200G und 400G Ethernet Technologie im Rechenzentrum

Die Anforderungen an die Datenübertragung steigen rapide an. Die Ausführung der heutigen Aufgabe erfordert massive Datenmengen. Wir haben qualitativ hochwertiges Streaming, VR, ML, 16K-Video, Automobilindustrie und viele andere Zwecke, um die täglichen Bedürfnisse zu befriedigen. Und aus dem gleichen Grund wird in Datenzentren eine höhere Bandbreite wie 200G- oder 400G-Übertragung implementiert. Das IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) hat 200G oder 400G standardisiert, insbesondere für das DCN. 400G wurde bereits 2017 durch den Ethernet-Standard IEEE 802.3bs genehmigt und ursprünglich bereits 2013 vorgeschlagen. Dagegen wurde 200GE 2018 genehmigt und der ursprüngliche Vorschlag kam 2015 ans Licht. 200G und 400G haben fast den gleichen Standard und die gleichen Anforderungen.

Aktueller Zustand von 200G und 400G

Man geht davon aus, dass 400G bis 2021 die regulären Datenzentren erreichen wird. Wie wir bereits gesagt haben, haben beide den gleichen Standard wie 200G, verwenden aber unterschiedliche Adaptersätze im Rechenzentrumsnetzwerk. 100 GE ist nach wie vor weit verbreitet und wächst schnell, wobei die großen Neuerungen in der Netzwerktechnologie recht schnell wachsen, es ist nur eine Frage der Implementierung. Switch-Port-Modi für 400G können 1x400G- oder 2x200G- oder 4x100G-Modi unterstützen. Die Nachfrage nach Bandbreite mit höherer Geschwindigkeit kommt hauptsächlich aus dem Cloud-Computing. Nicht nur die Bereiche, die wir bereits erwähnt haben, sondern auch die Flash-Verteilung von Speicher und das serverlose Computing hängen davon ab.

Wir haben jetzt schnellere CPUs und GPUs, die massenhaft Bandbreite verdauen können. Um diese Maschinen mit Daten zu versorgen, ist jede mögliche Aufrüstung notwendig. Cloud Computing wird in großem Umfang integriert. OSFP- und QSFP-DD-Optiken werden sowohl von 200G- als auch von 400 G-Ethernet unterstützt. Sie bieten eine überzeugendere Datenübertragung über das Gigabit-Internet der aktuellen Generation. Switches für 400G haben den Stromverbrauch im bestehenden Glasfasernetz um das Zweifache reduziert. Es gibt neue Softwareprodukte, die mit neuer Technologie kamen, z.B.: EOS, und sie sind dafür bekannt, das Preis-Leistungs-Verhältnis in Rechenzentren deutlich zu senken.

Entscheidung für 400G statt 200G?

400G bietet eine doppelt so hohe Bandbreite wie 200G. Was den Transceiver-Teil betrifft, so werden für 200G weiterhin QSFP-DD und CFP2 verwendet. 400G wird die optischen Transceiver QSFP-DD und OSFP verwenden, um in der Denkweise von Übertragungen von 800G oder mehr zu arbeiten. 400G kann über die dreifache Länge der Wellenlänge von 200G übertragen. So kann das U-Bahnnetz richtig und ausreichend genutzt werden. 400G unterstützt mehr Transceiver, und sein Markt wächst für die Netzbetreiber. SR4- und FR4-Transceiver werden durch das 200G-Paket angeboten. Während 400G SR8, SR4.2, DR4, FR4 und ZR für mehrere Wellenlängen anbietet. Die DCN-Infrastruktur hat also eine Vielzahl von Bereichen implementiert, um mit IoT einwandfrei arbeiten zu können.

Gemäß dem IEEE 802.3bs-Standard hat 400G LR4 eine elektrische Portrate von 8x56 GE und eine optische Portrate von 4x100 GE für eine Entfernung von 10 km. Dasselbe gilt für den 100G Lambda MSA-Standard, jedoch für sechs km. Achtzig km Entfernung für 400G wurden von der OIF mit 400G ZR genormt. Er hat 8x56 GE, genau wie Lambda MSA, aber für den optischen Port wurde DP-16QAM verwendet. Zwei-km-400-GE-Szenario, das sowohl von IEEE 802.3bs als auch von 100-G-Lambda-MSA als FR4 und FR8 mit einer unterschiedlichen Rate an elektrischen und optischen Anschlüssen standardisiert wurde. Ein 100 km IEEE 802.3cm oder 400G SR4.2 hat eine optische Portrate von 8x50 GE.

Kosten-Übersicht

100G Ethernet ersetzte 25G ziemlich schneller als erwartet. Ähnliches geschieht mit 200GE und 400GE. Für Großunternehmen, die in großem Maßstab operieren, ist die Kostenrechnung von großer Bedeutung. Die Bandbreite verdoppelt sich bei gleichen Stromverbrauchseigenschaften. 200GE verwendet ein optisches PAM4-Modul, und bei 400GE ist es dasselbe. Aber die Implementierung ist höher, da 200G nur 4x50G ist, aber 400G ist 4x100G mit 'C' als dem hohen Design und der kostengünstigen Methode. Auch das Design und die Architekturmodule bleiben gleich. Überlegene Dichte und effektivere Netzwerklösungen mit modernen Architekturen sind bereits implementiert, was zu einer schnelleren Umwandlung mit geringen Kosten führt.

Schlussfolgerung

Eine hochskalierende Netzwerklösung ist eine Notwendigkeit. 400G oder 200G haben ihren Anteil an den Vorteilen. Obwohl die Anforderungen die gleichen sind, ist 400G immer noch die beste Lösung. Für die Erweiterung des Netzwerks mit dem massiven IoT können wir davon so schnell profitieren, wie es eingesetzt wird. Der Bedarf an Daten ist eine der Hauptanforderungen in der heutigen Welt der Gigabit-Netzwerke. Wir hoffen auf mehr als 400 GE-Architekturen als 200G. Die Ethernet Alliance standardisiert auch mit den kommenden 400G- und 200G-Netzwerklösungen für die Zukunft.