`

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

 

На пути к Terabit Ethernet

Статья опубликована в №18 (684) от 26 мая

+11
голос

О Terabit Ethernet (так упрощенно называют технологию Ethernet со скоростью передачи 1 Тб/с) мир услышал из уст создателя Ethernet Боба Меткалфа примерно год назад на конференции Optical Fiber Communication Conference and Exposition. Основным стимулом для его появления будет беспрецедентный рост трафика в Интернете, объем которого, по предсказанию футуролога Джорджа Гилдера (George Gilder), через шесть лет достигнет зетабайта (1 с 21 нулем).

На пути к Terabit Ethernet
Боб Меткалф: «Выражение "сеть – это компьютер" может быть справедливо только в том случае, когда сеть столь же быстра, как компьютер, или быстрее»

Боб Меткалф предположил, что технология будет разработана к 2015 г., правда, не выразив при этом какой-либо уверенности, ведь для этого придется решить немало проблем. «Чтобы реализовать Ethernet 1 Тб/с, необходимо преодолеть множество ограничений, включая 1550-нанометровые лазеры и модуляцию с частотой 15 ГГц. Для будущей сети нужны новые схемы модуляции, а также новое оптоволокно, новые лазеры, в общем, все новое, – сказал Меткалф. – Неясно также, какая сетевая архитектура потребуется для ее поддержки. Возможно, оптические сети будущего должны будут использовать волокно с вакуумной сердцевиной или углеродные волокна вместо кремниевых. Операторы должны будут внедрять больше полностью оптических устройств и оптику в свободном пространстве (безволоконную)». Однако, по его мнению, ключевой технологией, которая может обслужить дальнейший рост трафика, станет одна из разработанных в предыдущем десятилетии – DWDM.

Как же складывалась технологическая обстановка вокруг этого прогноза и что вселяет надежды на то, что довольно смелое предсказание так или иначе сбудется?

За восемь лет со времени своего дебюта в 2001 г. коммутаторы 10GbE стали гораздо доступнее, упав в цене приблизительно с 40 тыс. долл до 4 тыс. Ожидается, что к концу года они подешевеют еще на 30%. Несмотря на глобальный экономический кризис, объем рынка в 2008 г., по данным аналитической компании Infonetics, удвоился. Правда, большинству кампусных ЛВС достаточно пропускной способности 100 Мб/с, но имеются примеры установки коммутаторов 1GbE и 10GbE на уровне серверов и магистралей, а также использования оптоволокна между серверами. Заслуживает внимания и тот факт, что скорости беспроводных ЛВС хотя и медленно, но приближаются к проводным.

Согласно наблюдениям Груп- пы 802.3ba, требования к полосе пропускания для вычислительных задач и приложений ядра сети растут с разными скоростями, что определяет необходимость двух соответствующих стандартов для следующих поколений Ethernet. Серверы, высокопроизводительные вычислительные кластеры, лезвийные системы, SAN и NAS используют в настоящее время технологии 1GbE и 10GbE, при этом в 2007 и 2008 гг. был отмечен значительный рост последней.

Сегодня перед индустрией, конечно, стоят более близкие во времени цели, чем Terabit Ethernet. Большинство производителей сетевого оборудования основное внимание уделяют технологии 10GbE, разрабатывая, в частности, эффективные по стоимости интерфейсы для медного кабеля, чтобы заказчикам не нужно было модифицировать свою сетевую инфраструктуру на базе оптоволокна.

Группа 802.3ba работает над стандартами 40GbE и 100GbE с конца 2006 г. Рассмотрев перспективы для систем ввода-вывода для серверов и вычислительных задач, включая агрегацию серверного трафика, Группа пришла к выводу, что 40GbE имеет значительный рыночный потенциал. Что касается приложений для ядра сети, то они продемонстрировали требования к полосе пропускания за пределами существующих возможностей и превышающие предполагаемые запросы вычислительных задач. Коммутация, маршрутизация, агрегация каналов в центрах данных, интернет-трафик, требовательные к полосе пропускания приложения, такие как видео по запросу и высокопроизводительные вычисления, нуждаются в технологии 100GbE.

Ожидается, что продукты, поддерживающие предварительные стандарты, – сетевые интерфейсные карты для серверов и коммутаторы – появятся на рынке во второй половине следующего года, вскоре после ратификации стандартов в июне 2010 г. В то же время руководитель Группы и главный ученый-исследователь компании Force 10 Networks Джон Д'Амброзиа (John D'Ambrosia) говорит, что уже сегодня спрос на эти высокоскоростные технологии ограниченный. Его поддерживает Джордж Циммерман (George Zimmerman), CEO компании SolarFlare, производителя устройств физического уровня Ethernet. Он отмечает, что 10GbE уже насытили уровень доступа больших сетей и будут мигрировать на уровень клиентов, создавая предпосылки для использования 40/100GbE на уровне распределения и в ядре сети.

Рассмотрим теперь вкратце те предпосылки, которые позволили Бобу Меткалфу достаточно уверенно заявить о Terabit Ethernet.

Еще в 2001 г. Siemens/WorldCom и NEC/Nortel продемонстрировали в тестовом режиме передачу данных со скоростями 3,2 Тб/с и 6,4 Тб/с соответственно, но первый набор жизнеспособных решений формируется только сейчас.

В журнале Optics Express от 16 февраля 2009 г. была опубликована статья, подробно рассказывающая об усилиях исследователей из Австралии, Дании и Китая, стремящихся показать реальность работы Terabit Ethernet по стандартным оптоволоконным кабелям. Им удалось создать чип, который успешно читает данные, передающиеся по оптическому каналу со скоростью 640 Гб/с. Прорыв был сделан со стороны не передающих лазеров, где можно увеличить скорость передачи, а приемника, где нужны очень высокая скорость приема (демультиплексирования) и отсутствие ошибок – для того, чтобы отсортировать множество сигналов на разных длинах волн, которые мультиплексируются на передающей стороне.

Новая технология приема основана на оптическом волноводе длиной 5 см, что является поистине революционным, поскольку конкурирующая технология использовала специальное оптоволокно длиной 50 м. Исследователи говорят, что компактный размер волновода позволяет интегрировать его с другими компонентами для изготовления более быстрых оптических чипов.

Современные высокоскоростные оптические сети используют мультиплексирование с разделением по времени, что формирует 10 каналов по 10 Гб/с каждый. Для того чтобы демультиплексировать такой поток, вводится второй управляющий световой сигнал, с помощью которого считываются отдельные каналы. В демультиплексорах этот процесс выполняется на катушках оптоволокна такой большой длины, что полезный и управляющий сигналы расфазируются. Устройство, предложенное исследователями, имеет малую длину оптоволокна, и дисперсия не является проблемой.

Экспериментальное полностью оптическое демультиплексирование выполняется посредством чипа, сделанного из халькогенида – трисульфида мышьяка As2S3. По словам руководителя группы Лео Спикмена (Leo Spiekman), эта технология позволит достичь скорости 1 Тб/с в одном канале сети Ethernet.

На прошедшей в конце марта в Сан-Диего (штат Калифорния) Optical Fiber Communication Conference and Exposition разработчики из AT&T, NEC и Corning Research объявили об успешной попытке передачи данных со скоростью 32 Тб/с по одиночному оптическому волокну. Протяженность экспериментальной сети составляла более 580 км, а сама сеть была сформирована из семи сегментов, каждый из которых состоял из одноступенчатого оптического усилителя на базе легированного эрбием оптоволокна и секции оптоволокна со сверхнизкими потерями Corning SMF-28 ULL, соответствующего стандартам ITU G.652. Для передачи использовались технологии 100 Гб/с и 320 отдельных каналов.

Естественно, возникает вопрос, действительно ли сети будут нуждаться в такой пропускной способности даже в 2015 г.? Однако технологии не должны отвечать сиюминутным потребностям, иначе мы до сих пор оставались бы в каменном веке. Правда, часто необходимость становится стимулом для изобретений, но с другой стороны, исследователи могут ее формировать. С приходом технологии Terabit Ethernet у приложений появятся практически неограниченные возможности. Она откроет двери для видеоконференций в высоком разрешении, поддержит документооборот, насыщенный изображениями, в котором нуждаются многие отрасли, такие как медицина, образование и ряд других, ее будут приветствовать ученые, конструкторы и индустрия развлечений.

+11
голос

Напечатать Отправить другу

Читайте также

А уверен что Боб Меткалфа прав, такие скорости не за горами ...

 
 
IDC
Реклама

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