Как трансиверы обеспечивают межсоединение центров обработки данных?

Что такое соединение центров обработки данных?

Как следует из самого термина, DCI означает сетевое соединение двух или более центров обработки данных. Однако существует несколько способов организации такого соединения. В зависимости от расстояния и пропускной способности инженер может использовать различные технологии для объединения сетей, что является широким понятием. DCI может быть построена на оптическом уровне с использованием коммутаторов и маршрутизаторов. Обычно под DCI понимается объединение различных центров обработки данных операторов или объединение корпоративных центров обработки данных. В 2022 году спрос на облачные услуги резко возрастет, а пропускная способность и стоимость межцентрового соединения станут одними из ключевых вопросов. Оптические модули играют связующую роль в центрах обработки данных, и мы подробно расскажем о них.

Основные компоненты DCI-центра обработки данных

Расстояние 

Расстояние в приложении DCI зависит от удалённости каждого центра обработки данных. Если они находятся в одном городе, для их соединения часто достаточно канала длиной в несколько десятков километров. Если они расположены в двух странах или даже на двух континентальных плитах, расстояние может составлять сотни или тысячи километров. Фактор расстояния существенно влияет на выбор схемы DCI. Для соединений metropolitan area network протяжённостью до 80km иногда нет необходимости выбирать дорогостоящее решение на основе когерентных оптических модулей: обычное решение со 100G DWDM оптическими модулями может удовлетворить требованиям к производительности.

Емкость

В последние годы требования к пропускной способности резко возросли, и корпоративные маршрутизаторы были модернизированы с 100Gb до 200Gb или даже 400Gb. Когерентные оптические модули могут быть единственным вариантом для удовлетворения таких высоких требований к пропускной способности. Они обеспечивают скорость 800Gpbs на одной длине волны и расширяют доступный спектр с C-диапазона до L-диапазона. Это позволяет использовать больше длин волн, увеличивая пропускную способность DCI. Но стоимость также значительно возрастает.

Стоимость

Для повышения эффективности потоки данных в центрах обработки данных должны передаваться максимально экономично, поэтому снижение стоимости одного Гбит/с межсоединений является ключевой задачей. В структуре затрат на строительство центра обработки данных стоимость закупки оптического модуля имеет решающее значение. Оптические модули используются на любом уровне аппаратного обеспечения центра обработки данных: от SFP+ DAC начального уровня до 400G QSFP-DD верхнего уровня. Чтобы снизить стоимость оптических модулей при обеспечении достаточной пропускной способности, следует выбирать высококачественные и недорогие бренды, например оптические модули от сторонних поставщиков. Это позволит снизить затраты на закупку оптических модулей более чем на 60%.

Роль модулей оптических трансиверов в Планировка центра обработки данных 

Оптические модули используются внутри центров обработки данных и между ними. Оптические трансиверы применяются в центрах обработки данных для передачи и приема оптических или электрических сигналов.

Внутри центра обработки данных в распространенной архитектуре leaf-spine 50G/40G оптические модули часто используются в качестве моста между оборудованием уровня доступа и оборудованием уровня агрегации, а 100G/200G оптические модули часто используются между уровнем агрегации и уровнем ядра. Чем ближе к верхнему уровню архитектуры, тем выше пропускная способность передачи данных.

Для соединения небольших центров обработки данных на средних и коротких расстояниях стоимость аренды оптических кабелей невысока, а пропускная способность не очень велика. Можно использовать модули 100G LR/ER или модули 400G-LR8 QSFP-DD.

In При передаче больших объемов данных на большие расстояния для соединения центров обработки данных часто используется оборудование DCI на базе системы DWDM. Устройства этого типа могут обеспечивать функцию OEO и агрегацию портов, а несколько клиентских портов 10G/40G/100 GbE могут быть сопоставлены с когерентными оптическими модулями DWDM с длинами волн 200G, 400G и даже 800G. Когерентные оптические модули отличаются чрезвычайно высокой устойчивостью к дисперсии: при передаче на расстояние до 2000KM не требуется учитывать дисперсию. Кроме того, диапазон настраивается, и с помощью EDFA они легко обеспечивают передачу на сотни километров, что особенно подходит для приложений в городских сетях.

Чем выше скорость передачи и больше расстояние, тем выше стоимость оптических модулей. Поэтому для снижения затрат следует выбирать оптический модуль с учетом таких параметров, как скорость передачи данных и расстояние. В противном случае стоимость значительно возрастет.

Развитие оптических модулей в interlink Data Center 

До 2014 года SFP-1G часто использовался от уровня доступа до уровня агрегации внутри центра обработки данных, а SFP+ 10G использовался от уровня агрегации до уровня ядра, при этом для передачи данных между центрами обработки данных обычно применялись модули QSFP 40G/100G. После 2014 года объем передаваемых данных значительно увеличился, а скорость передачи данных корпоративных серверов возросла до SFP 10Gb/25Gb, тогда как для передачи данных от уровня агрегации до уровня ядра использовались QSFP+ 40Gbps/QSFP28 100Gpbs. В 2016 году был выпущен когерентный модуль, и когерентные модули 200G CFP2 обеспечили соединение крупных центров обработки данных, а система DWDM смогла достичь пропускной способности уровня Tbps. Сегодня большинство коммутаторов уровня ядра используют оптические модули 100G, такие как QSFP28-SR4 или QSFP28-LR4. Между крупными центрами обработки данных существуют два решения для передачи данных: хорошо известное когерентное решение 100G/200G/400G и решение 100G PAM4. Решение QSFP28 100G PAM4 может обеспечить пропускную способность 4TB по одноволоконному соединению, а расстояние передачи составляет до 80km. Это также отвечает потребностям большинства центров обработки данных в межсоединении. Кроме того, стоимость PAM4 значительно ниже стоимости когерентных модулей, поэтому это решение очень популярно в Европе.

Краткое содержание

Все перечисленные выше оптические модули для соединения центров обработки данных можно приобрести на QSFPTEK.com. QSFPTEK является производителем оптических модулей с многолетней историей; мы не распространяем трансиверы, а специализируемся на производстве и продаже оптических модулей. Эти трансиверные модули предлагаются по шокирующе низким ценам. Если вам интересно, чем цена QSFPTEK отличается от цен на другие модули сторонних производителей, вы можете прочитать эту статью: Сравнение цен на SFP-модули у 5 ведущих производителей SFP в 2022 году

Кроме того, каждый может посмотреть процесс производства наших модулей на YouTube: На сцене лаборатории QT | QSFPTEK