Οι οπτικοί πομποδέκτες ταιριάζουν σε δίκτυα ινών

 

Τα κέντρα δεδομένων τρώνε το εύρος ζώνης. Εννοώ ότι κυριολεκτικά - παρακολουθείτε την κίνηση δικτύου οποιασδήποτε εγκατάστασης για μια εβδομάδα και θα καταλάβετε γιατίπομποδέκτεςέγινε η προεπιλεγμένη λύση αντί του χαλκού. Η μετατροπή του ηλεκτρικού σήματος συμβαίνει μέσα σε αυτές τις μικρές μονάδες, μετατρέποντας τα κομμάτια σε παλμούς φωτός που εκτοξεύονται μέσα από ίνες γυαλιού με ταχύτητες που δεν θα μπορούσε ποτέ να αγγίξει ο χαλκός.

Οι περισσότερες ομάδες δικτύου δεν ξοδεύουν αρκετό χρόνο για να σκεφτούν την επιλογή μήκους κύματος. Μεγάλο λάθος.

 

Το Multimode είναι ακόμα φθηνότερο (και αυτό έχει σημασία)

 

 

Το μήκος κύματος 850 nm λειτουργεί με πολυτροπική ίνα. Το βλέπεις παντού στα data centers γιατί το κόστος του πομποδέκτη παραμένει χαμηλό και για μικρές αποστάσεις μεταξύ rack κάνει μια χαρά τη δουλειά του. Μια μονάδα 100G που τρέχει 850nm σας προσφέρει περίπου 100 μέτρα εμβέλειας, μερικές φορές λίγο περισσότερο ανάλογα με την ποιότητα της ίνας. Δεν είναι εντυπωσιακό σε χαρτί, αλλά σε ένα τυπικό κέντρο δεδομένων με διάταξη ζεστού/κρύου διαδρόμου που είναι άφθονο.

Τα οικονομικά γίνονται ενδιαφέροντα όταν κλιμακώνεστε. Η ίνα μονής-λειτουργίας σε μήκος κύματος 1310 nm ωθεί στα 40 χιλιόμετρα - με βάση τις προδιαγραφές του κατασκευαστή από το walsun.com και άλλους. Αλλά να τι δεν τονίζουν τα φύλλα δεδομένων: η απώλεια ινών στα 850nm τρέχει περίπου 2,5dB/km ενώ τα 1310nm χάνουν μόνο 0,4dB/km σύμφωνα με τα πρότυπα ITU{11}}T (το τεκμηριώνει το bjrofoc.com). Οπότε, ναι, για δίκτυα πανεπιστημιουπόλεων ή οτιδήποτε διασχίζει δρόμους χρειάζεστε μονή-λειτουργία. Δεν υπάρχει τρόπος γύρω από αυτό.

 

Η Cisco και η Finisar κατέχουν βασικά αυτόν τον χώρο τώρα

 

Η συγκέντρωση της αγοράς με εξέπληξε όταν είδα τους αριθμούς. Η Cisco Systems και η Finisar Corporation ελέγχουν πάνω από το 20% των παγκόσμιων πωλήσεων οπτικών πομποδέκτη από τις 2023 -, σύμφωνα με την έρευνα του gminsights.com. Το είκοσι τοις εκατό δεν ακούγεται τεράστιο μέχρι να θυμηθείτε πόσο κατακερματισμένη ήταν αυτή η βιομηχανία. Η εξαγορά της Acacia από τη Cisco το 2021 τους έδωσε συνεκτική τεχνολογία οπτικών, γεγονός που εξηγεί την επιθετική τους ώθηση στις μονάδες 400G ZR και 800G για εφαρμογές μεγάλων αποστάσεων-.

Η Broadcom κάνει επίσης τολμηρές προβλέψεις. Λένε 800 gigabits ανά δευτερόλεπτο έως το 2025 και μετά 1,6 terabit ανά δευτερόλεπτο το 2026 (το emergenresearch.com κάλυψε τις ανακοινώσεις τους). Αυτές οι ταχύτητες φαίνονται φιλόδοξες. Θα δούμε αν το πυρίτιο και τα οπτικά μπορούν πραγματικά να αποδώσουν σε όγκο.

Παράγωγα SFP όπου κι αν κοιτάξετε

Μικρής μορφής-υποσυναρμολογούμενες μονάδες συντελεστών ανέλαβαν, επειδή μπορείτε να τις ανταλλάξετε-χωρίς να τερματίσετε τη λειτουργία του εξοπλισμού. SFP, SFP+, QSFP... η ονομασία είναι ακατάστατη αλλά η ιδέα είναι απλή. Τοποθετήστε όσο το δυνατόν περισσότερες οπτικές διεπαφές σε μια κάρτα γραμμής. Το QSFP28 συσκευάζει 100 G σε κάτι μικρότερο από τον αντίχειρά σας.

Το QSFP-Το DD χρησιμοποιεί 8 ηλεκτρικές λωρίδες αντί για 4 που διπλασιάζει την πυκνότητα. Ίδιο βασικό αποτύπωμα, απόδοση 400G. Η φυσική κάνει αυτό το δύσκολο - τη διατήρηση της ακεραιότητας του σήματος σε αυτές τις λωρίδες σε υψηλές ταχύτητες, ενώ διαχειρίζεται τη θερμότητα σε ένα τόσο μικρό πακέτο. Αλλά λειτουργεί.

Το CFP2 εξακολουθεί να εμφανίζεται σε ορισμένες συνεκτικές αναπτύξεις, είναι ογκώδεις σε σύγκριση με τις παραλλαγές του QSFP. Ωστόσο, όταν κάνετε 200G+ σε εκατοντάδες χιλιόμετρα, ο επιπλέον χώρος για καλύτερα τσιπ DSP και θερμική διαχείριση αποδίδει καρπούς.

Το IoT άλλαξε τα μαθηματικά

29,3 δισεκατομμύρια συνδέσεις IoT παγκοσμίως μέχρι το 2023 σύμφωνα με την παρακολούθηση της Cisco (το credenceresearch.com έχει την ανάλυση). Δεν είναι πρόβλεψη, αυτό έχει ήδη συμβεί. Κάθε έξυπνος αισθητήρας, συνδεδεμένο αυτοκίνητο, βιομηχανικός ελεγκτής παράγει ροές δεδομένων που τροφοδοτούνται σε δίκτυα κάπου. Η κατασκευή αιχμής υπολογιστών για την αντιμετώπιση όλων αυτών δημιουργεί ζήτηση για οικονομικά-οικονομικούς πομποδέκτες 25G και 100G, επειδή τους αναπτύσσετε κατά χιλιάδες ανά ιστότοπο.

 

 

Οι παραδοσιακοί πωλητές τηλεπικοινωνιακού εξοπλισμού συνέχισαν να προσπαθούν να πουλήσουν ακριβές μονάδες-βαθμίδας κινητής τηλεφωνίας σχεδιασμένες για 25-ετή διάρκεια ζωής. Οι χειριστές αιχμής δεν ενδιαφέρονται για αυτό - θέλουν αρκετά καλή αξιοπιστία με χαμηλό κόστος. Διαφορετικές προτεραιότητες.

 

Η κατανάλωση ενέργειας προστίθεται γρήγορα

 

400G QSFP-Οι μονάδες DD έλκουν 12-14 Watt η καθεμία. Δεν ακούγεται πολύ. Πολλαπλασιάστε το επί 256 θύρες σε ένα πλαίσιο, ξαφνικά έχετε να κάνετε με 3+ κιλοβάτ μόνο για τα οπτικά, χωρίς να υπολογίζεται η ισχύς ASIC του διακόπτη ή η επιβάρυνση ψύξης. Οι χειριστές των κέντρων δεδομένων παρακολουθούν την κατανάλωση ενέργειας ανά rack με εμμονή, επειδή η ηλεκτρική ενέργεια κοστίζει χρήματα και η θερμότητα απαιτεί ακριβή υποδομή ψύξης.

Οι βαθμολογίες θερμοκρασίας έχουν μεγαλύτερη σημασία από ό,τι υποδεικνύουν τα φύλλα προδιαγραφών. Μια μονάδα με βαθμολογία 0-70 μοιρών λειτουργεί εξαιρετικά σε δωμάτια διακομιστών που ελέγχονται από το κλίμα. Κολλήστε το σε ένα εξωτερικό ντουλάπι ή σε περιβάλλον εργοστασιακού δαπέδου και δείτε το να αποτυγχάνει όταν οι θερμοκρασίες περιβάλλοντος ανεβαίνουν. Υπάρχουν πομποδέκτες εκτεταμένου εύρους θερμοκρασίας, αλλά κοστίζουν περισσότερο και οι πωλητές δεν τους διαθέτουν πάντα.

 

Εκεί που τα πρότυπα συγκρούονται

 

Η IEEE χειρίζεται τις προδιαγραφές Ethernet. Ο OIF συντάσσει συμφωνίες υλοποίησης. Πολλαπλές MSA ορίζουν παράγοντες μορφής. Η ITU-T δημοσιεύει συστάσεις για τηλεπικοινωνίες. Αυτοί οι οργανισμοί δεν συντονίζονται πάντα καλά και μερικές φορές οι προδιαγραφές έρχονται σε αντίθεση μεταξύ τους με διακριτικούς τρόπους.

Έχω διορθώσει προβλήματα διαλειτουργικότητας όπου δύο λειτουργικές μονάδες "συμβατές με τα πρότυπα-" από διαφορετικούς προμηθευτές δεν θα συνδέονταν σωστά. Το πρόβλημα εντοπίζεται στα περιθώρια χρονισμού - και οι δύο μονάδες λειτουργούσαν εντός των προδιαγραφών αλλά σε αντίθετα άκρα του παραθύρου ανοχής. Καταλήγετε να χρειάζεστε πίνακες συμβατότητας προμηθευτή, παρόλο που όλα υποτίθεται ότι είναι τυποποιημένα. Απογοητευτικό αλλά αυτή είναι η πραγματικότητα.

Οι υπερκλιμακωτές ανέτρεψαν τη βιομηχανία

 

 

Η Amazon, η Google, η Microsoft, η Meta αναπτύσσουν πομποδέκτες σε κλίμακες που κάνουν τις παραδοσιακές τηλεπικοινωνίες να φαίνονται μικρές. Η δημιουργία εκατοντάδων κέντρων δεδομένων παγκοσμίως σημαίνει διαφορετικές προσεγγίσεις προμηθειών - άμεσες σχέσεις κατασκευαστή, προσαρμοσμένες προδιαγραφές, προθυμία να χρησιμοποιηθούν εξαρτήματα που είναι αρκετά καλά και όχι υπερβολικά σχεδιασμένα για μέγιστη αξιοπιστία. Αυτό άλλαξε σκληρά τις σχεδιαστικές προτεραιότητες των κατασκευαστών. Το χαμηλότερο κόστος ανά bit έγινε πιο σημαντικό από τους αριθμούς MTBF 25 ετών.

Μπορείτε να το δείτε από το πόσο γρήγορα οι μονάδες 400G έφτασαν τον όγκο της αγοράς σε σύγκριση με προηγούμενα άλματα ταχύτητας. Οι υπερκλιμακωτές τα χρειάζονταν, είχαν την κλίμακα ανάπτυξης για να χρηματοδοτήσουν την ανάπτυξη και δεν τους ενδιέφερε να περιμένουν τους παραδοσιακούς κύκλους έγκρισης τηλεπικοινωνιών.

Το επόμενο μπορεί να είναι τα συσκευασμένα οπτικά. Αντί για συνδεόμενες μονάδες, θα ενσωματώνατε οπτικά εξαρτήματα απευθείας με ASIC διακόπτες, μειώνοντας τις απώλειες ηλεκτρικής διαδρομής. Αλλά χάνετε την ικανότητα-εναλλαγής που φαίνεται επικίνδυνη. Η Intel πιέζει σκληρά τη φωτονική πυριτίου, αρκετοί Κινέζοι κατασκευαστές επίσης. Η υπόσχεση είναι χαμηλότερη ισχύς και κόστος τοποθετώντας τα πάντα σε υποστρώματα πυριτίου αντί για εξωτικούς ημιαγωγούς III-V. Ακόμα περιμένουμε να δούμε αν θα παραδοθεί σε κλίμακα παραγωγής.

Η αγορά οπτικών πομποδέκτη έφτασε τα 10 δισεκατομμύρια δολάρια το 2023 παγκοσμίως και η ανάπτυξη δεν επιβραδύνεται. Περισσότερα κέντρα δεδομένων, περισσότερα τελικά σημεία IoT, συμπλέγματα εκπαίδευσης AI που χρειάζονται τρελό εύρος ζώνης... η ζήτηση συνεχίζει να αυξάνεται. Αν χρειαζόμαστε πραγματικά ταχύτητες 800G και 1,6T σύντομα ή αν αυτό είναι απλώς οι πωλητές που θέλουν να πουλήσουν ακριβό νέο εξοπλισμό, υποθέτω ότι θα το μάθουμε.