トランシーバーはどのようにデータセンター間接続を実現するのか？
著者 Yana
日付 03/21/2022
データセンター相互接続とは？
この言葉から分かるように、DCIとは2つ以上のデータセンターをネットワークで接続することを指します。ただし、この接続にはさまざまな方法があります。 距離と伝送容量に応じて、エンジニアは相互接続にさまざまな異なる技術を使用できます、これは広範な概念です。DCIは、スイッチやルーターを使用して光レイヤーから構築できます。DCIは一般に、通信事業者の異なるデータセンター間の相互接続、またはエンタープライズレベルのデータセンター間の相互接続を指します。2022年には、クラウドサービスの需要が爆発的に増加し、データセンター相互接続の容量とコストが重要なポイントになります。光モジュールはデータセンターを接続する役割を果たしており、ここではそれらについて詳しく紹介します。
DCI データセンターの必需品
距離
DCIアプリケーションの距離は、各データセンターの分散によって異なります。同じ都市内にある場合、多くの場合、数十キロメートルのリンクで相互接続するのに十分です。2つの国、さらには2つの大陸プレートにまたがる場合、距離は数十万キロメートルに及ぶことを意味します。距離という要因は、DCI方式の選択に大きく影響します。80km以内のメトロポリタンエリアネットワークリンクでは、高価なコヒーレント光モジュールソリューションを選択する必要がない場合もあり、従来の100G DWDM光モジュールソリューションで性能要件を満たすことができます。
容量
近年、帯域幅の要件が急増し、企業向けルーターは100Gbから200Gb、さらには400Gbへとアップグレードされています。このような高帯域幅の要件を満たすには、コヒーレント光モジュールが唯一の選択肢となる可能性があります。単一波長で800Gpbsの速度を実現し、利用可能なスペクトルをC-bandからL-bandまで拡張できます。これにより、より多くの波長を利用できるようになり、DCIの容量が増加します。ただし、コストも大幅に増加します。
コスト
効率を向上させるには、データセンター内のデータフローを可能な限りコスト効率よく伝送する必要があるため、相互接続のGbps当たりのコスト削減が中心的な課題となります。データセンターの建設コストにおいて、光モジュールの調達コストが重要なポイントです。光モジュールは、下位のSFP+ DACから上位の400G QSFP-DDまで、データセンターハードウェアのあらゆるレイヤーで使用されています。十分な容量を確保しながら光モジュールのコストを削減するには、サードパーティーの光モジュールサプライヤーなど、高品質で安価なブランドを選ぶようにしてください。これにより、光モジュールの購入コストを60%以上削減できます。
光トランシーバモジュールの役割 データセンターのレイアウト
光モジュールは、データセンター内およびデータセンター間で使用されます。光トランシーバーは、データセンターで光信号または電気信号を送受信するために使用されます。
データセンター内部では、一般的なリーフ・スパインアーキテクチャにおいて、アクセス層の機器からアグリゲーション層の機器への接続に50G/40G光モジュールがよく使用され、アグリゲーション層からコア層への接続には100G/200G光モジュールがよく使用されます。アーキテクチャの上位層に近づくほど、データ転送容量は大きくなります。
中・短距離にある小規模データセンター間の相互接続では、光ケーブルのレンタル費用が安価で、伝送容量もそれほど大きくありません。100G LR/ERモジュールまたは400G-LR8 QSFP-DDモジュールを適用できます。
私長距離・大容量伝送では、データセンター間の接続にDWDMシステムをベースとしたDCI機器がよく採用されます。この種のデバイスはOEO機能とポート集約機能を提供でき、複数の10G/40G/100 GbEクライアントポートを、200G、400G、さらには800GのDWDM波長コヒーレント光モジュールにマッピングできます。コヒーレント光モジュールの特長は、分散耐性が極めて高く、2000KM以内の伝送では分散の問題を考慮する必要がないこと、帯域を調整できること、さらにEDFAを使用して数百キロメートルを容易に伝送できることであり、メトロポリタンエリアネットワーク用途に非常に適しています。
伝送速度が高く、伝送距離が長いほど、光モジュールのコストは高くなります。したがって、コストを抑えるには、データレートや伝送距離などのニーズに応じて光モジュールを選択する必要があります。そうしないと、コストが大幅に増加します。
における光モジュールの発展 interlinkデータセンター
2014年以前、データセンター内ではアクセス層からアグリゲーション層までSFP-1Gがよく使用され、アグリゲーション層からコア層まではSFP+ 10Gが使用されていました。また、データセンター間の接続では通常、伝送にQSFP 40G/100Gモジュールが使用されていました。2014年以降、データ伝送量が劇的に増加し、企業サーバーの伝送速度はSFP 10Gb/25Gbに向上し、アグリゲーション層からコア層までの伝送にはQSFP+ 40Gbps/QSFP28 100Gpbsが使用されるようになりました。2016年にはコヒーレントモジュールがリリースされ、200G CFP2コヒーレントモジュールが大規模データセンター間を接続し、DWDMシステムはTbpsレベルの伝送容量を実現できるようになりました。現在、コア層スイッチのほとんどは、QSFP28-SR4やQSFP28-LR4などの100G光モジュールを使用しています。大規模データセンター間の伝送ソリューションには2種類あり、1つは広く知られている100G/200G/400Gコヒーレントソリューション、もう1つは100G PAM4ソリューションです。QSFP28 100G PAM4ソリューションは、単一ファイバーリンク上で4TBの伝送容量を実現でき、伝送距離は80km以内です。これは、ほとんどのデータセンターの相互接続ニーズも満たします。同時に、PAM4のコストはコヒーレントモジュールよりもはるかに低く、このソリューションはヨーロッパで非常に普及しています。
概要
データセンター相互接続用の上記すべての光モジュールは、QSFPTEK.comで入手できます。QSFPTEKは長い歴史を持つ光モジュールメーカーであり、トランシーバーの流通は行わず、光モジュールの製造と販売に注力しています。これらのトランシーバーモジュールは驚きの価格で提供されています。QSFPTEK’sの価格が他のサードパーティ製モジュールと比べてどのように異なるのか気になる場合は、こちらの記事をご覧ください： SFPメーカー上位5社による2022年のSFPモジュール価格比較
さらに、どなたでも当社モジュールの製造工程をYoutubeでご覧いただけます: QT Labの現場から | QSFPTEK
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