Optiske transceivere passer til fibernetværk

 

Datacentre spiser båndbredde. Jeg mener, at bogstaveligt talt - ser enhver facilitets netværkstrafik i en uge, og du vil se, hvorfor optisktransceivereblev standardløsningen i stedet for kobber. Den elektriske signalkonvertering sker inde i disse små moduler, og forvandler bits til lysimpulser, der skyder gennem glasfibre med hastigheder, kobber aldrig kunne røre ved.

De fleste netværkshold bruger ikke nok tid på at tænke på valg af bølgelængde. Stor fejltagelse.

 

Multimode er stadig billigere (og det betyder noget)

 

 

850nm bølgelængde fungerer med multimode fiber. Du ser det overalt i datacentre, fordi transceiver-omkostningerne forbliver lave, og for korte afstande mellem rackene klarer den jobbet fint. Et 100G-modul, der kører 850nm, giver dig omkring 100 meters rækkevidde, nogle gange lidt mere afhængigt af fiberkvaliteten. Ikke imponerende på papiret, men i et typisk datacenter med varm gang/kold gang layout er det rigeligt.

Økonomien bliver interessant, når man skalerer op. Single-mode fiber ved 1310nm bølgelængde skubber til 40 kilometer - baseret på producentspecifikationer fra walsun.com og andre. Men her er, hvad databladene ikke vil understrege: fibertab ved 850 nm løber omkring 2,5 dB/km, mens 1310 nm kun taber 0,4 dB/km i henhold til ITU{11}}T-standarderne (bjrofoc.com dokumenterer dette). Så ja, til campusnetværk eller andet, der krydser gader, har du brug for enkelt{14}}tilstand. Ingen vej udenom.

 

Cisco og Finisar ejer stort set denne plads nu

 

Markedskoncentrationen overraskede mig, da jeg så tallene. Cisco Systems og Finisar Corporation kontrollerer over 20 % af det globale salg af optiske transceivere pr. 2023 -, ifølge gminsights.com research. Tyve procent lyder ikke enormt, før du husker, hvor fragmenteret denne industri plejede at være. Ciscos opkøb af Acacia i 2021 gav dem sammenhængende optikteknologi, hvilket forklarer deres aggressive skub ind i 400G ZR- og 800G-moduler til langdistance--applikationer.

Broadcom kommer også med dristige forudsigelser. De siger 800 gigabit per sekund i 2025, derefter 1,6 terabit per sekund i 2026 (emergenresearch.com dækkede deres meddelelser). Disse hastigheder virker ambitiøse. Vi vil se, om silicium og optikken rent faktisk kan levere ved volumen.

SFP-derivater overalt, hvor du ser

Moduler, der kan tilsluttes med små-faktorer, tog over, fordi du kan bytte-om dem uden at lukke udstyr ned. SFP, SFP+, QSFP... navngivningen er blevet rodet, men konceptet er enkelt. Fyld så mange optiske grænseflader som muligt ind på et linjekort. QSFP28 pakker 100G ind i noget, der er mindre end din tommelfinger.

QSFP-DD bruger 8 elektriske baner i stedet for 4, hvilket fordobler tætheden. Samme grundlæggende fodaftryk, 400G gennemløb. Fysik gør det vanskeligt at - holde signalintegriteten på tværs af disse baner ved høje hastigheder, mens man håndterer varmen i så lille en pakke. Men det virker.

CFP2 dukker stadig op i nogle sammenhængende implementeringer, de er tykke sammenlignet med QSFP-varianter. Men når du laver 200G+ over hundreder af kilometer, betaler den ekstra plads til bedre DSP-chips og termisk styring ud.

IoT ændrede matematikken

29,3 milliarder IoT-forbindelser globalt i 2023 ifølge Ciscos sporing (credenceresearch.com har opdelingen). Det er ikke en prognose, det er allerede sket. Hver smart sensor, tilsluttet bil, industriel controller genererer datastrømme, der føres ind i netværk et eller andet sted. Edge computing-opbygningen til at håndtere alt dette skaber efterspørgsel efter omkostningseffektive 25G- og 100G-transceivere, fordi du implementerer dem i tusindvis pr. websted.

 

 

Traditionelle leverandører af telekommunikationsudstyr blev ved med at forsøge at sælge dyre moduler i-kvalitet, designet til en levetid på 25-år. Kantoperatører er ligeglade med det - de vil have god nok pålidelighed til lave omkostninger. Forskellige prioriteringer.

 

Strømforbruget stiger hurtigt

 

400G QSFP-DD-moduler trækker 12-14 watt hver. Det lyder ikke af meget. Multiplicer det med 256 porte i et chassis, pludselig har du at gøre med 3+ kilowatt kun for optikken, uden at tælle switch-ASIC-effekten eller køleoverhead. Datacenteroperatører sporer strømforbrug pr. stativ besat, fordi elektricitet koster penge, og varme kræver dyr køleinfrastruktur.

Temperaturvurderinger betyder mere, end specifikationerne antyder. Et modul vurderet til 0-70 grader fungerer godt i klimakontrollerede serverrum. Sæt det i et udendørs skab eller et fabriksgulv, og se, at det fejler, når omgivelsestemperaturerne stiger. Transceivere med udvidet temperaturområde findes, men koster mere, og leverandører har dem ikke altid på lager.

 

Hvor standarder kolliderer

 

IEEE håndterer Ethernet-specifikationer. OIF skriver implementeringsaftaler. Flere MSA'er definerer formfaktorer. ITU-T udgiver anbefalinger til telekommunikation. Disse organisationer koordinerer ikke altid godt, og nogle gange modsiger specifikationer hinanden på subtile måder.

Jeg har fejlrettet interoperabilitetsproblemer, hvor to "standard-kompatible" moduler fra forskellige leverandører ikke ville forbindes korrekt. Problemet spores tilbage til timingmargener - begge moduler fungerede inden for specifikationen, men i modsatte ende af tolerancevinduet. Du ender med at have brug for leverandørkompatibilitetsmatricer, selvom alting angiveligt er standardiseret. Frustrerende, men det er virkeligheden.

Hyperscalere vendte industrien

 

 

Amazon, Google, Microsoft, Meta implementerer transceivere i skalaer, der får traditionelle teleselskaber til at se små ud. Opbygning af hundredvis af datacentre globalt betyder forskellige indkøbstilgange - direkte producentrelationer, tilpassede specifikationer, villighed til at bruge komponenter, der er gode nok i stedet for over-konstruerede til maksimal pålidelighed. Dette ændrede producenternes designprioriteter hårdt. Lavere pris pr. bit blev vigtigere end 25-årige MTBF-tal.

Du kan se dette på, hvor hurtigt 400G-moduler nåede markedsvolumen sammenlignet med tidligere hastighedsspring. Hyperscalerne havde brug for dem, havde implementeringsskalaen til at finansiere udvikling og var ikke interesserede i at vente på traditionelle telekommunikationsgodkendelsescyklusser.

Sam-pakket optik kan være den næste. I stedet for pluggbare moduler ville du integrere optiske komponenter direkte med switch-ASIC'er, hvilket reducerer elektriske vejtab. Men du mister hot-swap-kapacitet, hvilket virker risikabelt. Intel presser siliciumfotonik hårdt, flere kinesiske producenter også. Løftet er lavere strøm og omkostninger ved at sætte alt på siliciumsubstrater i stedet for eksotiske III-V-halvledere. Venter stadig på at se, om den leverer i produktionsskala.

Det optiske transceivermarked ramte 10 milliarder dollars i 2023 globalt, og væksten aftager ikke. Flere datacentre, flere IoT-endepunkter, AI-træningsklynger, der har brug for vanvittig båndbredde... efterspørgslen bliver ved med at stige. Om vi ​​faktisk har brug for 800G og 1.6T hastigheder snart, eller om det bare er leverandører, der ønsker at sælge dyrt nyt udstyr, tror jeg, vi finder ud af.