Der Weg zu 800G – neue Ethernet-Standards für mehr Geschwindigkeit

Single- und Multimode Applikationen für 800G

Das Wachstum der Cloud und vor allem der Ausbau von Hyperscale-Rechenzentren treibt die Übertragungsstandards für noch schnellere Ethernet-Netzwerke voran. Insbesondere Anwendungen mit KI (Künstlicher Intelligenz) oder ML (Machine Learning) sowie das vermehrte Arbeiten im Homeoffice führen dabei zu steigenden Bandbreiten.

Das Ethernet-Protokoll reagiert auf die wachsenden Anforderungen, indem es demnächst Geschwindigkeiten von 800 Gbit/s unterstützt. Darüber hinaus befasst sich das Ethernet Allianz bereits mit der auf 800 Gbit/s folgenden Übertragungsrate 1,6 TBit/s. Bei diesem schnellen Geschwindigkeitswachstum ist ein Ethernet Speed von 3,2 TBit/s bis 2025 und von 6,4 TBit/s bis 2028 in Planung.

Der Übergang von 400G zu 800G Transceivern

Aufgrund der wachsenden Bandbreitenbedarfe nimmt auch die Nachfrage nach optischen 800G Transceivern zu und ist folglich ein unvermeidlicher Trend in den nächsten Jahren. Marktforscher sehen 400G bis 2023 im Zenith stehen, bis 2025 setzt sich dann 800G durch. Getrieben werden diese hohen Stückzahlen, wie oben erwähnt, vor allem von Hyperscalern. Für kleinere Anwender oder selbst für große Enterprise Data Center erfolgt diese Entwicklung sicherlich erst in der zweiten Hälfte der 2020er Jahre, so die Einschätzung unseres Produktmanagers Harald Jungbäck.

800G Update Optics Transition — Quelle: 650 Group Market Intelligence Group © 2021

Die beiden Transceiver MSAs (Multi Source Agreement) OSFP und QSFP-DD 800 haben bereits Spezifikationen für 800G Transceiver vorgelegt. In diesem Blogbeitrag werfen wir einen Blick auf einige dieser Spezifikationen. Weitere Informationen zu allen Standards finden Sie im Video.

800G OSFP-Spezifikationen

800G Update Optics Modules — Quelle: ARISTA OSFP https://osfpmsa.org/ Andy Bechtolsheim @OFC 2021, Tuesday DSC2 Session

800G OSFP Singlemode-Applikationen basierend auf 400G-Technologie

Der 800GBASE-R-Standard legt den Basis-Layer von 800G-Netzwerken fest. Die Grundlagen für die 800GBASE-R-Spezifikationen sind die bestehenden 106,25G-Lanes, welche in 400G-Ethernet-Applikationen definiert wurden. Um größere Bandbreiten zu erreichen, wird die Anzahl der Gesamt-Lanes in Physical Coding Sublayers (PCS) von 4 auf 8 verdoppelt.

800G-DR4: Der Datentransfer der 800 GBit/s erfolgt dabei über vier parallele vollduplex Übertragungskanäle (lanes) à 200 Gbit/s mit PAM4 Kodierung (4x200G=800G). Reichweiten: 1 bis 2 km.
Mögliche Stecker: 4 x Singlemode MDC Duplex oder 4 x Singlemode SN Duplex

Singlemode MDC

MDC 4x (Quad-MDC)

©US Conec Ltd.

Singlemode SN PC 0°

SN 4x (Quad SN)

800G-FR4: Der Datentransfer der 800 GBit/s erfolgt dabei über vier parallele vollduplex Übertragungskanäle (lanes) à 200 Gbit/s mit PAM4 Kodierung (4x200G=800G). Reichweiten: 1 bis 2 km.
Stecker: Singlemode LC-Duplex.

Singlemode LC-Duplex

LC-Duplex

800G-DR8: Der Datentransfer der 800 GBit/s erfolgt dabei über acht parallele vollduplex Übertragungskanäle (lanes) à 100 GBit/s mit PAM4 Kodierung (8x100G=800G). Reichweitenversionen: eine bis 2km und eine bis 10km.
Mögliche Stecker: Singlemode MPO/MTP^® 16 oder Dual SM MPO/MTP^® 4+4 OCTO, 4 x Singlemode MDC Duplex oder 4 x Singlemode SN Duplex.

Singlemode MPO/MTP^®

4 + 4 (OCTO) mit APC 8° Schrägschliff

Singlemode MDC

MDC 4x (Quad-MDC)

©US Conec Ltd.

Singlemode SN PC 0°

SN 4x (Quad SN)

Singlemode MPO/MTP^®

MPO/MTP^®16 mit APC 8° Schrägschliff

Darüber hinaus wird die Spezifikation 800G-PSM8 von Google stark vorangetrieben: Der Datentransfer der 800 GBit/s erfolgt dabei über acht parallele vollduplex Übertragungskanäle (lanes) à 100 GBit/s mit PAM4 Kodierung (8x100G=800G). Reichweiten: bis zu 100m.
Stecker: Singlemode MPO/MTP^® 16
Quelle: Google @ OFC 2021, Monday SpE8, “OSA Booth, Tech Talk: Optics to Scale the Datacenter Network”

Singlemode MPO/MTP^®

MPO/MTP^®16 mit APC 8° Schrägschliff

800G OSFP Multimode-Applikationen

800G-SR8: Der Datentransfer der 800 GBit/s erfolgt dabei über acht parallele vollduplex Übertragungskanäle (lanes) à 100 Gbit/s mit PAM4 Kodierung (8x100G=800G). Reichweiten: bis zu 50m. Mögliche Stecker: Multimode MPO/MTP^® 16 APC 8° oder Dual MM MPO/MTP^® 4+4 OCTO, 4 x Multimode OM5 / OM5 MDC Duplex oder 4 x Multimode OM5 / OM5 SN Duplex. Bis zu einer Übertragungslänge von 50m passt hierfür perfekt das Verkabelungssystem PreCONNECT^® SEDECIM von Rosenberger OSI.

Multimode MPO/MTP^®

4 + 4 (OCTO) mit APC 8° Schrägschliff

Multimode MDC

MDC 4x (Quad-MDC)

©US Conec Ltd.

Multimode SN PC 0°

SN 4x (Quad SN)

Multimode MPO/MTP^®

MPO/MTP^®16 mit APC 8° Schrägschliff

Mögliche Steckverbinder

Wie man in der Übersicht der verschiedenen Applikationen sieht, sind hier unterschiedliche Glasfaser-Steckgesichter vertreten: LC-Stecker, MDC-Stecker, SN-Stecker und MPO/MTP^®-Stecker in diversen Ausführungen.

Der MDC-Stecker (MDC =Miniature Duplex Connector) von US Conec, Ltd. und der SN-Stecker (SN = Senko Nano) von SENKO Co. Ltd. haben einen sehr kleinen Formfaktor und gehören zur Kategorie der VSFF-Stecker - Very Small Form Factor. Sie bestätigen damit die Entwicklung der Glasfaser-Stecker hin zu äußerst kompakten, platzsparenden Stecker-Typen. Ziel ist es die Portdichte in Rechenzentren weiter zu erhöhen.

Nach Einschätzung unseres Produktmanagers Harald Jungbäck, hat der MDC-Stecker das Potenzial den Massenstecker LC-Duplex abzulösen, da er als Media Dependent Interface (MDI) bzw. Optical Interface der neuen OSFP, QSFP-DD und SFP-DD Transceiver entwickelt wurde. Rosenberger OSI unterstützte deshalb den MDC-Stecker als erster Kabelhersteller offiziell bereits seit September 2019.

Verkabelungslösungen für 800G-Rechenzentrumsnetzwerke

Um ein Netzwerk für 400G und zukünftige 800G-Anwendungen fit zu machen, gibt es vielfältige Lösungen. Mit einem skalierbaren RZ-Verkabelungssystem, das sich schnell und leicht an wechselnde Anforderungen anpassen lässt, ist eine einfache Migration möglich. Wie sieht die Technologie-Roadmap Ihres Unternehmens aus? Ist Ihre IT-Infrastruktur auf die steigenden Geschwindigkeitsanforderungen vorbereitet? Wenn Sie mehr zu diesem Therma erfahren wollen, kontaktieren Sie unsere Experten.

800GBASE-DR8/PSM8 Punkt-zu-Punkt-Verkabelung

PreCONNECT^® SEDECIM Patchkabel

PreCONNECT^® SEDECIM Breakout Trunk

Teilfrontplatte 1/3 MTP^®

Steckverbinder MTP^® 16

800GBASE-DR8/PSM8 to 8x50/8x100G SR/SW

Port Breakout mit MTP^®-Harnessen

PreCONNECT^® SEDECIM Patchkabel

PreCONNECT^® SEDECIM Breakout Trunk

PreCONNECT^® SEDECIM MTP^®-LCC Harness

Steckverbinder LCC

Teilfrontplatte 1/3 MTP^®

Steckverbinder MTP^® 16

Port Breakout mit MTP^®-Modul-Kassetten

1/3 MTP^® Modulkassette

Teilfrontplatten 1/3 MTP^®

PreCONNECT^® SEDECIM Patchkabel

Steckverbinder MTP^® 16

PreCONNECT^® SEDECIM Breakout Trunk

Steckverbinder LCC PPB

PreCONNECT^® SEDECIM Patchkabel LCC-PPB

Port Breakout mit Port Breakout Unit

Modulkassette SMAP-G2 HD 2 LC8 SM 1 MTP®16 mit Pigtail

1/3 Modul Kassette SMAP-G2 HD
2 x LC8 SM 1 x MTP^®16 mit Pigtail

PreCONNECT^® SEDECIM Patchkabel LCC-PPB

Autor:
Harald Jungbäck, Produktmanager LWL-Verkabelungssysteme

Harald Jungbäck bezieht sein LWL-Fachwissen aus seiner langjährigen Mitarbeit im Unternehmen Rosenberger OSI. 1993 begann er seine Laufbahn in der Produkt- und Fertigungsprozessentwicklung. Heute ist er als Produktmanager verantwortlich für den konsequenten Ausbau des Produktangebotes sowie den technologischen Innovationsprozess in diesem Bereich.

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800G OSFP-Spezifikationen

800GBASE-DR8/PSM8 Punkt-zu-Punkt-Verkabelung

800GBASE-DR8/PSM8 to 8x50/8x100G SR/SW

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