Высокотехнологичное предприятие, специализирующееся на исследованиях и разработках в области оптоволоконной связи и производства.
Язык
Высокотехнологичное предприятие, специализирующееся на исследованиях и разработках в области оптоволоконной связи и производства.
В современных центрах обработки данных требования к пропускной способности постоянно растут, и для удовлетворения этих требований также увеличиваются скорости сетей в центрах обработки данных. Эти увеличения скоростей сетей обусловлены эволюцией и развитием сетевых коммутаторов и кремниевых чипов внутри них. За последние 15 лет мы увидели, как основные скорости сетей в центрах обработки данных увеличились с 1 Гбит в секунду до 10G, 40G, 25G, 100G, и теперь самые передовые центры обработки данных развертывают сети 400G. Основным строительным блоком этих сетей центров обработки данных являются развернутые сетевые коммутаторы. Именно скорость этих коммутаторов определяет скорость, с которой работает сеть.
Сетевые коммутаторы часто классифицируются по портам и скорости — как упоминалось выше, 32-портовый коммутатор 100 Гбит/с — это сетевой коммутатор с 32 портами, каждый из которых может работать на скорости 100 Гбит/с. Для того чтобы коммутатор работал, к портам коммутатора необходимо подключить трансиверы, чтобы преобразовать электрические сигналы в коммутаторе в сигналы, которые можно передавать по оптоволоконным или медным кабелям. Причина отделения трансивера от коммутатора заключается в том, чтобы предоставить операторам центров обработки данных гибкость (и экономию средств) для выбора наиболее подходящего трансивера.
Как видно из сетевого коммутатора выше, порт 10G меньше порта 100G (и 40G) с точки зрения внешнего вида. Для 1G, 10G и 25G трансивер использует упаковку SFP и имеет меньшую форму. Для 40G и 100G трансивер имеет четыре канала в упаковке QSFP. Трансивер 40G объединяет четыре канала 10 Гбит/с для достижения скорости 40 Гбит/с, а трансивер 100G объединяет четыре канала 25 Гбит/с.
Как видно из сетевого коммутатора выше, порт 10G меньше порта 100G (и 40G) с точки зрения внешнего вида. Для 1G, 10G и 25G трансивер использует упаковку SFP и имеет меньшую форму. Для 40G и 100G трансивер имеет четыре канала в упаковке QSFP. Трансивер 40G объединяет четыре канала 10 Гбит/с для достижения скорости 40 Гбит/с, а трансивер 100G объединяет четыре канала 25 Гбит/с.
Эта четырехканальная агрегированная структура имеет дополнительное преимущество, позволяя подключать к одному порту коммутатора четыре устройства, работающие как на более низкой сетевой скорости, так и на более высокой агрегированной скорости, т. е. четыре сервера, работающие на скорости 25 Г/с, можно подключить к одному порту коммутатора, работающему на скорости 100 Г/с.
Обычно центры обработки данных сначала выбирают и устанавливают коммутаторы, затем выполняют структурированную кабельную разводку и, наконец, подключают трансиверы к сети с помощью оптоволоконных или медных коммутационных шнуров. Однако в некоторых случаях, если сетевые коммутаторы и/или серверы расположены близко друг к другу, вместо использования коммутационных шнуров для соединения двух трансиверов можно использовать активные оптические кабели (AOC). AOC можно рассматривать как простой коммутационный шнур LC или MPO, в котором разъем LC или MPO заменен «разъемом», который имеет функциональность трансивера. Они становятся все более популярными, поскольку они намного дешевле, чем два трансивера плюс коммутационный шнур, а когда оптическое соединение заменяется электрическим, проблемы, связанные с загрязнением торцевой поверхности разъема, устраняются. Их низкая стоимость обусловлена использованием эффективной многомодовой оптики VCSEL внутри трансивера.
Они обычно используются в следующих местах в центре обработки данных. Первое — это серверный шкаф, где к коммутатору top-of-rack (TOR) подключено до 40 серверов. Каждый сервер имеет одно или два соединения Ethernet, подключенных к коммутатору, где AOC может использоваться для мостового соединения. Вторая наиболее распространенная область использования AOC в центре обработки данных — это основная сетевая область, которая может быть расположена в коммутационной области позвоночника, листьев или ядра. В современных сетях в этих областях имеется большое количество дискретных коммутаторов, которые соединены между собой для создания большой коммутационной структуры — до половины портов коммутатора используются для соединений в структуре. Эти соединения обычно реализуются с помощью AOC. В некоторых центрах обработки данных коммутационная структура может занимать несколько шкафов или даже целый ряд в центре обработки данных. AOC также могут использоваться в соединениях на больших расстояниях с теоретическим максимальным расстоянием применения до 100 метров.
Все AOC обычно имеют те же оптические свойства с многомодовыми VCSEL, передавая со скоростью 10 Гбит/с или 25 Гбит/с. 10-гигабитный AOC имеет пару каналов передачи и приема внутри трансивера, развертывая дуплексное многомодовое волокно, в то время как 40-гигабитный AOC содержит четыре пары каналов передачи и приема, развертывая 8 многомодовых волокон. Та же дуплексная и 8-волоконная конфигурация также используется в 25-гигабитных и 100-гигабитных AOC, где 100-гигабитный имеет четыре пары каналов 25 Гбит/с.
При 400 Гбит/с ситуация немного сложнее. Он развертывает 8 каналов по 25 Гбит/с для достижения 200 Гбит/с и использует кодирование PAM-4 для удвоения скорости линии, увеличивая эффективную скорость с 200 Гбит/с до 400 Гбит/с. При использовании упаковки OSFP форм-фактор также становится больше, а количество оптических волокон увеличивается до 16. Из-за сложности кодирования и скорости канала его дальность передачи также снижается до максимума в 30 м.
