Comment les émetteurs-récepteurs permettent-ils l’interconnexion des centres de données ?

Qu’est-ce que l’interconnexion de centres de données ?

Comme le terme l’indique, DCI désigne la connexion réseau de deux centres de données ou plus. Cependant, il existe différentes façons d’établir cette connexion. Selon la distance et la capacité de transmission, l’ingénieur peut utiliser diverses technologies différentes pour l’interconnexion, qui est un concept large. La DCI peut être construite à partir de la couche optique, à l’aide de commutateurs et de routeurs. La DCI désigne généralement l’interconnexion de différents centres de données d’opérateurs, ou l’interconnexion de centres de données de niveau entreprise. En 2022, la demande de services cloud explosera, et la capacité ainsi que le coût de l’interconnexion des centres de données deviendront plusieurs points clés. Les modules optiques jouent un rôle de liaison dans les centres de données, et nous les présenterons en détail.

Essentiels DCI pour centres de données

Distance 

La distance de l’application DCI dépend de la dispersion de chaque centre de données. Lorsqu’ils se trouvent dans la même ville, une liaison de quelques dizaines de kilomètres suffit souvent à les interconnecter. Si vous êtes dans deux pays, voire sur deux plaques continentales, cela signifie une distance de plusieurs centaines ou milliers de kilomètres. Le facteur de distance influe fortement sur le choix du schéma DCI. Pour les liaisons de réseaux métropolitains dans un rayon de 80km, il n’est parfois pas nécessaire de choisir une solution coûteuse de module optique cohérent, et la solution conventionnelle de module optique DWDM 100G peut répondre aux exigences de performance.

Capacité

Ces dernières années, les besoins en bande passante ont explosé, et les routeurs d’entreprise sont passés de 100Gb à 200Gb, voire 400Gb. Les modules optiques cohérents peuvent être la seule option pour répondre à des besoins de bande passante aussi élevés. Ils peuvent atteindre un débit de 800Gpbs sur une seule longueur d’onde et étendre le spectre disponible de la bande C à la bande L. Cela permet d’utiliser davantage de longueurs d’onde, augmentant ainsi la capacité du DCI. Mais le coût augmente également considérablement.

Coût

Pour améliorer l’efficacité, les flux de données dans les centres de données doivent être transportés de la manière la plus rentable possible ; réduire le coût par Gbps des interconnexions est donc un enjeu central. Dans le coût de construction du centre de données, le coût d’achat du module optique est le point clé. Les modules optiques interviennent à toutes les couches du matériel d’un centre de données, du SFP+ DAC en bas au 400G QSFP-DD en haut. Afin de réduire le coût des modules optiques tout en fournissant une capacité suffisante, vous devriez essayer de choisir des marques de haute qualité et peu coûteuses, telles que des fournisseurs tiers de modules optiques. Cela réduira de plus de 60 % le coût d’achat des modules optiques.

Rôle des modules transceivers optiques dans Agencement du Data Center 

Les modules optiques sont utilisés au sein des centres de données et entre eux. Les émetteurs-récepteurs optiques sont utilisés dans les centres de données pour transmettre et recevoir des signaux optiques ou électriques.

À l’intérieur du centre de données, dans l’architecture leaf-spine courante des centres de données, les modules optiques 50G/40G sont souvent utilisés comme passerelle entre les équipements de la couche d’accès et ceux de la couche d’agrégation, et les modules optiques 100G/200G sont souvent utilisés de la couche d’agrégation à la couche cœur. Plus on se rapproche du sommet de l’architecture, plus la capacité de transfert de données est importante.

Pour l’interconnexion de petits centres de données sur des distances moyennes et courtes, le coût de location des câbles optiques est peu élevé et la capacité de transmission n’est pas très importante. Nous pouvons utiliser des modules 100G LR/ER ou des modules 400G-LR8 QSFP-DD.

JeDans la transmission longue distance à grande capacité, la connexion entre les centres de données adopte souvent des équipements DCI basés sur le système DWDM. Ce type d’appareil peut fournir une fonction OEO et une fonction d’agrégation de ports, et plusieurs ports clients 10G/40G/100 GbE peuvent être mappés vers des modules optiques cohérents à longueur d’onde DWDM de 200G, 400G et même 800G. Les caractéristiques du module optique cohérent sont que la tolérance à la dispersion est extrêmement élevée, que la transmission sur moins de 2000KM ne nécessite pas de tenir compte du problème de dispersion, et que la bande est accordable; il peut facilement transmettre sur des centaines de kilomètres avec EDFA, ce qui convient très bien aux applications de réseaux métropolitains.

Plus le débit de transmission est élevé, plus la distance est longue et plus le coût des modules optiques est élevé. Par conséquent, pour réduire le coût, nous devons sélectionner le module optique en fonction des besoins tels que le débit de données ou la distance ; sinon, le coût augmentera considérablement.

Développement des modules optiques dans interlink Data Center 

Avant 2014, le SFP-1G était souvent utilisé de la couche d’accès à la couche d’agrégation au sein du centre de données, tandis que le SFP+ 10G était utilisé de la couche d’agrégation à la couche cœur, et la connexion entre centres de données utilisait généralement des modules QSFP 40G/100G pour la transmission. Après 2014, la transmission de données a considérablement augmenté, et le débit de transmission des serveurs d’entreprise est passé à SFP 10Gb/25Gb, tandis que QSFP+ 40Gbps/QSFP28 100Gpbs était utilisé pour la transmission de la couche d’agrégation à la couche cœur. En 2016, le module cohérent a été lancé, et les modules cohérents 200G CFP2 reliaient les grands centres de données, tandis que le système DWDM peut atteindre une capacité de transmission de niveau Tbps. Aujourd’hui, la plupart des commutateurs de couche cœur utilisent des modules optiques 100G, tels que QSFP28-SR4 ou QSFP28-LR4. Il existe deux solutions de transmission entre grands centres de données : l’une est la solution cohérente bien connue 100G/200G/400G, et l’autre est la solution 100G PAM4. La solution QSFP28 100G PAM4 peut atteindre une capacité de transmission de 4TB sur une liaison monofibre, et la distance de transmission est inférieure à 80km. Cela répond également aux besoins d’interconnexion de la plupart des centres de données. Dans le même temps, le coût de PAM4 est beaucoup plus faible que celui des modules cohérents, et cette solution est très populaire en Europe.

Résumé

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En outre, tout le monde peut regarder le processus de production de nos modules sur Youtube : Sur la scène de QT Lab | QSFPTEK