21T32 802.3 Nowe Prędkości Sieci [Aktualizacja 802.3]

Szybszy Ethernet

Link do artykułu.

Link do webinarium

0:00 Wprowadzenie

0:25 Kogo słuchać?

0:50 Czego się spodziewać?

2:45 5 obszarów

3:45 Połączenia Single Modowe

6:16 Standard 802.3CK

8:14 Obszar Data Center

11:35 Podsumowanie

Transkrypcja

Cześć! Chciałbyś się dowiedzieć, jakie nowe prędkości mogą nadejść, jeżeli chodzi o Ethernet, czyli standaryzację 802.3? Jeżeli tak, to w tym odcinku opowiem, co nas czeka. Zacznijmy od tego, kogo należy słuchać. Ja widziałem ostatnio webinar Davida Law. David Law, jak widzisz, jest tutaj doświadczonym członkiem grupy 802.3. Jest obecnie od 2008 roku przewodniczącym tej grupy i wie dobrze, jakie aktywności w ramach nowych prędkości i nowych kierunków rozwoju 802.3 następują. Zacznijmy od tego, czego możemy się spodziewać, jeżeli chodzi o najwyższe prędkości w najbliższym czasie. Mamy tutaj obecnie prędkość 1.6 Tb/s rozpatrywaną w ramach 8 linii fizycznych, połączenia światłowodu jednomodowego na odległość 500 m lub 2 km. Czyli to jest typowy scenariusz raczej pod Data Centre i wysokie przepustowości w ramach tego obszaru. Oprócz tego mamy 800 Gb/s.

Oba te obszary są jeszcze niezestandaryzowane, nie mają nawet jeszcze swoich liter rozszerzeń, ale warto wiedzieć, że tego typu prace są prowadzone. Tutaj prędkość 800 Gb/s może być uzyskiwana w ramach tych rozpatrywanych rozwiązań za pomocą 8 par multimodu, czyli po 100 Gb/s w ramach 8 par, w ramach 4 par na odległość od 2 km do 50 m. Czyli tutaj mamy single mode fiber, czyli jednomodowe światłowody 500 m-2 km. I mamy przez jednomodowe światłowody próbę podejścia do prędkości 800 Gb/s w odległości 10 km i 40 km. Czyli widać, że te prace w ramach 800 Gb/s są bardziej zaawansowane. Jeżeli chodzi o 1.6 Tb/s to tutaj mamy na razie do czynienia tylko ze skalowaniem, z prędkościami 200 Gb/s pair 1 połączenie szeregowe, czyli jedna para na odległości 2 km i 500 m. Czyli to jest taka bardziej odległa przyszłość. Natomiast to, o czym teraz będziemy doświadczać czy rozmawiać, to są w sumie 4 obszary czy 5, ale ten Industrial jest na razie mało aktywny. Czyli mamy obszar Data Centre, mamy obszar operatorski, czyli Carrier, mamy obszar Enterprise, czyli sieci enterprisowych i mamy obszar Automotive, czyli branża motoryzacyjna. Tutaj David też ciekawie zauważył, że jeżeli chodzi o rozwój tych wszystkich standardów 802.3, to w ciągu ostatnich 5 lat widzimy znaczny wzrost gęstości tych kierunków rozwoju, bo w ciągu 5 lat mamy 6 tych kierunków, więc widać, że tutaj rozwija się ten trend, że większość nowych rozwiązań opiera się jednak o Ethernet, a to jest spowodowane po prostu ceną. Czyli łatwiej je zaimplementować rozwiązania Ethernetowe, które już są dobrze znane i szeroko stosowane, zwiększać tylko ich zasięg stosowania i prędkość. Jeżeli chodzi o rozwój połączeń single modowych przez Ethernet, to mamy dzisiaj maksymalnie, już zestandaryzowaną prędkość zresztą, 400 Gb/s, ale zauważ, że w ramach tych 400 Gb/s nie mamy jednego połączenia serialowego, które by było już w pełni zestandaryzowane. Mamy jedynie projekt, który jest tu na niebiesko pokazany: 400GBASE-ZR.

Czyli to jest kierunek, w którym zmierzamy, jeżeli chodzi o 400 Gb/s. I widać, że te 2 obszary: 800 Gb/s i 1.6 Tb/s, które omawiałem, są dopiero dalszą przyszłością. To, co teraz się bardziej zbliża, krótkoterminowo, to są obszary w zakresie 400 Gb/s i 100 Gb/s, tylko dla połączeń miedzianych, dla połączeń operatorskich. O tym jeszcze za chwilę bardziej szczegółowo opowiem. Tutaj widać, jak zwiększa się prędkość tych poszczególnych standardów w zakresie, tu na tej osi po lewej stronie mamy ilość linii serialowych, czyli każda pojedyncza linia serialowa to na dole tu zaznaczona będzie oznaczała daną prędkość, czyli mamy tu kwadracik czarny i to jest jedną linią 10 Gb/s, następnie jedną linią 25 Gb/s, 50 Gb/s i 100 Gb/s. I to z tego 100 Gb/s to jest maksymalna prędkość, jaką dzisiaj osiągamy w ramach jednej pary przewodów, czy światłowodów tu najczęściej-w każdym razie w ramach jednej linii szeregowej.
Teraz wszystkie pozostałe prędkości, które tutaj widzisz, to jest multiplikacja,
czyli zwiększanie częstotliwości wykorzystania tych linii. Czyli mamy przy 2 liniach wzrost z 50 Gb/s na 100 Gb/s. Tutaj mamy przy 4 liniach wzrost ze 100 Gb/s po prawej stronie do 400 Gb/s, przy 8 liniach 800 Gb/s. Czyli widać, że najpierw w pierwszym kroku to ciało 802.3 multiplikuje, zwiększa ilość linii szeregowych, które zwiększają prędkość, a następnie jest w kolejnym kroku najczęściej podnoszona próba uzyskania wyższej prędkości na jednym połączeniu szeregowym, czyli tutaj modyfikując pewne parametry elektryczne.

Jeżeli chodzi o standard 802.3CK, to jest coś, co teraz jest aktualne i nadchodzi w najbliższym czasie. To jest standard, który opisuje 100 Gb/s, 200 Gb/s i 400 Gb/s, ale per linia elektryczna, czyli połączenie miedziane. Tutaj jeżeli chodzi o założenia, to chcemy w ramach tego standardu wspierać 100 Gb/s, 200 Gb/s i 400 Gb/s, zaczynając właśnie od jednego serialowego połączenia 100 Gb/s, a następnie multiplikując tę prędkość. Jeżeli chodzi o to rozszerzenie CK, to cel do osiągnięcia jest taki, żebyśmy mieli 100 Gb/s w jednym szeregowym połączeniu pomiędzy chip-to-module, czyli pomiędzy modułem a chipem, między chipem a chipem, jak również pomiędzy przełącznikami połączonymi miedzianym kablem o długości do 2 m. I tutaj chcielibyśmy uzyskać 100 Gb/s. Jeżeli chodzi o tłumienie, to wiadomo, że wraz ze wzrostem prędkości musimy zwiększać częstotliwość zegara. Tutaj dla 100 Gb/s mamy 26.5 GHz i cel do osiągnięcia jest taki, żeby tłumienie było poniżej 28 dB dla takiego zakresu częstotliwości.

Jeżeli to osiągniemy w połączeniu chip-to-module, chip-to-chip i w połączeniu miedzianym przewodowym, to osiągniemy cel tego standardu. Jeżeli uda się już uzyskać 100 Gb/s w jednym połączeniu szeregowym, to wtedy będziemy mogli przejść do multiplikacji, czyli osiągnąć na 2 liniach 200 Gb/s i na 4 liniach 400 Gb/s. Czyli to jest ten standard CK. Jeżeli chodzi o ten obszar Data Centre, to po prawej stronie mamy 3, które dzisiaj bardziej szczegółowo omówię. Czyli o tym CK już powiedziałem, 100 Gb/s, 200 Gb/s, 400 Gb/s na połączeniu elektrycznym.

Mamy tutaj jeszcze do omówienia standard 802.3CT 100 Gb/s w DWBM i 802.3CW 400 Gb/s przez DWDM. Okej, to zacznijmy od 3CW, czyli mówimy tutaj o obszarze Data Centre, czyli zwiększenia prędkości za pomocą systemów DWDM-owych. Ale dzisiaj realizowane to jest w taki sposób, że przełączniki pomiędzy sobą są połączone w jakimś full meshu w naszym ośrodku przetwarzania danych, a następnie są skomunikowane z jakimś transporterem DWDM. Ten transport potem generuje poszczególne długości fali i przekazuje dalej do kolejnego urządzenia DWDM, a to urządzenie już ciemnym światłowodem przekazuje do kolejnego ośrodka przetwarzania danych. Żeby uprościć ten schemat, idea tego standardu 3CW jest taka, żeby już do Switcha można było podłączyć tę wkładkę DWDM-ową tak, żeby zmniejszyć ilość urządzeń, które po drodze występują. Z ciekawostek tego typu rozwiązanie już widziałem. Są one implementowane, ale uwaga, one nie są standardowe. Czyli to, o czym my teraz rozmawiamy, to próba wdrożenia standardu, który będzie opisywał, że tego typu implementację realizujemy w taki konkretny sposób. Czyli to jest standard 3CW służący do łączeń pomiędzy ośrodkami przetwarzania danych. Cele do osiągnięcia w standardzie CW to jest osiągnięcie oczywiście 400 Gb/s prędkości Ethernetowego połączenia przy odpowiednim
niskim założeniu poziomu błędów bit error rate, czyli BER, poniżej 10 do -13 na poziomie fizycznego połączenia Ethernetowego.

Co więcej, chcemy, żeby w ramach tego standardu możliwe było osiągnięcie prędkości 400 Gb/s w jednej długości fali na odległości 80 km przez system DWDM-owy. Czyli takie jest założenie tego standardu 3CW. Kolejny standard, który mamy w najbliższej przyszłości też zobaczyć, to jest standard 802.3CT i jest to standard do obszaru operatorskiego. Chodzi o to, żeby zwiększyć przepustowość w agregacji dla takich implementacji, czyli jeżeli mamy klientów końcowych przez światłowód rozdzielający podłączony, to chodzi o to, żeby tutaj w odległości od centrali do agregacji osiągnąć odległość na 1 lub 2 światłowodach od 30 do 80 km, tak, aby więcej użytkowników końcowych można było podłączyć z większą prędkością. Czyli to jest ten standard 3CT. Jeżeli chodzi o dzisiejszy odcinek i te nowe standardy, których możemy się spodziewać, to jest tyle.

Jeżeli masz pytanie co do tego, oczywiście zachęcam do komentowania. Jeżeli chcesz się dowiedzieć więcej o historii i kontekście nowych standardów i rozwoju Ethernetu, to zapraszam do mojego podcastu. Na dzisiaj dziękuję za uwagę. Jeżeli chodzi o dostęp do tego webinarium, które wspomniałem na początku i też było pokazane w kilku miejscach, i David Law tam opowiada o tym, jak on widzi rozwój w poszczególnych obszarach, to link do tego webinarium załączę poniżej tego wideo, tak, żebyś mógł, jeżeli będziesz chciał, też samemu przesłuchać sobie bezpośrednio u źródła te wszystkie informacje. Za dzisiaj Ci dziękuję i do usłyszenia już za tydzień.