Wie ermöglichen Transceiver Data Center Interconnect?

Was ist Data Center Interconnect?

Wie aus dem Begriff hervorgeht, bezieht sich DCI auf die Netzwerkverbindung von zwei oder mehr Rechenzentren. Es gibt jedoch verschiedene Arten dieser Verbindung. Je nach Entfernung und Übertragungskapazität kann der Techniker eine Vielzahl verschiedener Technologien für die Zusammenschaltung verwenden, was ein weit gefasstes Konzept ist. DCI kann aus der optischen Schicht aufgebaut werden, unter Verwendung von Switches und Routern. DCI bezieht sich im Allgemeinen auf die Verbindung verschiedener Rechenzentren von Betreibern oder auf die Verbindung von Rechenzentren auf Unternehmensebene. Im Jahr 2022 wird die Nachfrage nach Cloud-Diensten explodieren, und die Kapazität sowie die Kosten der Rechenzentrumsverbindung werden zu mehreren entscheidenden Punkten. Optische Module spielen in Rechenzentren eine verbindende Rolle, und wir werden sie im Detail vorstellen.

DCI-Rechenzentrums-Essentials

Entfernung 

Die Entfernung der DCI-Anwendung hängt von der Dispersion des jeweiligen Rechenzentrums ab. Wenn sie sich in derselben Stadt befinden, reicht oft eine Verbindung von mehreren Dutzend Kilometern aus, um sie miteinander zu verbinden. Wenn sie sich in zwei Ländern oder sogar auf zwei Kontinentalplatten befinden, bedeutet dies eine Entfernung von Hunderttausenden von Kilometern. Der Entfernungsfaktor beeinflusst die Wahl des DCI-Schemas erheblich. Für Metropolitan-Area-Network-Verbindungen innerhalb von 80km ist es manchmal nicht notwendig, eine kostenintensive kohärente optische Modullösung zu wählen, und die herkömmliche 100G DWDM optische Modullösung kann die Leistungsanforderungen erfüllen.

Kapazität

In den letzten Jahren sind die Bandbreitenanforderungen sprunghaft angestiegen, und Unternehmensrouter wurden von 100Gb auf 200Gb oder sogar 400Gb aufgerüstet. Kohärente optische Module sind möglicherweise die einzige Option, um solch hohe Bandbreitenanforderungen zu erfüllen. Es kann eine Rate von 800Gpbs auf einer einzigen Wellenlänge erreichen und das verfügbare Spektrum vom C-Band auf das L-Band erweitern. Dadurch können mehr Wellenlängen genutzt werden, was die Kapazität des DCI erhöht. Allerdings steigen dadurch auch die Kosten erheblich.

Kosten

Um die Effizienz zu verbessern, müssen Datenflüsse in Rechenzentren so kosteneffizient wie möglich transportiert werden, daher ist die Senkung der Kosten pro Gbps bei Verbindungen ein zentrales Thema. Bei den Baukosten des Rechenzentrums sind die Beschaffungskosten des optischen Moduls der entscheidende Punkt. Optische Module sind in jeder Schicht der Rechenzentrums-Hardware beteiligt, vom SFP+ DAC ganz unten bis zum 400G QSFP-DD ganz oben. Um die Kosten für optische Module zu senken und gleichzeitig ausreichende Kapazität bereitzustellen, sollten Sie versuchen, hochwertige und preisgünstige Marken zu wählen, wie etwa Drittanbieter von optischen Modulen. Dadurch werden die Kosten für den Kauf optischer Module um mehr als 60 % reduziert.

Rolle von Optic Transceiver-Modulen in Rechenzentrum-Layout 

Optische Module werden innerhalb und zwischen Rechenzentren eingesetzt. Optische Transceiver werden in Rechenzentren verwendet, um optische oder elektrische Signale zu senden und zu empfangen.

Für das Innere des Rechenzentrums werden in der gängigen Leaf-Spine-Architektur des Rechenzentrums häufig 50G/40G-Optikmodule als Brücke von den Geräten der Zugriffsschicht zu den Geräten der Aggregationsschicht verwendet, und 100G/200G-Optikmodule werden häufig von der Aggregationsschicht zur Kernschicht verwendet. Je näher an der Spitze der Architektur, desto größer ist die Datenübertragungskapazität.

Für die Verbindung kleiner Rechenzentren über mittlere und kurze Entfernungen sind die Kosten für die Anmietung von Glasfaserkabeln niedrig und die Übertragungskapazität ist nicht sehr groß. Wir können 100G LR/ER-Module oder 400G-LR8 QSFP-DD-Module einsetzen.

IBei der Langstreckenübertragung mit großer Kapazität erfolgt die Verbindung zwischen Rechenzentren häufig über DCI-Geräte auf Basis des DWDM-Systems. Diese Art von Gerät kann OEO-Funktionen und Port-Aggregationsfunktionen bereitstellen, und mehrere 10G/40G/100 GbE-Client-Ports können auf kohärente optische DWDM-Wellenlängenmodule mit 200G, 400G und sogar 800G abgebildet werden. Die Merkmale des kohärenten optischen Moduls sind, dass die Dispersionstoleranz extrem hoch ist, bei Übertragungen innerhalb von 2000KM das Dispersionsproblem nicht berücksichtigt werden muss und das Band abstimmbar ist; mit EDFA können problemlos Hunderte von Kilometern übertragen werden, was sich sehr gut für Anwendungen in Metropolitan Area Networks eignet.

Je höher die Übertragungsrate, desto größer die Entfernung und desto höher die Kosten für optische Module. Um die Kosten zu senken, sollten wir daher das optische Modul entsprechend den Anforderungen wie Datenrate oder Entfernung auswählen, da die Kosten andernfalls erheblich steigen.

Entwicklung optischer Module in interlink Rechenzentrum 

Vor 2014 wurde das SFP-1G häufig von der Zugriffsschicht zur Aggregationsschicht innerhalb des Rechenzentrums verwendet, während SFP+ 10G von der Aggregationsschicht zur Kernschicht eingesetzt wurde und die Verbindung zwischen Rechenzentren im Allgemeinen QSFP 40G/100G-Module für die Übertragung nutzte. Nach 2014 nahm die Datenübertragung drastisch zu, und die Übertragungsrate von Unternehmensservern stieg auf SFP 10Gb/25Gb; QSFP+ 40Gbps/QSFP28 100Gpbs wurde für die Übertragung von der Aggregationsschicht zur Kernschicht verwendet. Im Jahr 2016 wurde das kohärente Modul veröffentlicht, und 200G CFP2 kohärente Module verbanden die großen Rechenzentren; das DWDM-System kann eine Übertragungskapazität im Tbps-Bereich erreichen. Heute verwenden die meisten Switches der Kernschicht optische 100G-Module, wie QSFP28-SR4 oder QSFP28-LR4. Es gibt zwei Übertragungslösungen zwischen großen Rechenzentren: Die eine ist die bekannte kohärente 100G/200G/400G-Lösung, und die andere ist die 100G PAM4-Lösung. Die QSFP28 100G PAM4-Lösung kann eine Übertragungskapazität von 4TB auf einer Einzelfaserverbindung erreichen, und die Übertragungsdistanz liegt innerhalb von 80km. Dies erfüllt auch die Interkonnektionsanforderungen der meisten Rechenzentren. Gleichzeitig sind die Kosten von PAM4 deutlich niedriger als die von kohärenten Modulen, und diese Lösung ist in Europa sehr beliebt.

Zusammenfassung

Sie können alle oben genannten optischen Module für die Rechenzentrumsverbindung bei QSFPTEK.com erhalten. QSFPTEK ist ein traditionsreicher Hersteller optischer Module; wir vertreiben keine Transceiver, sondern konzentrieren uns auf die Herstellung und den Verkauf optischer Module. Diese Transceiver-Module sind zu erstaunlichen Preisen erhältlich. Wenn Sie neugierig sind, wie sich der Preis von QSFPTEK’s im Vergleich zu anderen Drittanbieter-Modulen unterscheidet, können Sie diesen Artikel lesen: Vergleich der Preise für SFP-Module der Top 5 SFP-Hersteller 2022

Außerdem kann sich jeder den Produktionsprozess unserer Module auf Youtube ansehen: Vor Ort im QT Lab | QSFPTEK