La prospettiva delle reti a 200 e 400 Gb/s

di Gary Bernstein (Senior Director of Product Management, soluzioni in fibra e per data center)

Poiché i produttori hanno introdotto le opzioni di switch a 400Gb/s solo tra la fine del 2018 e l’inizio del 2019, l’ingresso troppo recente sul mercato ha determinato un’adozione limitata di questa tecnologia. Tuttavia, nel corso del 2020 ci si attende una reale adozione dei dispositivi a 400 Gb/s e l’analista del mercato dei data center “Dell’Oro Group” prevede che le vendite di tali dispositivi raggiungeranno i 15 milioni di porte entro il 2023.
La scommessa? I nuovi switch a 400 Gb/s, basati su chip a 12,8 Tb/s, oltre a una velocità superiore offrono anche una maggiore densità di rete. La capacità degli switch di consentire breakout ad alta densità con porte a 100 Gb/s riduce il costo totale di proprietà per porta. I primi ad adottare questa tecnologia saranno i grandi provider di servizi cloud, che continueranno a erodere progressivamente lo spazio dei data center. Questi data center passeranno ad uplink da 100, 200, e 400 Gb/s ora o nel prossimo futuro.

I NUOVI FATTORI DI FORMA DEI RICETRASMETTITORI A 400 Gb/s

I principali fattori di forma per i ricetrasmettitori a 400 Gb/s sono due: QSFP-DD e OSFP. Vari produttori di switch offrono una o l’altra soluzione, in alcuni casi entrambe. I ricetrasmettitori QSFP-DD (Quad small form-factor pluggable, double density) possono supportare fino a 32 porte in uno switch 1U e presentano compatibilità retroattiva con le opzioni QSFP+ e QSFP28. Questi ricetrasmettitori accettano connettori LC, MPO/MTP e CS. Anche i ricetrasmettitori OSFP (Octal Small Form-Factor Pluggable) possono supportare fino a 32 porte in uno switch 1U e accettano gli stessi tipi di connettori, inoltre possono diventare retroattivamente compatibili con le porte QSFP utilizzando un adattatore. Sono stati progettati per gestire i dispositivi delle generazioni future, come 800 Gb/s.

I primi switch a 400 Gb/s sul mercato sono commercializzati da Arista, Cisco e Juniper. Gli switch top-of-rack Arista 7060 offrono 32 porte di 400 Gb/s in 1U, avvalendosi dei ricetrasmettitori modello QSFP-DD o OSFP. Anche lo switch top-of-rack Cisco 3432 offre 32 porte di 400 Gb/s in 1U, utilizzando ricetrasmettitori QSFP-DD. In più il suo switch 3408 offre un’opzione di telaio 4U a 8 slot. Anche lo switch top-of-rack Juniper QFX5220-32D 1U offre 32 porte con ricetrasmettitori QSFP-DD.
Una variabile ancora da risolvere è il numero di fibre da usare per ottenere 400 Gb/s. Attualmente i produttori di switch hanno in programma connettori con 2,8,16,24 e anche 32 fibre. Visto quanto può essere rapida la risposta del mercato alle velocità più elevate — e quanto possono essere cauti gli enti di normazione — alcune delle opzioni introdotte sono proprietarie o basate su accordi multifornitore (MSA). Tra le offerte proprietarie e quelle basate su standard, è ora disponibile una gamma di opzioni di cui alcune si stanno affermando tra le preferite. Attualmente sono disponibili sul mercato solo due opzioni di ricetrasmettitore a 200 Gb/s: 2×100-PSM4 monomodale e 2×100-SR4 multimodale, come evidenziato in verde nella Figura 1.
Si tratta di opzioni proprietarie introdotte da Cisco, ed entrambe si affidano a connettori MTP a 24 fibre.
Anche se i modelli di ricetrasmettitore che utilizzano connettori a due fibre LC o a 8 fibre MTP (1, 2 e 4 in Fig.1 ) sono stati definiti negli standard IEEE, non sono ancora disponibili sul mercato.
I ricetrasmettitori evidenziati in verde nella Figura 2 (colonne 1, 2 e 5) evidenziano le opzioni che probabilmente diventeranno più comuni nel corso dei prossimi anni.
Attualmente l’IEEE si sta occupando dello sviluppo degli accordi multifornitore (MSA) su 400G-FR4 e 400G-SR4.2, originariamente introdotti tra i produttori. 400G-FR4 è in corso di elaborazione nello standard IEEE P802.3cu la cui pubblicazione è attesa per la fine del 2020, mentre 400G-SR4.2 sarà definito dallo standard IEEE P802.3cm la cui pubblicazione è prevista per gennaio 2020.
La specifica del ricetrasmettitore 400G-SR4.2 creata dall’MSA 400G BiDi è chiamata 400G-BD4.2. Altri ricetrasmettitori 400 Gb/s non riportati in questo elenco includono interfacce in via di sviluppo che avranno una portata superiore a 10 chilometri.
È importante considerare che la maggior parte delle opzioni di ricetrasmettitore a 100, 200 e 400 Gb/s è destinata alle reti monomodali per via della larghezza di banda e della distanza raggiungibile.
Questa tendenza è dovuta in parte anche alla diminuzione del costo, poiché l’adozione da parte di società di servizi cloud caratterizzate da un significativo potere di acquisto ha determinato la riduzione del costo delle fibre ottiche monomodali, e le recenti attività dei comitati di normazione continuano a promuovere maggiormente le opzioni monomodali per incrementare le velocità. Con l’avanzamento di questa tendenza, in generale il monomodale sarà considerato dal mercato come un’opzione più allettante.

 

 

SCEGLIERE UN PERCORSO DI MIGRAZIONE ORIENTATO AL FUTURO

Data la disponibilità di numerose opzioni di ricetrasmettitore a 100, 200 e 400 Gb/s in monomodale e in multimodale, è importante pianificare una progettazione del cablaggio in grado di gestire molteplici aggiornamenti tecnologici. I sistemi di cablaggio monomodale e multimodale di Leviton non solo rispettano gli attuali requisiti in materia di larghezza di banda ma offrono anche la flessibilità necessaria per soddisfare le future richieste della rete, tra cui 100G, 400G e oltre.
Questi sistemi comprendono connessione ad alta densità, soluzioni per l’installazione rapida oltre a cavi trunk e cavi assemblati personalizzabili che offrono ai gestori dei data center una soluzione perfettamente rispondente alle loro necessità con consegna rapida.

 

È possibile visualizzare i diversi scenari di cablaggio per 200 e 400 Gb/s nel white paper di Leviton Cabling Strategies for 400 Gigabit Networks” (Strategie di cablaggio per reti a 400 Gigabit).