I ricetrasmettitori ottici sono adatti alle reti in fibra

 

I data center consumano larghezza di banda. Voglio dire che letteralmente - osserva il traffico di rete di qualsiasi struttura per una settimana e vedrai perché otticoricetrasmettitoriè diventata la soluzione predefinita al posto del rame. La conversione del segnale elettrico avviene all'interno di questi piccoli moduli, trasformando i bit in impulsi luminosi che attraversano le fibre di vetro a velocità che il rame non potrebbe mai raggiungere.

La maggior parte dei team di rete non dedica abbastanza tempo a pensare alla selezione della lunghezza d'onda. Grande errore.

 

Il multimodale è ancora più economico (e questo conta)

 

 

La lunghezza d'onda di 850 nm funziona con fibra multimodale. Lo vedi ovunque nei data center perché il costo del ricetrasmettitore rimane basso e per brevi distanze tra rack fa bene il suo lavoro. Un modulo da 100G con 850 nm ti offre circa 100 metri di portata, a volte un po' di più a seconda della qualità della fibra. Non eccezionale sulla carta, ma in un tipico data center con layout corridoio caldo/corridoio freddo è sufficiente.

Gli aspetti economici diventano interessanti quando si aumenta la portata. La fibra monomodale- con lunghezza d'onda di 1310 nm si spinge fino a 40 chilometri - in base alle specifiche del produttore di walsun.com e altri. Ma ecco ciò che le schede tecniche non enfatizzano: la perdita di fibra a 850 nm è di circa 2,5 dB/km mentre a 1310 nm perde solo 0,4 dB/km secondo gli standard ITU-T (bjrofoc.com lo documenta). Quindi sì, per le reti dei campus o per qualsiasi cosa che attraversa le strade è necessaria la modalità-singola. Non c'è modo di aggirarlo.

 

Cisco e Finisar praticamente possiedono ora questo spazio

 

La concentrazione del mercato mi ha sorpreso quando ho visto i numeri. Secondo una ricerca gminsights.com, al 2023 - Cisco Systems e Finisar Corporation controllano oltre il 20% delle vendite globali di ricetrasmettitori ottici. Il 20% non sembra una cifra enorme finché non si ricorda quanto fosse frammentato questo settore. L'acquisizione di Acacia da parte di Cisco nel 2021 ha fornito loro una tecnologia ottica coerente, il che spiega la loro spinta aggressiva verso i moduli 400G ZR e 800G per applicazioni a lungo-raggio.

Anche Broadcom sta facendo previsioni audaci. Dicono che saranno 800 gigabit al secondo entro il 2025, poi 1,6 terabit al secondo nel 2026 (emergenresearch.com ha coperto i loro annunci). Quelle velocità sembrano ambiziose. Vedremo se il silicio e l'ottica riusciranno effettivamente a fornire ottimi risultati.

Derivati ​​SFP ovunque guardi

I moduli pluggable-di piccole dimensioni hanno preso il sopravvento perché è possibile-scambiarli a caldo senza spegnere l'apparecchiatura. SFP, SFP+, QSFP... i nomi sono diventati confusi ma il concetto è semplice. Inserire quante più interfacce ottiche possibile in una scheda di linea. QSFP28 racchiude 100G in qualcosa di più piccolo del tuo pollice.

QSFP-DD utilizza 8 corsie elettriche invece di 4, raddoppiando la densità. Stesso ingombro di base, throughput 400G. La fisica rende complicato - mantenere l'integrità del segnale su quelle corsie ad alta velocità gestendo al contempo il calore in un pacchetto così piccolo. Ma funziona.

CFP2 è ancora presente in alcune implementazioni coerenti, sono grossi rispetto alle varianti QSFP. Quando si utilizzano 200G+ per centinaia di chilometri, però, lo spazio extra per chip DSP e gestione termica migliori ripaga.

L’IoT ha cambiato i conti

29,3 miliardi di connessioni IoT a livello globale entro il 2023 secondo il monitoraggio di Cisco (credenceresearch.com riporta la ripartizione). Non è una previsione, è già successo. Ogni sensore intelligente, automobile connessa, controller industriale genera flussi di dati che immettono nelle reti da qualche parte. La soluzione di edge computing per gestire tutto questo crea domanda di ricetrasmettitori 25G e 100G convenienti-perché se ne stanno distribuendo migliaia per sito.

 

 

I fornitori tradizionali di apparecchiature per le telecomunicazioni continuavano a cercare di vendere moduli costosi, di livello carrier-progettati per una durata di vita di 25-anni. Agli operatori edge questo non interessa: vogliono un'affidabilità sufficientemente buona a basso costo. Priorità diverse.

 

L'assorbimento di potenza aumenta rapidamente

 

I moduli 400G QSFP-DD assorbono 12-14 watt ciascuno. Non sembra molto. Moltiplicandolo per 256 porte in uno chassis, all'improvviso avrai a che fare con 3+ kilowatt solo per l'ottica, senza contare l'alimentazione ASIC dello switch o il sovraccarico di raffreddamento. Gli operatori dei data center monitorano ossessivamente il consumo energetico per rack perché l'elettricità costa denaro e il riscaldamento richiede costose infrastrutture di raffreddamento.

I valori di temperatura contano più di quanto suggeriscano le schede tecniche. Un modulo con temperatura nominale di 0-70 gradi funziona perfettamente nelle sale server climatizzate. Attaccalo in un armadio esterno o in un ambiente di fabbrica e guardalo guastarsi quando la temperatura ambiente aumenta. Esistono ricetrasmettitori con intervallo di temperatura esteso, ma costano di più e i fornitori non sempre li immagazzinano.

 

Dove gli standard si scontrano

 

IEEE gestisce le specifiche Ethernet. L'OIF scrive accordi di attuazione. Più MSA definiscono i fattori di forma. L'ITU-T pubblica raccomandazioni per le telecomunicazioni. Queste organizzazioni non sempre si coordinano bene e talvolta le specifiche si contraddicono a vicenda in modo sottile.

Ho eseguito il debug dei problemi di interoperabilità in cui due moduli "conformi agli standard-" di fornitori diversi non si collegavano correttamente. Il problema era riconducibile ai margini temporali - entrambi i moduli funzionavano entro le specifiche ma agli estremi opposti della finestra di tolleranza. Finisci per aver bisogno di matrici di compatibilità dei fornitori anche se tutto è presumibilmente standardizzato. Frustrante ma è la realtà.

Gli hyperscaler hanno rivoluzionato il settore

 

 

Amazon, Google, Microsoft e Meta distribuiscono ricetrasmettitori su scale che fanno sembrare piccole le società di telecomunicazioni tradizionali. Costruire centinaia di data center a livello globale significa approcci di approvvigionamento diversi - rapporti diretti con i produttori, specifiche personalizzate, disponibilità a utilizzare componenti sufficientemente buoni anziché sovra-ingegnerizzati per la massima affidabilità. Ciò ha cambiato radicalmente le priorità di progettazione dei produttori. Il costo inferiore per bit è diventato più importante dei numeri MTBF a 25 anni.

Lo si può vedere dalla velocità con cui i moduli 400G hanno raggiunto il volume di mercato rispetto ai precedenti salti di velocità. Gli hyperscaler ne avevano bisogno, disponevano di una scala di implementazione tale da finanziare lo sviluppo e non erano interessati ad attendere i tradizionali cicli di approvazione delle telecomunicazioni.

Il prossimo passo potrebbe essere l'ottica co-confezionata. Invece di moduli collegabili, integreresti i componenti ottici direttamente con gli ASIC di commutazione, riducendo le perdite del percorso elettrico. Ma perdi la capacità di hot{3}swap, il che sembra rischioso. Intel sta spingendo al massimo la fotonica del silicio, così come diversi produttori cinesi. La promessa è di ridurre consumi e costi installando tutto su substrati di silicio invece che su esotici semiconduttori III-V. Sto ancora aspettando di vedere se sarà disponibile su scala di produzione.

Il mercato dei ricetrasmettitori ottici ha raggiunto i 10 miliardi di dollari nel 2023 a livello globale e la crescita non sta rallentando. Più data center, più endpoint IoT, cluster di formazione AI che necessitano di una larghezza di banda folle... la domanda continua a crescere. Se avremo effettivamente bisogno presto delle velocità di 800G e 1.6T o se si tratta solo di venditori che vogliono vendere nuove attrezzature costose, immagino che lo scopriremo.