Technologie und Trend von 25G, 50G und 100G

10-Gigabit- und 40-Gigabit-Technologien haben sich in den letzten zehn Jahren entwickelt und einen beachtlichen Markt erobert. In den letzten Jahren werden 25 Gigabit/50 Gigabit/100 Gigabit-Technologien immer mehr in den Vordergrund gerückt und beginnen, sich in den kommenden Netzwerkimplementierungen durchzusetzen. Wir haben diese wachsenden Ethernet-Technologien nicht direkt entwickelt, um eine neue hohe Geschwindigkeit einzustellen, sondern um spezifische Marktanforderungen und Entwicklungen zu erfüllen. In diesem Artikel werden einige wesentliche25 Gigabit/50 Gigabit/100 Gigabit-Technologien vorgestellt, um den Gedanken dahinter zu verstehen.

Die Technologie von 25G:

Mit Blick auf Cloud-Computing-Rechenzentren erfolgte die offizielle Genehmigung von 25-Gigabit-Standards im Jahr 2016, viele Jahre später als bei 10G/40G/100G-Standards. Darüber hinaus liegt der größte Vorteil von 25 Gigabit in der SerDes-Technologie, die wir in der Hochgeschwindigkeitskommunikation für die Umwandlung serieller Daten in parallele Schnittstellen verwenden, wodurch die Anzahl der Verbindungen und E/A-Stifte verringert wird.

Viele Switches arbeiten mit SerDes und einem Standardtakt von etwa zehn Gigahertz, was eine Übertragungsrate von 10 Gigabyte begünstigt. Derzeit hat sich die SerDes-Technologie auf 25 Gigahertz verbessert. Diese Verbesserung führt zu Unterschieden in der Produktivität und den Kosten von 10G-, 40G- und 25G-Implementierungen. Durch die Nutzung der 25-Gigahertz-SerDes-Spur kann 25 Gigabit nur einen Weg mit 25 Gigabyte pro Sekunde nutzen, was einer Bandbreite von 10 Gigabit entspricht, die zweieinhalb Mal so groß ist wie die einer 10-Gigahertz-Spur. Bei der Umstellung von 10 Gigabit auf 25 Gigabit kann eine Neuverkabelung vermieden werden, da 25-Gigabit-Switches optische Small Form Factor Pluggable 28-Transceiver verwenden, die an LC-Glasfasern für 10 Gigabit angepasst sind. Darüber hinaus kann 25 Gigabit die vierfache Portdichte von 40-Gigabit-Switches bieten, die 4 10-Gigahertz-Spuren benötigen. Die Migrationswege 10G, 40G und 100G sind also zweifellos teuer, dafür aber weniger effektiv und skalierbar.

Die Technologie von 50G:

25 Gigabit weckt die Erwartung an hohe Kommunikationsraten auf dem Markt. Daher wurde 2018 der 50-Gigabit-Standard eingeführt, der eine ähnliche Architektur wie die 400-G- und 200-G-Standards aufweist und als kommende Hochgeschwindigkeitslösung für die Verbindung von Rechenzentren und Servern dient. 50-Gigabit-Implementierungen können die 25-Gigabit-Geräte innerhalb des aktuellen 100-Gigabit-Netzwerks wiederverwenden, um den Preis zu senken. So können die Kosten für 50 Gigabit fünfzig Prozent von 40 Gigabit betragen; dennoch kann die Funktionsfähigkeit um 25 % steigen. Die leistungsfähigste Technologie zur Erreichung der hervorragenden Leistung von 50 Gigabit ist PAM4.

Aus 50 Gigabit werden nach der FEC-Kodierung 53,125 Gigabit pro Sekunde, die wir nicht über eine elektrische Schnittstelle übertragen können, ohne die Integrität des Signals zu beeinträchtigen. Daher verwenden wir PAM4, um Bitpaare in nur einem Symbol abzubilden, wodurch eine allgemeine Markenrate wie 26. 5625 Giga Baud im Interesse von 50 Gigabit pro Sekunde pro Spur. Wir verwenden PAM4 häufig für Signalverbindungen mit überhöhter Geschwindigkeit, da es eine höhere Übertragungseffizienz zu einem niedrigeren Preis als das frühere NRZ bietet. PAM4 mit 50 Giga Baud bietet einen Weg zu 100 Gigabit durch eine 1*2*50* Giga Baud Struktur, die nur einen Laser benötigt, aber eine Verbesserung der Kommunikationsrate von 10 Gigabit auf 100 Gigabit erreicht.

Die Technologie von 100G:

Die ersten 100-Gigabit-Standards wurden 2010 verabschiedet, da sie den Anforderungen an eine hohe Geschwindigkeit und eine umfangreiche Übertragung gerecht werden. Darüber hinaus sind in den kommenden Jahren enorme Veränderungen zu beobachten. Es sieht so aus, als würde 100 Gigabit langsam 40 Gigabit in Rechenzentren verdrängen, und zwar aufgrund der guten Leistungsentwicklung, des Fortschritts in der industriellen Kette, der Integration technischer Lösungen und des Vorteils einer höheren Kommunikationsrate. Außerdem ist die Reichweite größer, was wir auf die verwendete DWDM-Technologie zurückführen.

Die 100-Gigabit-DWDM-Technologie bietet eine hohe Übertragungskapazität von mehr als einer Wellenlänge über große Entfernungen und wird hauptsächlich für die Hochgeschwindigkeits-Glasfaserkommunikation verwendet. Kohärente CFP-, CFP2- und CFP4-DWDM-Glasfasertransceiver sind für 100-Gigabit-DCI- oder MAN-Verbindungen bis zu 80 Kilometern geeignet, ansonsten für Langstreckenverbindungen über mehr als 1000 Kilometer, die verschiedene 10G-, 40G- und 100G-Dienste transportieren, um den wachsenden Anforderungen an übermäßige Bandbreiten gerecht zu werden. Darüber hinaus kann der Einsatz eines 100-Gigabit-DWDM-Mux-Ponders/Transponders den Umbau der Netzwerkstruktur umgehen, da er Transportkapazität und eine reibungslose Umwandlung zwischen 10G, 40G und 100G ermöglicht, da er Multi-Rate- und Multiprotokoll-Dienste multiplexiert.

Die Verbindung zwischen 25G, 50G und 100G:

25G, 50G und 100G sind heutzutage in Cloud-Computing-Rechenzentren weit verbreitet, und durch ihre Kombination kann ein Upgrade des 10G-, 25G-, 50G- und 100G-Netzwerks erreicht werden. Vor der Entwicklung von 25-Gigabit- und 50-Gigabit-Netzwerken war die Migration auf 10G, 40G und 100G sehr teuer und ineffektiv. Die Entwicklung von 25 Gigabit auf 100 Gigabit ist jedoch eine preisgünstige Lösung. Basierend auf 25 Gigabit können wir diese Migration durch 2x50 Gigabit oder 4x25 Gigabit Serializer/Deserializer Lanes erreichen, indem wir die neuesten Spine- und Leaf-Architekturen nutzen. Insgesamt bieten die 25G-, 50G- und 100G-Migrationspfade einen niedrigeren Preis für jede Bandbreiteneinheit, da die Switch-Port-Kapazitäten vollständig genutzt werden und die Basis für weitere Entwicklungen auf 200 Gigabit und 400 Gigabit gelegt wird. Die Lösung bietet eine hervorragende Übertragungseffizienz und -funktionalität sowie OPEX- und CAPEX-Einsparungen durch eine hohe Rückwärtsanpassungsfähigkeit und die Wiederverwendung der aktuellen Verkabelungsinfrastruktur.

Fazit:

Die aufkommenden Technologien 25G, 50G und 100G eignen sich für unterschiedliche Anforderungen der Branche und führen die Markttendenz an. Wir wissen sehr wohl, dass 25G, 50G und 100G jeweils ihre Vorteile in Bezug auf Leistung und Kosten für die Einführung anderer fortschrittlicher Technologien anstelle von 10 Gigabit und 40 Gigabit haben. Während die Anforderungen nie aufhören, wird auch die technologische Entwicklung nie aufhören, voranzuschreiten. Die Netzwerkorganisatoren erwarten ein Gleichgewicht zwischen der Wiederverwendung von Technologien und der Geschwindigkeit, um eine preisgünstige Lösung zu erhalten. Wir müssen abwarten und beobachten, was die Zukunft für uns bringt.