores consumidores de energía, y la señalización eléctrica entre el ASIC y el transmisor/receptor óptico es la que más utiliza. A medida que aumentan las velocidades del interruptor, la eficiencia de la señalización eléctrica disminuye, limitando las velocidades del interruptor a 100G actualmente. Al estar al menos a tres años de tener E/S serie capaces de admitir carriles 200G, algunos administradores de red están implementando switches de mayor densidad (radix).
Otros, sin embargo, abogan por más soluciones puntuales, como cables flyover frente a placas cableadas impresas (PWB), para abordar el desafío de la señalización eléctrica y permitir ópticas enchufables en el futuro. Otras soluciones implican el uso de OSFP-SD para duplicar los recuentos de carriles y aumentar la velocidad de señalización a 200G. También hay quienes abogan por que se necesita un enfoque de plataforma para apoyar el crecimiento a largo plazo.
El papel de la óptica de envasado conjunto y de envasado cercano (CPO/NPO)
Un enfoque más sistemático para aumentar radicalmente la densidad y reducir la potencia por bit es la óptica empaquetada conjuntamente (CPO). Los defensores de CPO sostienen que reducir suficientemente la potencia por bit para los switches de 1.6 T y 3.2 T requiere nuevas arquitecturas con CPO. CPO limita la señalización eléctrica a alcances muy cortos y elimina los retemporizadores mientras optimiza los esquemas FEC. Sin embargo, llevar la tecnología al mercado a escala requiere una importante reequipamiento en todo el ecosistema de la red. Los nuevos estándares mejorarían enormemente esta transformación del sector.
La conclusión con CPO es que tardará tiempo en madurar. El modelo de óptica casi embalada (NPO) puede ofrecer un paso intermedio que podría ser más fácil y rápido de llevar al mercado, suponiendo que la cadena de suministro del sector se pueda adaptar. Muchos argumentan que los módulos enchufables siguen teniendo sentido a través de 1.6 T.
Señalización eléctrica de 200G y la necesidad de más fibra
Llegar al siguiente nodo de conmutación (doble capacidad) se puede realizar con más puertos de E/S o velocidades de señalización más altas. Cada opción tiene ventajas, dependiendo de cómo se utilice el ancho de banda. Tener más E/S aumenta el número de dispositivos que admite un switch, mientras que las combinaciones de ancho de banda agregado más altas pueden admitir aplicaciones de mayor alcance con menos fibras.
Recientemente, el MSA 4x400G sugirió un módulo de 1.6 T con opciones de 16 carriles eléctricos de 100G o 8 carriles eléctricos de 200G y una variedad de opciones ópticas mapeadas a través del factor de forma OSFP-XD de 16 carriles. Una aplicación de alto radio requeriría 321 conexiones dúplex a 100G (quizás SR/DR 32), mientras que las opciones de mayor alcance se adaptarían a las generaciones anteriores a 200G/400 G.
Caminos potenciales a las rutas de 200G
Si bien los proveedores han demostrado la viabilidad de las rutas 200G, los clientes están preocupados por la capacidad de fabricar suficientes ópticas 200G para reducir los costes. Reproducir la fiabilidad de 100G y el tiempo necesario para calificar los chips también son problemas potenciales.2
Independientemente de la ruta de migración a 1.6T, inevitablemente implicará más fibra. Es probable que el MPO16 desempeñe un papel clave, ya que ofrece carriles más anchos con pérdidas muy bajas y alta fiabilidad. También ofrece la capacidad y la flexibilidad necesarias para admitir aplicaciones de mayor radio. Mientras tanto, a medida que los enlaces dentro del centro de datos se acortan, la ecuación se orienta hacia la fibra multimodo, con su óptica de menor coste, latencia mejorada, consumo de energía reducido y rendimiento de potencia/bit.
Entonces, ¿qué pasa con las predicciones esperadas de la desaparición del cobre? A estas velocidades más altas, busque que las E/S de cobre sean muy limitadas, ya que no es probable lograr un equilibrio razonable de potencia/bit y distancia. Esto es así incluso para aplicaciones de corto alcance que finalmente estarán dominadas por sistemas ópticos.
Lo que sabemos
Todo esto para decir que gran parte del viaje necesario a 1.6 T sigue en el aire. Aun así, los aspectos de la eventual migración a 1.6T están siendo cada vez más importantes.
1 MSA OSFP-XD incluye opciones para dos conectores MPO16 que admiten un total de 32 conexiones SMF o MMF
2 La ruta correcta hacia la óptica PAM4 de 1.6 T: 8x200G o 16x100G; recuento de luz; diciembre de 2021
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