Die Migration zu 400G - Schwierigkeiten & Lösungskonzepte!

Der rapide Anstieg in der Nachfrage nach größeren Bandbreiten hat Rechenzentrumsbetreiber zu massiven Aufrüstungen gezwungen. Es gab Zeiten, da war 10G angesagt. Später dann ersetzte 40G 10G. Heutzutage ist 100G die meist verbreitete Technologie. Allerdings ist heute bereits 400G offiziell verfügbar und die IEEE arbeitet schon an 800G. Viele Betreiber von Rechenzentren haben angefangen ihre Infrastruktur nach 400G hin aufzurüsten, manche sind allerdings noch etwas skeptisch. Bei dieser Hochrüstung gibt es einige spezifische Schwierigkeiten. Heute haben wir einige entscheidenden Informationen für unsere Leser, was die Aufrüstung von 40G, 100G oder 200G zu 400G hin betrifft.

40G/100G zu 400G Migration - Herausforderungen

400G ist eine neue Technologie und seine Abwärtskompatibilität mit bereits bestehenden Infrastrukturen kann Probleme bereiten. Wie wir bereits wissen, wurde für 400G ein gänzlich anderer Formfaktor entwickelt (QSFP-DD, OSFP, CFP8 usw.). Leider ist OSFP nicht abwärts kompatibel, da die Steckverbindung weiter und länger ist als die der QSFP Serie.

Was die Abwärtskompatibilität betrifft ist 400G QSFP-DD die bessere Wahl, da QSFP-DD Ports steckbare 100G und 10G Transceiver unterstützen. Glücklicherweise sind schnelle Migrationen immer noch möglich und wir haben einige großartige Produkte dafür am Markt, von denen wir einige heute erörtern wollen. An dieser Stelle sei erwähnt, dass der CFP8 Standard oft außen vor ist wegen seiner nicht unwesentlichen Größe.

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Die Abwärtskompatibilität von QSFP-DD Ports

Wie zuvor bereits erwähnt können 40G QSFP oder 100G QSFP Module in jeden QSFP-DD Port gesteckt werden. Bei diesem Arrangement sind keinerlei Adapter notwendig. Allerdings muss der QSFP-DD Port richtig konfiguriert werden (die Datenrate muss entweder auf 40G oder 100G gesetzt werden) wobei in dieser Konfiguration keine 400G möglich sind.

Wie passen QSFP Module an OSFP Ports?

40G oder 100G QSFP Module können nicht ohne weiteres an OSFP Ports gesteckt werden. Das liegt am Design der OSFP Ports. Allerdings kann diese rein mechanische Hürde durch einen gänzlich passiven Adapter umgangen werden.

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Der oben gezeigte Adapter hilft Endanwendern mit der beschränkten Abwärtskompatibilität von OSFP. CBO bietet einen MSA konformen OSFP auf QSFP28 Adapter/Konverter (Teile Nr. BO-OSFP-QSFP28). Dieser Konverter kann einen jeden 400G OSFP Port in einen 100G QSFP28 Port umwandeln. Allerdings kann ein solcher Port nicht bei einer Datenrate von 400G betrieben werden. Diese sollte auf 100G konfiguriert werden. Der OSFP auf QSFP28 Adapter ist eine ideale Lösung für die, die ihr Hochgeschwindigkeitsnetzwerk weiter ausbauen wollen.

400G auf 40G/100G Direct Attach Breakout Leitung (DAC)

Direct Attach Breakout Kabel sind in verschiedenen Konfigurationen erhältlich. Diese Leitungen erlauben das Aufsplitten einer 400G Leitung in mehrere 100G und 40G Datenströme. Auf diese Weise kann ein einzelner OSFP oder QSFP-DD Port mit mehreren QSFP28 Ports verbunden werden. Ein Ende der Leitung (Konnektor A) hat einen OSFP Steckverbinder. Das andere Ende (Konnektor B) bringt verschiedenste Steckverbinder mit sich wie beispielsweise QSFP28, SFP56 oder QSFP56. DAC Breakout Kabel sind kupferbasiert und somit nur für kurze Strecken einsetzbar.

Mittels dieser Leitungen kann ein 400G Datenstrom in mehrere 100G, 200G oder 50G Datenströme aufgeteilt werden. Hierbei ist wichtig zu verstehen, dass diese Art Leitung keine signalverarbeitende Elektronik enthält. Deshalb sind diese passiven Leitungen nicht zu empfehlen wenn der eingesetzte Switch keine Signalkonditionierung beherrscht. Wird Signalkonditionierung benötigt, sollten nur aktive Direct Attach Breakout Kabel verwendet werden. CBO bietet eine umfassende Auswahl an Direct Attach Kabel in folgenden Variationen:

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OSFP Direct Attach Breakout Kabel (Passiv)

400GBASE-CR8 OSFP zu 4 X QSFP28 (400G zu 4 x 100G)
400GBASE-CR8 OSFP zu 8 X SFP56 (400G zu 8 x 50G)
400GBASE-CR8 OSFP zu 2 X QSFP56 (400G zu 2 x 200G)

QSFP-DD Direct Attach Breakout Kabel (Passiv)

400GBASE-CR8 QSFP-DD zu 4 X QSFP28 (400G zu 4 x 100G)
400GBASE-CR8 QSFP-DD zu 8 X SFP56 (400G zu 8 x 50G)
400GBASE-CR8 QSFP-DD zu 2 X QSFP56 (400G zu 2 x 200G)

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400G zu 40G/100G/200G Aktive optische Breakout Kabel

Anders als in Direct Attach Kabel, wird in aktiven optischen Leitungen Glasfaser als Transportmedium verwendet. In diesem Breakout Arrangement wird dadurch eine größere Reichweite ermöglicht. Ein Ende dieser Leitung ist ein 400G Transceiver. Am anderen Ende sind mehrere 40G oder 100G Transceiver verfügbar. Dadurch können 400G aktive optische Breakout Leitungen als Brücke zwischen 400G und 40G/100G/200G Netzwerken dienen. Diese Leitungen kommen mit DOM (Digital Optical Monitoring) und DDM (Digital Diagnostics Monitoring) Interfaces. Das ermöglicht dem Nutzer Zugriff auf alle kritischen Parameter in Echtzeit, unter anderem: Laser Biasstrom, Versorgungsspannung und die Ein- und durchschnittliche Ausgangsleistung des Lasers.

Aktive optische Breakout Leitungen für 400G sind mit integrierter Elektronik ausgestattet und bieten große Übertragungsreichweiten. Allerdings verbrauchen diese Leitungen weitaus mehr Strom als herkömmliche Direct Attach Leitungen. CBO bietet eine ganze Reihe an Aktiven optischen 400G Direct Attach Leitungen. Folgend ein Auszug aus ihrem Produktportfolio.

OSFP Aktive optische Breakout Kabel

400GBASE-SR8 OSFP zu 4 x QSFP28 (400G zu 4 x 100G)
400GBASE-SR8 OSFP zu 8 x SFP56 (400G zu 8 x 50G)
400GBASE-SR8 OSFP zu 2 x QSFP56 (400G zu 2 x 200G)

QSFP-DD Aktive optische Breakout Kabel

400GBASE-SR8 QSFP-DD zu 4 x QSFP28 (400G zu 4 x 100G)
400GBASE-SR8 QSFP-DD zu 8 x SFP56 (400G zu 8 x 50G)
400GBASE-SR8 QSFP-DD zu 2 x QSFP56 (400G zu 2 x 200G)

Fazit:

Rechenzentrumsbetreiber, die sich Richtung 400G orientieren wollen, stehen verschiedensten Schwierigkeiten gegenüber. Mittlerweile gibt es dafür aber bereits viele Lösungsmöglichkeiten. Die Abwärtskompatibilität von QSFP-DD und die Verfügbarkeit diverser Breakout Kabel erlaubt Endverbrauchern ein nahtloses und unkompliziertes Aufrüsten. Dazu kommt, dass die hotplug fähigen aktiven optischen Breakout Kabel einen Umbau von Netzwerkrouten ermöglicht während diese online sind. Wenn man das Tempo beobachtet, mit welchem das weltweite Internet wächst, ist ein Upgrade auf 400G unumgänglich.