`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Ethernet 40 и 100 Гб/с: за квартал до финиша

Статья опубликована в №8 (719) от 9 марта

0 
 

Становление нового стандарта – процесс длительный и не всегда предсказуемый. И хотя многие аспекты технологий Ethernet 40 и 100 Гб/с еще уточняются, похоже, что большая часть споров по поводу того, какими им быть, уже урегулирована: рабочая группа IEEE P802.3ba представила спецификации сетевых стандартов следующего поколения на спонсорское голосование.

Ethernet 40 и 100 Гб/с за квартал до финиша
Миграция интерфейсов в центре обработки данных. С таким сценарием уже сегодня согласны ряд ведущих контент-провайдеров и крупнейших операторов связи

Судя по всему, утверждение проекта спонсорами IEEE завершится в заранее запланированные сроки (июнь 2010 г.), однако реализация нового стандарта «в железе» не будет легкой, а соответственно – дешевой.

Вопрос, который продолжает обсуждаться, заключается в том, нужна ли такая пропускная способность сегодня. Создатели стандартов утверждают, что да: невзирая на кризисные явления, темпы роста потребности в широкополосных каналах не изменились, и уже сегодня рынок готов утилизировать такие скорости передачи данных на уровне межсетевого обмена. Так, по последним прогнозам Cisco, хорошо согласующимся с результатами других независимых аналитических исследований, за период с 2008 по 2013 гг. объем ежемесячно передаваемых данных увеличится с 9 до 56 эксабайт (условно, 1 ЭБ = 1018 байт, или 1 млрд ГБ), а глобальный годовой IP-трафик в 2013 г. достигнет 673 ЭБ. Это, несомненно, потребует соответствующего повышения пропускной способности каналов.

40 или 100 Гб/с? Победила дружба!

Прежде всего следует признать, что ситуация относительно наращивания скоростей перспективных соединений до 40 и 100 Гб/с до сих пор содержит ряд спорных вопросов. К примеру, было неясно, стоит ли вообще тратить ресурсы на создание 40-гигабитового стандарта, ведь исторически сложилось так, что каждая очередная версия Ethernet на порядок превышает предыдущую по пропускной способности. Рассмотрев перспективы развития серверных интерфейсов и вычислительных задач внутри ЦОД, специалисты рабочей группы IEEE 802.3ba остались при мнении, что 40GbE все же имеет рыночный потенциал. Так, 40-гигабитовый канал может быть использован для объединения четырех 10-гигабитовых каналов на шассийной коммутационной плате лезвийного сервера. В отдельных случаях «младший» протокол может быть экономически оправдан при построении магистралей транспортной сети, хотя здесь главная роль все же отведена 100 Гб/с (рисунок). Таким образом, обосновывается необходимость принятия обоих стандартов. Сегодня аналитики пророчат, что суммарные доходы рынка трансиверов для оборудования стандартов 40 и 100 Гб/с Ethernet к 2014 г. составят 545 млн долл, причем 2/3 этой суммы придутся именно на продукты 40 Гб/с.

Напротив, в заключениях пессимистически настроенных экспертов утверждается, что в настоящее время спрос на высокоскоростные технологии ограничен. Мотивируют это мнение тем, что в крупных сетях оборудование стандарта 10GbE уже насытило уровень доступа, а предпосылки для использования 40/100GbE на уровне распределения и в ядре сети будут создаваться по мере того, как предшествующий по скорости стандарт будет «спускаться» на клиентский уровень. Тем не менее ряд компаний-пионеров в области высокоскоростных коммуникаций, среди которых Juniper, Cisco и Alcatel-Lucent, ориентируясь на интерес со стороны ведущих операторов связи, уже подготовили маршрутизаторы операторского класса по технологии 40/100GbE и готовы поставлять их в текущем году.

Еще существует мнение, согласно которому спрос на и на 40-, и на 100-гигабитовый Ethernet растет, однако достаточные темпы распространения эти технологии получат только в том случае, если цены на них снизятся. В настоящее время стоимость 40-гигабитового соединения на одно- или мультимодовом оптоволокне доходит до 10 тыс. долл. (что в 6–7 раз выше, чем цена 10-гигабитового интерфейса), а за порт 100 Гб/с – 25 тыс. долл. Этот фактор сдерживает спрос на технологию, несмотря на высокий интерес к ней. По мнению аналитика Infonetics Research Майкла Говарда (Michael Howard), приемлемую рыночную стоимость 100-гигабитовый Ethernet будет иметь не ранее чем в 2015 г. В ближайшие же три-четыре года практическое применение найдет 40-гигабитовый Ethernet в том варианте, который позволит значительно снизить количество кабелей, используемых сегодня для организации эквивалентных по пропускной способности логических соединений.

Правильные комбинации

Вторая группа противоречий возникла вокруг простого с точки зрения математики вопроса: суммой каких потоков выгоднее достичь требующихся 100 Гб/с? За его элементарностью скрывается существенная разница в подходах к технической реализации сетевого оборудования, в частности – к принципам его воплощения в оптической сетевой среде, что сказывается на стоимости конечного оборудования.

В результате дебатов группе разработчиков стандарта IEEE P802.3ba удалось сохранить базовую структуру кадра формата 802.3 MAC, а также его минимальный и максимальный размер. Не были снижены и исходные требования к вероятности появления ошибок в канале (BER не хуже 10–12). Выработанные решения позволили обеспечить простую передачу пакетов между сетями Ethernet с разной пропускной способностью. В конечном результате было составлено подмножество спецификаций интерфейсов 40- и 100-гигабитового Ethernet (таблица). Наибольший интерес в нем вызывает семейство стандартов для оптоволоконных сетей, которые, по всей видимости, уже не будут существенно меняться.

Так, спорные спецификации 40GBASE-SR4 и 100GBASE-SR10 на подуровне связи с физической средой (PMD) предлагается базировать на оптических технологиях с длиной волны 850 нм. Они должны обеспечивать передачу данных на расстояние не менее 100 м по многомодовому волокну OM3 за счет параллельной передачи с производительностью в элементарном потоке 10 Гб/с. Таким образом, в третьей черновой версии стандарта, датируемой началом этого года, допускается параллельное использование четырех либо десяти многомодовых волокон в каждом направлении.

Остальные спецификации основываются на одномодовых средах с базовой длиной волны 1310 нм. Для наиболее «тяжелых» (с точки зрения их технического воплощения) 100GBASE-LR4 и 100GBASE-ER4 предусмотрено использование WDM-технологий 1295, 1300, 1305 и 1310 нм, причем эффективная скорость в каждом из четырех потоков, передаваемых на указанных выше длинах волн, будет составлять 25 Гб/с.

100 Гб/с и выше: технологический тупик?

Несмотря на успехи разработчиков стандартов в продвижении к конечному результату, в стане чипмейкеров и производителей устройств передачи данных наблюдается легкая паника. Ее причина – непропорциональное росту производительности увеличение затрат на проектирование, что связано с необходимостью обработки множества элементарных потоков, каждый со скоростью 25 Гб/с. Еще более серьезной проблемой кажется невозможность дальше масштабировать нынешние технологии для достижения терабитовой пропускной способности каналов, а именно такой стандарт, исходя из прошлогоднего прогноза Боба Меткалфа, придется разрабатывать к 2015 г. Инженеры и технологи отмечают, что для этого уже недостаточно упаковывать в микросхемы больше транзисторов и поднимать рабочие частоты. Пока они демонстрируют готовность в 2011 г. предложить массовые чипы, способные решать задачи обработки данных в сетях с потоками 25 Гб/с и выше, но и их появление отнюдь не означает готовность к переходу на более высокоскоростные стандарты, поскольку отсутствует четкое представление об остальных компонентах дизайна оборудования будущего. Помимо того что создание чипов усложняется по мере приближения к физическим пределам кремниевых структур, даже обычная трассировка проводников и организация измерений параметров новой продукции сегодня вызывают серьезные проблемы у разработчиков и препятствуют удешевлению новых стандартов Ethernet.

Подмножество стандартов IEEE P802.3ba. PHY уровень 40- и 100-гигабитового Ethernet
Параметры среды 40-гигабитовый Ethernet 100-гигабитовый Ethernett
От 1 м по основной плате 40GBASE-KR4
От 10 м по медному кабелю 40GBASE-CR4 100GBASE-CR10
От 100 м по OM3 MMF 40GBASE-SR4 100GBASE-SR10
От 10 км по SMF 40GBASE-LR4 100GBASE-LR4
От 40 км по SMF 100GBASE-ER4
0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT