Sögulega voru háhraða Ethernet tengi upphaflega knúin áfram af þéttleika og litrófsskilvirkni kröfum þjónustuveitenda. Optískar einingar byrja stórt - venjulega eitt kort í einu. Í nokkrar kynslóðir hefur hver hraði verið sameinaður í einn af tveimur pakka: SFP og QSFP. Og eftir því sem eftirspurnin eykst verulega minnkar kostnaðurinn og orkunotkunin smám saman.
Einnig er spáð að fimm ára vaxtarhraði 400GbE án koparkapals og AOC verði 20 sinnum hraðari en 100GbE (sjá mynd hér að neðan: samanburður á fyrstu fimm árum 100GbE og 400GbE). Þetta tækifæri knýr fordæmalausa iðnaðarfjárfestingu rótgróinna fyrirtækja og sprotafyrirtækja.
400GbEá hraðbrautinni
10GbE tók tíu ár að þróast úr XENPAK í SFP+. 100GbE notaði CFP, CPAK og CFP2 og flutti síðan yfir í QSFP28 innan 5 ára. 100GbE þjáðist einnig af mistökum CFP4, en lærði einnig lykillexíu að ljósfræði verður að vera samstillt við önnur markmið fyrir vettvang, netkerfi og fyrirtæki. Ef ekki, þá er það sóun á tíma og peningum. Stærð CFP4 er aðlaðandi, en hún brýtur afturábak eindrægni og uppfyllir ekki öll þrjú markmiðin.
Að ná háum afkastagetu og litlum tilkostnaði fyrir 400GbE er mikilvægt fyrir netfyrirtæki, flísaframleiðendur, sjónframleiðendur, beina- og rofaframleiðendur og marga aðra meðlimi sjónvistkerfisins. Einkum var ein af ástæðunum fyrir árangursríkri útfærslu 400GbE samruni hraða og PMD meðal IEEE, OIF og multi-source protocol (MSA) meðlima. Því miður hafði iðnaðurinn upphaflega tvær innstungnar umbúðir, sem leiddu til endurþróunar og framleiðslu. Þessi tvíverkun getur dregið úr getu markaðarins til að útvíkka sameiginlegar lausnir.
Ókostir tveggja hlífðarstillinga senditækisins
Lykilatriði fyrir árangursríka kynningu á 400GbE eru kostnaður, fjárfestingarvernd og aðfangakeðja. Þegar kostnaður er mikilvægur er mikilvægt að byggja ekki of mikið upp virkni. Uppruni 100GbE staðallinn var byggður á einstillingu trefjum 10 km. Síðar þróaði iðnaðurinn stuttar vegalengdir til að hámarka afl og draga úr kostnaði. 400GbE mun njóta góðs af hraðari úrvali af framboði og smærri stærðum - frá fyrstu 1m til 10km árið 2019 til 100km árið 2020.
Annar kostnaðarvaldur er að ná stærðarhagkvæmni. Því miður kemur tilvist beggja einingahlífunarsniða í veg fyrir að markaðurinn geti nýtt sér að fullu aðra kosti samkvæmni. Lean framleiðsla er nauðsynleg fyrir stærðarhagkvæmni þar sem eftirspurn knýr framleiðslu og þar með kostnað. Þannig er sameiginleg framleiðslulína lykillinn og stór vistkerfi með tugum fyrirtækja munu njóta góðs af stöðlun. Vistkerfið inniheldur þróunaraðila framleiðslubúnaðar, prófunarbúnaðar, hugbúnaðarhönnunarverkfæra, tengi og búra, hitauppstreymislausna, samræmis- og vottunarbúnaðar. Miðað við fyrstu væntingar og öran vöxt 400GbE er mikilvægt að ná sameiginlegu fljótt.
Af hverju er afturábak eindrægni svona mikilvægt?
Undanfarinn áratug hefur kostnaðarhlutfallið milli stórtölvukerfis og sjóntækja breyst verulega í átt að sjóntækjum, þróun sem mun aðeins aukast með komu 400GbE. Samhæfni milli kynslóða hjálpar til við að vega upp á móti þessari þróun. Í lok árs 2019 verða meira en 24 milljónir QSFP einingar settar á markað, með fjárfestingu upp á meira en $8 milljarða. Jafnvel með tilkomu 400GbE mun eftirspurn eftir 100GbE QSFP halda áfram að vaxa mjög, þökk sé tilkomu 100GbE netþjóna og aukinni bandbreidd yfir netið fyrir fyrirtæki og þjónustuaðila.
Það er ekki nóg að bæta við nýjum tækjum og keyra hraðar á sama neti; Íhuga þarf marga þætti baksamhæfis, þar á meðal endurnotkun núverandi eininga og áframhaldandi fjárfestingu í 100GbE. Þess vegna er aðeins hægt að útfæra nýjar hafnir sem styðja núverandi einingar. Í öðru lagi eru kostir kostnaðar, krafts og fótspors við að nota nýjustu beinina og rofana fyrir þörfina fyrir 400GbE virkni. Þetta gerir rekstraraðilum kleift að búa sig undir framtíðarvöxt og njóta góðs af nýjum vélbúnaði án þess að þurfa strax að fjárfesta í fyrstu kynslóð 400GbE ljóstækni. Að lokum er þörf á að vernda fjárfestingar í uppsettum beinum og rofum sem eru í samræmi við kæliarkitektúrinn (til dæmis frá toppi til botns, eða hlið til hliðar). QSFP-DD leysir þetta vandamál með því að aðskilja einingar og ofna, sem gerir hýsingarkerfið kleift að aðlaga eftir þörfum.
Þar sem hægt er ætti nýja kynslóðin að reyna að viðhalda afturábakssamhæfi. Að lengja þriðju eða jafnvel fjórðu kynslóðar samhæfni er tæknilega krefjandi, en líka dýrmætt. Ákvörðunin um að jafna fjárfestingarvernd gegn nýjum kröfum er aldrei einföld. Á árunum 2017 og 2018 er þörfin fyrir umbreytingar á hjúpuðum formum við 400GbE, 800GbE og jafnvel meiri hraða. Almennt er viðurkennt að umbreytingar á hjúpuðum eyðublöðum ættu að fara fram þegar brýna nauðsyn krefur vegna tæknilegra vandamála eða kostnaðar. Að ná fjárfestingarvernd, miklum þéttleika og alhliða getu krefst áhættu, en QSFP-DD getur tekið á þessu öllu, sem gerir greininni kleift að halda áfram með stærðarhagkvæmni.
QSFP-DD áskoranir og lausnir
Afturábaksamhæfni við QSFP-DD krefst þess að takast á við margvíslegar áskoranir, þar á meðal stærð og skipulag íhluta, kælingu eininga og kerfis, og rafmagnstengi sem styðja fjórar og átta rásir með 56G SerDes. Þessir þættir eru innbyrðis tengdir og krefjast tillits til annarra kerfishluta, svo sem aflmikils ASIC. Auðvitað er auðveldara að leysa þessar vélrænu áskoranir fyrir nýjar gerðir eininga sem brjóta eindrægni við fyrri kynslóðir.
Ein augljósasta tæknilega áskorunin er kæling. Búist er við að upphaflega 400GbE PMD þurfi 12W á meðan QSFP28 styður aðeins um 4W, svo það er skiljanlegt hvers vegna sumir eiga erfitt með að taka stökkið. Árangur upphaflega markmiðsins ýtti undir enn meiri metnað. 400ZR/ZR+ samhangandi einingin, sem er fyrirhuguð fyrir 2020, gæti þurft 20W. Stöðug nýsköpun, þar á meðal kerfi og búrhönnun, hefur sýnt að þetta er mögulegt og staðlastofnun mun fljótlega samþykkja þessarlausnir fyrir QSFP-DD. Lokaskrefið í að styðja 20W er náð með því að bæta ofni framan á eininguna. Eins og sést á myndinni hér að neðan.
Önnur hitauppstreymi er að sjóneiningar geta ekki talist lokað kerfi; þeir verða að starfa í heildarhönnun beins, rofa eða netþjóns. Í samanburði við OSFP er mikilvægur eiginleiki QSFP eininga að minna fótspor þeirra gerir ráð fyrir meiri loftinntöku. Þessi þáttur gagnast restinni af kerfinu, eins og sést vel á pallinum sem býður upp á báða valkostina.
Það eru mörg önnur svið þar sem að ná fjárfestingarvernd í QSFP-DD krefst stórfelldrar samvinnu iðnaðarins. Hvert skref á ferðalaginu frá 40G til 400G táknar verulegar tækniframfarir, sem margar hverjar voru einu sinni taldar ómögulegar. Á þessu stigi er fólk farið að takast á við þessar áskoranir fyrir framtíðar Ethernet-hraða, svo við ættum að vera efins um upphaflegu rökin um að endurtekið QSFP hafi náð takmörkunum.
Stjórnun birgðakeðjunnar hefur orðið lykilþáttur í aðgreiningu fyrir velgengni vélbúnaðarbirgja og netrekenda. Vegna þess að uppsetning stæranlegra gagnavera í stórum stíl er svo stór er fjölbreytileiki seljenda mikilvægur og ef þessi tvö einingahjúpunarmynstur eru viðvarandi gæti hver söluaðili þurft að skipta upp aðfangakeðjustjórnun.
Besti markaðskosturinn er að afgreiða í lausu á viðunandi kostnaði. Þegar einingamynstrið hefur verið samþætt með góðum árangri mun 400GbE útbreiðsla njóta góðs af hagræðingu allra þátttakenda og margra keppinauta í söluaðilanum. Við getum ekki endurtekið lærdóminn af CFP4 bara til að sækjast eftir ástæðulausri skammtímaáhættu.
Niðurstaða
Kynning á 400GbE hefst árið 2019 og mun hækka hratt. Umræðan um form sjónræna einingapökkunar er að mestu lokið og hvort sem kerfisframleiðandinn hefur valið QSFP-DD eða bæði, hefur áherslan nú færst yfir á framtíðarhraða. Til lengri tíma litið mun 400GbE aðallega velja QSFP-DD. Þegar iðnaðurinn heldur áfram að samþætta QSFP-DD mun stærðarhagkvæmni koma fram og 400GbE mun ná fullum möguleikum.
