Die Zukunft von Ethernet: sechs neue Geschwindigkeiten von 2,5 GE bis 400 GE - Root.cz

2022-10-27 10:56:19 By : Ms. Susan Zhou

Passwort oder Name vergessenEthernet ist seit über 30 Jahren bei uns und derzeit verwenden wir hauptsächlich 1GE-, 10GE- und 100GE-Geschwindigkeiten, wir können auch 40GE treffen.Greg Hankins stellte auf der RIPE70-Konferenz die unmittelbare Zukunft der Ethernet-Entwicklung vor.Wir erwarten eine Erweiterung des Geschwindigkeitsportfolios, und in den kommenden Jahren werden mehr Geschwindigkeiten hinzukommen, als wir in dreißig Jahren Entwicklung haben.Die gesamte Entwicklung ist in der folgenden Grafik übersichtlich zusammengefasst, die auch den Ausblick auf die nächsten fünf Jahre zeigt:Wir können uns auf schnellere, aber auch langsamere Schnittstellen einstellen – 2.5GE, 5GE, 25GE und 400GE warten definitiv auf uns;vielleicht kommen ja später noch 50GE und 200GE.Unterschiedliche Geschwindigkeiten werden durch unterschiedliche Marktanforderungen bestimmt – unterschiedliche Implementierungen erfordern unterschiedliche Parameter: Geschwindigkeit, Entfernung und Kosten.Die neuen Spezifikationen werden also genau diese Anforderungen widerspiegeln.Sie fragen sich vielleicht, warum wir diese Geschwindigkeiten wollen, wenn wir schon lange 10GE haben.Aus dieser Sicht ist es wirklich eine Reduzierung der Geschwindigkeiten, aber aus Sicht des klassischen 1GE ist es im Gegenteil eine Beschleunigung.Das Schlüsselwort hier ist Verkabelung.Höhere Geschwindigkeiten erfordern Cat 6A- oder 8-Verkabelung, während für Gigabit 5e oder 6 ausreichen.Gleichzeitig wird Gigabit heute verwendet, um den größten Teil der Terminalinfrastruktur, einschließlich drahtloser Zugangspunkte (AC), zu verbinden.Gleichzeitig schafft es modernes WLAN, nach dem 802.11ac-Standard zu kommunizieren, dessen Leitungsgeschwindigkeit heute mehr als 3 Gigabit und in Zukunft bis zu 7 Gigabit bewältigen kann.Gleichzeitig wird ein Nachfolger von 802.11ax vorbereitet, der innerhalb von fünf Jahren eine weitere vierfache Beschleunigung bieten soll.Das aktuelle Gigabit reicht jedoch nicht aus, um die schnellsten drahtlosen Punkte mit Strom zu versorgen, und eine langsame Verbindung zum Rest des Netzwerks verringert ihre Geschwindigkeit erheblich.Daher wächst die tatsächliche Notwendigkeit, höhere Kapazitäten als 1GE zu verwenden.Daher wird eine 2,5GE- und 5GE-Variante vorbereitet, die gegenüber 10GE zwei große Vorteile haben wird: Sie kann die vorhandene Verkabelung für 1GE nutzen und unterstützt im Gegensatz zu 10GE PoE, was für die Stromversorgung von WLAN-Routern unerlässlich ist.Kabel der Kategorien 5e und 6 sind heute weit verbreitet und in Gebäuden nur sehr schwer auszutauschen.Zudem wächst die von ihnen geschaffene Infrastruktur in Gebäuden tendenziell mit und wird uns noch lange begleiten.Laut der NGEABT Study Group [PDF] sind weltweit 56 Millionen Kilometer dieser Verkabelung installiert.An diesen neuen Geschwindigkeiten arbeitet die Entwicklungsgruppe, die auf beiden Verkabelungsarten eine Distanz von 100 Metern erreichen sollen und zudem PoE mit einer maximalen Leistung von 60 W bieten. Bereits 2016 sollten wir mit dem Standard und den ersten Netzwerkelementen rechnen.Ein weiteres neues Feature wird 25GE für Rechenzentren sein, Greg Hankins sagt, „25GE ist das neue 10GE“.Das Problem bei der acht Jahre alten 40GE-Technologie besteht darin, dass es sich tatsächlich um die Zusammenführung von vier 10GE-Leitungen handelt, was zu einer relativ geringen Effizienz führt.Entwickler wollen die vorhandene 25GE-Technologie nutzen, die auch im aktuellen 100GE viermal versteckt ist.Das Ergebnis sollte ein effizienter und leistungsstarker 25GE-Kanal sein, der ein kompaktes und kostengünstiges SFP28-Medienmodul verwendet.Jetzt kommt eine ganze Reihe von 3,2 Tb/s Switch-Chips auf den Markt, die mit 25GE-Technologie deutlich besser genutzt werden können.Konkret ist es möglich, mit diesem Chip 28 40GE-Leitungen und 4 100GE-Uplinks zu schalten oder 96 25GE-Leitungen und 8 100GE-Uplinks zu verwalten.Mit einer einfachen Rechnung kann man darauf kommen, dass der Chip auch im zweiten Fall doppelt so stark genutzt wird und voll ausgenutzt werden kann.Standards für bis zu 30-Meter-Verbindungen mit vierpaariger Verkabelung (gemäß ISO/IEC JTC1 SC25 WG3 und TIA TR-42.7) und bis zu 5-Meter-Verbindungen mit Twinax werden vorbereitet.Standards werden im Laufe des Jahres 2016 erwartet.Dass am Markt echtes Interesse an 25GE besteht, beweist die Existenz der im vergangenen Jahr gegründeten 25 Gigabit Ethernet Consortium Group, die einen eigenen Standard außerhalb des IEEE entwickelt.Das Ergebnis sollte 25GE und 50GE (das sind 2x25GE) sein und die Gruppe umfasst Unternehmen wie Arista, Broadcom, Google, Mellanox und Microsoft.Laut Greg Hankins ist die Situation rund um das 40GE-Ethernet sehr gut, es gibt eine Reihe verschiedener Varianten und Standards, der neueste erlaubt die Kommunikation bis zu 40 km und erlaubt damit den Aufbau von hochleistungsfähigen Langstreckenverbindungen.Außerdem sollen wir nächstes Jahr die 40GBASE-T-Technologie sehen, die es ermöglicht, 40 Gigabit über eine Entfernung von 30 Metern mit einer Cat-8-Verkabelung zu übertragen.Es wird interessant sein zu sehen, wie 25GE- und 40GE-Technologien miteinander konkurrieren und ob sie sich in Rechenzentren ergänzen werden.Der Lebenszyklus der meisten Technologien lässt sich durch eine Glockenkurve beschreiben.In der ersten Phase wird es von den fortgeschrittensten Benutzern eingesetzt, später wird die Massenexpansion beginnen, und schließlich werden die Langsamsten die Chance nutzen.In ähnlicher Weise hat sich auch die 100GE-Bereitstellung in den letzten fünf Jahren entwickelt, wie in der folgenden Grafik dargestellt:Heute befinden wir uns in der mittleren Phase, in der 100 GE zu einem gängigen Gut geworden ist.Wir haben uns von den ersten Ein- oder Zwei-Port-Karten wegbewegt, wir wechseln zu Zwölf-Port-Karten, und wir werden in den kommenden Jahren eine noch stärkere Integration und weitere Preissenkungen sehen.Die erste Gerätegeneration nutzte zehn parallele 10GE-Leitungen, die zweite läuft bereits auf den bereits erwähnten 4x25GE.Theoretisch könnten wir in den kommenden Jahren mit 100GE SFP rechnen, was eine weitere Steigerung der Portdichte ermöglichen würde.Gerade bei den Modulen fand eine große Entwicklung statt, die ursprünglichen CFPs waren riesig, sehr energieintensiv und teuer.Manchmal kosten sie genauso viel wie die Karte selbst.Die aktuelle Generation baut auf QSFP28 und CFP4 auf, wodurch die Portdichte erhöht und neue Fabriken mit einer Kapazität von bis zu 3,2 Tbps bereitgestellt werden können.Das Ergebnis werden Karten mit bis zu 44 oder 32 Ports sein.Laut Hankins werden wir noch eine ganze Weile mit mehreren Lambdas festsitzen, weil wir immer noch mindestens eine Generation von einer echten 100-Gigabit-Leitung entfernt sind.Laut Greg Hankins sieht es sehr attraktiv aus, 1TE zu haben, und mit der Zeit werden solche Geschwindigkeiten in den Backbone-Netzwerken wirklich benötigt.Aber derzeit ist die Technologie so komplex und teuer, dass ein Terabit sehr unpraktisch und unwirtschaftlich ist.Wenn wir etwas herstellen, das niemand kauft, scheitern wir.Zum Beispiel, wenn jemand es kauft und es nicht funktioniert.Daher müssen eine Reihe unterschiedlicher Variablen berücksichtigt werden, darunter Marktanforderungen und technische Möglichkeiten.Daher wird der nächste Schritt wahrscheinlich 400GE sein.Die Entwicklung ist bereits im Gange, derzeit wird der Standard 400GBASE-SR16 vorbereitet, der auf 16 parallelen MMF-Leitungen basiert.Das Ziel ist es, eine Schnittstelle zu schaffen, die eine effizientere Alternative zur aktuellen Kombination von 4x100GE bietet, so wie 40GE die Kombination von vier 10GE-Leitungen erfolgreich ersetzt.Es gibt mehrere mögliche Ansätze, um die Geschwindigkeit zu erhöhen: Ändern der Modulation, Erhöhen der Anzahl von Lambdas oder Erhöhen der Anzahl von Threads.Es gibt nicht die eine beste Lösung, jede hat unterschiedliche Eigenschaften und Nachteile.Für die kürzeste Entfernung von 100 m wurde bereits eine Lösung gewählt, aber wenn wir zu längeren Entfernungen (bis zu 10 km) übergehen, kann eine andere Kombination von Technologien gewählt werden.Darüber wird es auf der IEEE sicherlich eine ausführliche Diskussion geben.Die 400GE-Technologie soll irgendwann im Jahr 2017 verfügbar sein und es ist bereits möglich, die Entwicklung der einzelnen Module vorherzusagen.Die erste Generation von CDFP-Modulen wird die erwähnten 16 Signale von jeweils 25GE verwenden, später wird CFP2 mit 8×50GE kommen.Ein paar Jahre später wird ein neues CFP4- oder QSFP100-Modul eintreffen, das 4 × 100 GE bietet.In diesem Moment wird es durch Hinzufügen weiterer Lambdas möglich sein, das gewünschte Terabit zu erreichen.Aber wir sprechen bereits von der Zeit in fünf oder mehr Jahren.Es ist deutlich zu sehen, dass in der heutigen Zeit schneller nicht automatisch mehr bedeutet.Anstatt die Geschwindigkeiten unverblümt zu erhöhen, versucht Ethernet daher, sein Angebot für verschiedene Marktsegmente zu diversifizieren.Endnetzwerke erfordern einen effizienten und einfach bereitzustellenden Ersatz für 1GE, während Rechenzentren eine größere Bandbreite an Geschwindigkeiten mit deutlich besserer Integration und Energieeinsparungen begrüßen werden.Mit zunehmender Geschwindigkeit funktioniert das „zehnmal schneller zum dreifachen Preis“-Modell, das von 10ME bis 100GE reichte, nicht mehr.Im Moment erscheint es vorteilhafter, die Geschwindigkeit mit vier oder acht zu multiplizieren: 4×10GE, 4×25GE und 8×50GE.Neue Technologien, die auf 50GE-Verbindungen basieren, bieten dann andere logische Optionen wie 1×50GE oder 4×50GE.Petr Krčmář arbeitet als Chefredakteur des Servers Root.cz.Er hat Informatik und Medien studiert, ist also hin- und hergerissen zwischen den beiden Bereichen.Beides versucht er so gut er kann.Wir geben dem Internet Content.