Como os transceptores viabilizam a interconexão de data centers?

O que é interconexão de data centers?

Como pode ser visto pelo termo, DCI refere-se à conexão de rede de dois ou mais data centers. No entanto, há várias formas de estabelecer essa conexão. Dependendo da distância e da capacidade de transmissão, o engenheiro pode usar uma variedade de tecnologias diferentes para interconexão, que é um conceito amplo. DCI pode ser construída a partir da camada óptica, usando switches e roteadores. DCI geralmente se refere à interconexão de diferentes data centers de operadoras ou à interconexão de data centers de nível empresarial. Em 2022, a demanda por serviços em nuvem explodirá, e a capacidade e o custo da interconexão de data centers se tornarão vários pontos-chave. Os módulos ópticos desempenham um papel de ligação nos data centers, e nós os apresentaremos em detalhes.

Elementos essenciais de data center DCI

Distância 

A distância da aplicação DCI depende da dispersão de cada data center. Quando eles estão na mesma cidade, um link de dezenas de quilômetros geralmente é suficiente para interconectá-los. Se estiverem em dois países, ou até mesmo em duas placas continentais, isso significa uma distância de centenas de milhares de quilômetros. O fator distância afeta muito a escolha do esquema DCI. Para links de rede de área metropolitana dentro de 80km, às vezes não há necessidade de escolher uma solução de módulo óptico coerente de alto custo, e a solução convencional de módulo óptico 100G DWDM pode atender aos requisitos de desempenho.

Capacidade

Nos últimos anos, os requisitos de largura de banda explodiram, e os roteadores empresariais foram atualizados de 100Gb para 200Gb ou até 400Gb. Módulos ópticos coerentes podem ser a única opção para atender a requisitos tão altos de largura de banda. Eles podem atingir uma taxa de 800Gpbs em um único comprimento de onda e expandir o espectro disponível da banda C para a banda L. Isso permite a utilização de mais comprimentos de onda, aumentando a capacidade do DCI. Mas o custo também aumenta muito.

Custo

Para melhorar a eficiência, os fluxos de dados em data centers devem ser transportados da forma mais econômica possível; portanto, reduzir o custo por Gbps das interconexões é uma questão central. No custo de construção do data center, o custo de aquisição do módulo óptico é o ponto-chave. Os módulos ópticos estão envolvidos em qualquer camada do hardware do data center, desde o SFP+ DAC na parte inferior até o 400G QSFP-DD na parte superior. Para reduzir o custo dos módulos ópticos e, ao mesmo tempo, fornecer capacidade suficiente, você deve tentar escolher marcas de alta qualidade e econômicas, como fornecedores terceirizados de módulos ópticos. Isso reduzirá o custo de aquisição de módulos ópticos em mais de 60%.

Função dos módulos transceptores ópticos em Layout do data center 

Módulos ópticos são usados dentro e entre data centers. Transceptores ópticos são usados em data centers para transmitir e receber sinais ópticos ou elétricos.

Para o interior do data center, na arquitetura leaf-spine comum do data center, os módulos ópticos 50G/40G são frequentemente usados como uma ponte entre os equipamentos da camada de acesso e os equipamentos da camada de agregação, e os módulos ópticos 100G/200G são frequentemente usados da camada de agregação para a camada de núcleo. Quanto mais próximo do topo da arquitetura, maior a capacidade de transferência de dados.

Para a interconexão de pequenos data centers em distâncias médias e curtas, o custo de aluguel de cabos ópticos é baixo e a capacidade de transmissão não é muito grande. Podemos aplicar módulos 100G LR/ER ou módulos 400G-LR8 QSFP-DD.

INa transmissão de longa distância e grande capacidade, a conexão entre data centers geralmente adota equipamentos DCI baseados no sistema DWDM. Esse tipo de dispositivo pode fornecer função OEO e função de agregação de portas, e várias portas de cliente 10G/40G/100 GbE podem ser mapeadas para módulos ópticos coerentes de comprimento de onda DWDM com 200G, 400G e até 800G. As características do módulo óptico coerente são que a tolerância à dispersão é extremamente alta, a transmissão dentro de 2000KM não precisa considerar o problema de dispersão, e a banda é sintonizável, podendo transmitir facilmente por centenas de quilômetros com EDFA, o que é muito adequado para aplicações de rede metropolitana.

Quanto maior a taxa de transmissão, maior a distância e maior o custo dos módulos ópticos. Portanto, para reduzir o custo, devemos selecionar o módulo óptico de acordo com as necessidades, como taxa de dados ou distância; caso contrário, o custo aumentará significativamente.

Desenvolvimento de módulos ópticos em interlink Data Center 

Antes de 2014, o SFP-1G era frequentemente usado da camada de acesso à camada de agregação dentro do data center, enquanto o SFP+ 10G era usado da camada de agregação à camada central, e a conexão entre data centers geralmente usava módulos QSFP 40G/100G para transmissão. Depois de 2014, a transmissão de dados aumentou drasticamente, e a taxa de transmissão dos servidores empresariais aumentou para SFP 10Gb/25Gb, e QSFP+ 40Gbps/QSFP28 100Gpbs foi usado para transmissão da camada de agregação à camada central. Em 2016, o módulo coerente foi lançado, e módulos coerentes 200G CFP2 interligaram os grandes data centers, e o sistema DWDM pode atingir capacidade de transmissão em nível de Tbps. Hoje, a maioria dos switches da camada central usa módulos ópticos 100G, como QSFP28-SR4 ou QSFP28-LR4. Há duas soluções de transmissão entre grandes data centers: uma é a conhecida solução coerente 100G/200G/400G, e a outra é a solução 100G PAM4. A solução QSFP28 100G PAM4 pode atingir uma capacidade de transmissão de 4TB em um enlace de fibra única, e a distância de transmissão fica dentro de 80km. Isso também atende às necessidades de interconexão da maioria dos data centers. Ao mesmo tempo, o custo do PAM4 é muito menor do que o dos módulos coerentes, e essa solução é muito popular na Europa.

Resumo

Você pode obter todos os módulos ópticos acima para interconexão de data centers em QSFPTEK.com. A QSFPTEK é uma fabricante tradicional de módulos ópticos; não distribuímos transceptores, mas nos concentramos em produzir e vender módulos ópticos. Esses módulos transceptores estão a preços surpreendentes. Se você tem curiosidade sobre como o preço da QSFPTEK é diferente em comparação com outros módulos de terceiros, pode ler este artigo: Comparação de preços de módulos SFP pelos 5 principais fabricantes de SFP em 2022

Além disso, todos podem assistir ao processo de produção dos nossos módulos no Youtube: No Local do QT Lab | QSFPTEK