Visie van Leviton op de toekomst van 200 en 400 Gb/s-netwerken

Sinds eind 2018 leveren switch-fabrikanten 400 Gb-apparatuur. Toch is tot nu toe de adoptie van deze technologie beperkt gebleken. De industrie verwacht echter dat 400 Gb-snelheden medio 2020 echt zullen worden geaccepteerd. Volgens de in datacentertechnologie gespecialiseerde marktanalist Dell’Oro zal naar verwachting het aantal actieve 400 Gb-poorten rond 2023 ongeveer 15 miljoen bedragen.

De nieuwe 400Gb-switches zijn gebaseerd op 12,8Tb chips. Deze zorgen niet alleen voor veel hogere snelheden, maar ook voor een grotere netwerkdichtheid. De mogelijkheid voor switches om breakout-scenario’s met hoge dichtheid met 100 Gb-poorten mogelijk te maken, vertaalt zich in lagere totale ­gebruikskosten per poort. De vroege instappers zullen naar verwachting de grote cloud providers zijn, die steeds meer datacenterruimte opslokken. Deze datacenters migreren nu of in de nabije toekomst naar 100-, 200- en/of 400 Gb up-links.

Nieuwe 400 GB/S Transceiver Form Factors

Er zijn twee belangrijke transceiver form factors te onderscheiden voor 400 Gb. Dat zijn QSFP-DD en OSFP. Diverse switch-fabrikanten bieden de optie voor één van beide uitvoeringen aan. En in een beperkt aantal gevallen zijn ook beide opties beschikbaar. De QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable, Double Density) transceivers ondersteunen tot 32 poorten in een 1 Hoogte Eenheid (HE) -switch. Deze zijn volledig compatibel met de reeds bestaande QSFP+ en QSFP28-opties. De transceiver accepteert LC-, MTP- en CS-connectoren.

De OSFP (Octal Small Form-Factor Pluggable) transceivers kunnen ook tot 32 poorten in een 1RU-switch ondersteunen en accepteren dezelfde connector typen. Deze transceivers zijn met behulp van een adapter volledig compatibel met reeds bestaande QSFP-­poorten. Ze zijn ontworpen om toekomstige nieuwe-generatie-snelheden aan te kunnen, zoals bijvoorbeeld 800Gb.

De eerste 400 Gb-switches op de markt zijn afkomstig van de firma’s Arista, Cisco en Juniper. De Arista 7060 top of rack-switch biedt 32 poorten van 400 Gb in 1RU, met behulp van QSFP-DD of OSFP transceiver opties. De Cisco 3432 top of rack-switch biedt ook 32 poorten van 400 Gb/s in 1RU, met behulp van QSFP-DD transceivers. Bovendien biedt de 3408-switch van datzelfde Cisco een 4RU-chassis met 8 sloten. Ook de Juniper QFX5220-32D 1RU top of rack switch biedt 32 poorten gebaseerd op de QSFP-DD transceivers.

Favoriete opties

Een variabele die nog moet worden opgelost, is het aantal vezels dat wordt gebruikt om 400 Gb te leveren. Momenteel hebben switch-fabrikanten plannen voor connectoren met 2, 8, 16, 24 en in sommige gevallen zelfs 32 vezels (combinatie LC en MPO). Gezien de snelheid waarmee de markt reageert op hogere ­snelheden - en hoe snel de normalisatie­commissies hierop kunnen anticiperen - zijn sommige van de geïntroduceerde opties ­proprietary of wel bedrijfsspecifiek dan wel gebaseerd op multisource-overeenkomsten (MSA’s). Tussen de bedrijfsspecifieke oplossingen en de op standaarden gebaseerde ­oplossingen zitten nu een reeks opties waarbinnen momenteel een paar favorieten naar voren komen.

Van de 200 Gb transceiver-opties zijn er op dit moment slechts twee beschikbaar op de markt: 2x100-PSM4 single-mode en 2x100-SR4 multi-mode, zoals groen gemarkeerd in figuur 1. Dit zijn proprietary opties die door Cisco zijn geïntroduceerd. Beide vertrouwen op 24-vezel MTP-connectoren. Hoewel transceiver-opties met twee LC-vezels of 8-vezels tellende MTP-connectoren (de kolommen 1, 2 en 4 in figuur 1) zijn gedefinieerd in IEEE-normen, zijn deze nog niet op de markt geïntroduceerd.

De transceiver-snelheden die worden weergegeven in figuur 2 - kolommen 1, 2 en 5 - benadrukken de opties die de komende jaren naar verwachting het meest gaan voorkomen. Zowel 400G-FR4 als ­400G-SR4.2, oorspronkelijk op basis  van multi­source- overeenkomsten geïntroduceerd, worden momenteel ontwikkeld door IEEE. De 400G-FR4 wordt opgesteld onder IEEE P802.3cu en wordt naar verwachting medio 2021 gepubliceerd, terwijl 400G-SR4.2 wordt gedefinieerd door IEEE P802.3cm en is onlangs gepubliceerd.

De 400G-SR4.2 transceiver-specificatie ­gemaakt door de 400G BiDi MSA wordt ook wel de ‘400G-BD4.2’ genoemd. Andere 400 Gb transceivers die niet op deze lijst staan, bevatten interfaces die in ontwikkeling zijn en die meer dan tien kilometer transmissie-afstand zullen aankunnen.

Het is belangrijk op te merken dat de meeste 100-, 200- en 400 Gb transceiver-opties voor single-mode netwerken zijn, vanwege de bandbreedte en afstandsmogelijkheden. Deze trend is ook gedeeltelijk het ­gevolg van dalende kosten. Dat is het gevolg van de acceptatie door cloud-bedrijven die met hun grote koopkracht de kosten van ­single-mode optische transceivers drastisch hebben verlaagd. Daarnaast speelt het feit, dat de normcommissie door is gegaan met het promoten van meer single-mode opties voor hogere snelheden. Naarmate deze trend zich voortzet, zal de markt naar het zich laat aanzien single-mode een meer aantrekkelijke optie vinden daar deze op de langere termijn een beduidend gunstiger economisch model zal blijken.

Keuzes voor een toekomstig migratiepad

Met de vele, voornoemde, transceiver opties voor 100-, 200- en 400 Gb in zowel single-mode als multi-mode, is het belangrijk om een bekabelingsontwerp te plannen dat meerdere technologische vernieuwingen aankan. Dit beschermt de gedane investeringen en geeft een verbeterde ‘Return on ­Infrastructure Investment’ (ROii).

Leviton’s single-mode en multi-mode bekabelingssystemen voldoen niet alleen aan de huidige bandbreedte vereisten, maar bieden ook de flexibiliteit die nodig is om te voldoen aan toekomstige netwerk vereisten, waaronder 100G, 400G en hoger. Deze systemen bevatten hoge poortdichtheid patch-oplossingen, oplossingen voor snelle implementatie en op basis van klantspecificatie aanpasbare trunks en kabel-assemblages die datacenter beheerders de exacte oplossing bieden die ze nodig hebben, snel geleverd vanuit onze Make-To-Order faciliteiten in de US en UK. 

Gary Bernstein is Senior Director of Product Management, Fiber and Data Center Solutions