Mit der Einführung optischer 400G-Module entwickelt sich auch die Vernetzung von Rechenzentren sukzessive in Richtung 800G-Ethernet. Die jüngste OFC 2020-Konferenz in San Diego konzentrierte sich auf 800G-Ethernet, 800G-Technologie und Glasfaserbrücken für 800G-Netzwerke und machte 800G-Ethernet zu einem weiteren Hotspot nach 400G-Netzwerken. Allerdings wird 800G-Ethernet noch getestet und perfektioniert, und seine groß angelegte Einführung ist noch in weiter Ferne.
800G-Ethernet- und optisches ModulStandard
Im Vergleich zu 200G- und 400G-Ethernet ist 800G-Ethernet eine völlig neue Technologie. Derzeit haben mehrere Arbeitsgruppen Spezifikationen für 800G Ethernet vorgeschlagen. Diese Spezifikationen werden im Folgenden ausführlich beschrieben.
1. Das 800GBase-R wird für maximale Kosteneinsparungen auf die 400G-Ethernet-Technologie zurückgreifen
Derzeit gibt es beim IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) keinen Standard für 800G Ethernet, aber die 25G Ethernet Alliance (jetzt bekannt als Ethernet Technology Alliance (ETC)) hat im April 2020 die 800GBase-R-Spezifikation für 800G Ethernet erstellt . ETC behauptet, dass die Spezifikation den 400-GbE-Standard nutzt, um so weit wie möglich eine 800-GbE-MAC- (Media Access Control) und PCS-Spezifikation (Physical Coding Sub Layer) zu erstellen und die Kosten zu senken, die für Benutzer entstehen, die mehrere Raten an Ethernet-Ports erreichen können. Die 800GBase-R-Spezifikation nutzt weiterhin die vorhandenen 106,25g-Kanäle im 400G-Ethernet mit dem Ziel, die Gesamtzahl der für PCS verfügbaren Kanäle zu verdoppeln (d. h. von vier auf acht). Auf den ersten Blick sieht es nach einer sehr einfachen konzeptionellen Änderung aus, doch die Verknüpfung der neuen Kanäle auf diese Weise erfordert viele personelle, materielle und finanzielle Ressourcen.
2. Die 800G Pluggable MSA-Organisation definiert das Anwendungsszenario der 800G-SR8- und FR4-Lichtmodule
Die 800Gbase-R-Spezifikation definiert die Basisschicht eines 800G-Netzwerks, von dem erwartet wird, dass es die Leistung noch einmal verdoppelt, um den Anforderungen von Rechenzentren gerecht zu werden. Zusätzlich zur Basisschicht des Netzwerks ist die800G steckbarDas MSA-Team veröffentlichte im September 2019 die 800-Gbit/s-Ethernet-Übertragungsspezifikation für Rechenzentrumsanwendungen basierend auf der Pam-4-Modulationstechnologie.
- 800G SR8: Ein kostengünstiges 8×100G-Modul, das für Kurzstreckenübertragungsanwendungen geeignet ist und 60-100 Meter über Singlemode-Glasfaser übertragen kann.
- 800G FR4: 4x200G optisches Modul, das neue FEC-Funktionen unterstützen muss.
Darüber hinaus ist es möglich, steckbare Lichtmodule sowie QSFP112-DD- und OSFP32-Pakettypen zu verwenden, und man geht davon aus, dass steckbare Lichtmodule immer noch die ideale Wahl für 800G-Rechenzentren und -Betreiber sind.
3. Die QSFP-DD800 MSA-Arbeitsgruppe hat die Hardwarespezifikation für das optische 800G-Modul entwickelt
Die MSA-Arbeitsgruppe für optische Module, bestehend aus Cisco, Broadcom, Juniper, Intel usw., ist ebenfalls davon überzeugt, dass steckbare optische Module die ideale Wahl für die Verbindung von Rechenzentren sind. Die Arbeitsgruppe hat kürzlich den ersten 800G-QDFP-Standard für steckbare Lichtmodule mit doppelter Dichte entwickelt und die Größe des 800G-Lichtmoduls QFPP-DD800 definiert. Es wird berichtet, dass dieses optische Modul 8 Hochgeschwindigkeitskanäle unterstützen kann, die Rate jedes Kanals 100 G/s beträgt und mit OPTISCHEN Modulen wie QSFP-DD, QSFP+, QSFP28, QSFP56 usw. kompatibel sein kann, was großen Komfort und Vorteile bietet Netzwerkbetreiber bei der 800G-Ethernet-Bereitstellung.
Entwicklungsstand des 800G-Lichtmoduls und der Technologie
Obwohl Spezifikationen für800GEthernet- und optische Module wurden entwickelt, sie müssen jedoch in Zukunft basierend auf tatsächlichen Anwendungen wahrscheinlich modifiziert oder verfeinert werden (diese Situation wird sich nicht auf die Hochgeschwindigkeitsentwicklung optischer Module bei der Verbindung von Rechenzentren auswirken). Ein weiterer Faktor, der zur Bandbreitenrevolution beiträgt, ist das Aufkommen einer großen Anzahl kostengünstiger optischer Kabel. Wenn die Netzwerkgeschwindigkeit 800 Gbit/s überschreitet, treten bei den steckbaren optischen Geräten Probleme wie unzureichende Dichte und Stromüberlastung auf. In diesem Fall sind möglicherweise Technologien wie co-verkapselte optische Elemente (CPO) erforderlich, um solche Probleme zu lösen.
Derzeit muss sich das Netzwerk jedoch in Richtung höherer Geschwindigkeit entwickeln und eine höhere Leistung aufrechterhalten, was für optische Geräte zweifellos keine große Herausforderung darstellt. Gleichzeitig wird das steckbare Lichtmodul 800G aufgrund der komplexen Struktur nicht schnell produziert und auf der „Kundenseite“ in Betrieb genommen. Das 800G Pluggable MSA-Team gab bekannt, dass es 800G-Lichtmodulmuster hergestellt hat und die erste Charge von Lichtmodulmustern voraussichtlich im Jahr 2021 fertiggestellt wird. Inphi gab kürzlich bekannt, dass es laut eigener Aussage Muster des neuen Spica 800G 7-nm-PAM4-DSP testet ist der branchenweit erste PAM4-DSP mit 800 Gbit/s (oder 8x100 Gbit/s), der es optischen 800G-Modulen ermöglicht, entweder qFP-DD800- oder OSFP-Paketgrößen zu unterstützen.
Für die „Leitungsseite“ von 800 g ist das 800 g optische Gerät bekannter Marken jedoch kein neuer Netzbetreiber, und seine Hauptfunktion liegt in der „Karte“ (komplizierte elektronische Leiterplatte, Anbieter für optische Kommunikation können ihre eigene online entwickeln). Kartennetzwerklösungen und andere Hersteller von Linecards (keine Kompatibilität und Interoperabilität) auf die Implementierung.
Wie lange dauert es bis zum800G Lichtmodul angekommen?
Das kontinuierliche Wachstum des Cloud-Computing- und Rechenzentrumsverkehrs und der Bandbreite bringt nicht nur eine enorme Nachfrage nach optischen 800G-Modulen mit sich, sondern stellt auch höhere Anforderungen an die Switching-Kapazität von Switches und Routern. Mit der Markteinführung der 400GbE-Generation ist das steckbare 800G-Modul fertig. Dieses neue Ökosystem wird genutzt, um eine höhere Dichte und kostenoptimierte Einkanal-100G- und Einkanal-200G-Verbindungen für die 25,6T- und 51,2T-Switches der nächsten Generation bereitzustellen.
