400G數(shù)據(jù)中心部署挑戰(zhàn)及解決方案

隨著技術(shù)的進步，視頻流、人工智能和數(shù)據(jù)分析等特定行業(yè)應(yīng)用，日益要求提高數(shù)據(jù)速度和滿足海量帶寬需求。400G技術(shù)及其下一代光收發(fā)器通過創(chuàng)新服務(wù)為用戶帶來全新體驗，允許更快、同時處理更多數(shù)據(jù)。

大型數(shù)據(jù)中心和面臨數(shù)據(jù)流量問題的企業(yè)，采用400G解決方案來改善運營工作流程并確保更好的經(jīng)濟效益。下面簡要概述了400G的興起、部署該技術(shù)的挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

400G數(shù)據(jù)中心的崛起

多個數(shù)據(jù)中心快速過渡到400G正在改變網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和構(gòu)建方式。這項下一代技術(shù)的一些關(guān)鍵驅(qū)動因素包括云計算、視頻流、人工智能和5G，它們推動了對高速、高帶寬和高度可擴展解決方案的需求。智能設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)、社交媒體和其他即服務(wù)模式產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)也在加速這一400G轉(zhuǎn)型。

升級到400G數(shù)據(jù)中心的主要好處是增加了高端部署所需的數(shù)據(jù)容量和網(wǎng)絡(luò)功能。該技術(shù)還提供更高的功率、效率、速度和成本節(jié)省。單個400G端口比四個單獨的100G端口便宜得多。同樣，通過提供高密度、可靠且低成本的每比特部署，增加的數(shù)據(jù)速度可以方便地進行擴展和擴展。

400G的工作原理

在討論部署挑戰(zhàn)和解決方案之前，我們先來了解一下400G的工作原理。首先，400G以太網(wǎng)鏈路的實際線路速率或數(shù)據(jù)傳輸速度為425Gbps。額外的25位建立了前向錯誤連接(FEC)程序，用于檢測和糾正傳輸錯誤。

400G采用4級脈沖幅度調(diào)制(PAM4)來組合更高的信號和波特率。這使數(shù)據(jù)速率比當(dāng)前的非歸零(NRZ)信號高出四倍。借助PAM4，運營商可以為不同的外形尺寸（即OSFP和QSFP-DD）實現(xiàn)4通道100G或8通道50G。這種光收發(fā)器架構(gòu)支持通過并行光纖或多波長進行高達400Gbit/s的傳輸。

部署挑戰(zhàn)和解決方案

設(shè)備之間的互操作性

400G部署引入的PAM4信號會導(dǎo)致400G端口與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間出現(xiàn)互操作性問題。也就是說，現(xiàn)有的NRZ交換機端口和收發(fā)器無法與PAM4互操作。在網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器、存儲和其他設(shè)備之間部署網(wǎng)絡(luò)分支連接時，通常會遇到這一挑戰(zhàn)。

400G收發(fā)器使用4條100G通道或8條50G通道進行傳輸和接收，電接口和光接口均使用PAM4信號。然而，傳統(tǒng)的100G收發(fā)器在電接口和光接口上均設(shè)計為4條25GNRZ信號通道。這兩者無法互操作，需要基于收發(fā)器的解決方案。

其中一個解決方案是支持光學(xué)端100GPAM4和電氣端4X25GNRZ的100G收發(fā)器。該收發(fā)器在收發(fā)器變速箱內(nèi)執(zhí)行NRZ和PAM4調(diào)制之間的重新定時。這些收發(fā)器的示例包括QSFP28DR和FR，它們與傳統(tǒng)100G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備完全可互操作，以及QSFP-DDDR4和DR4+分支收發(fā)器。后者是并行系列模塊，可接受帶有分支的MPO-12連接器，以連接到LC連接器，從而連接FR或DR收發(fā)器。

過多的鏈路抖動

鏈路抖動是由于光纖連接上出現(xiàn)一系列錯誤或故障而導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸過程中發(fā)生的故障。發(fā)生這種情況時，兩個收發(fā)器都必須執(zhí)行自動協(xié)商和鏈路訓(xùn)練(AN-LT)，然后數(shù)據(jù)才能再次流動。如果鏈路抖動頻繁發(fā)生（即每分鐘發(fā)生幾次），則會對吞吐量產(chǎn)生負(fù)面影響。

盡管成熟的光學(xué)技術(shù)很少出現(xiàn)鏈路抖動，但仍會發(fā)生鏈路抖動，而且通常是由配置錯誤、電纜損壞或收發(fā)器故障引起的。對于400GbE，鏈路抖動可能由于收發(fā)器模塊或交換機的熱量和設(shè)計問題而發(fā)生。正確選擇收發(fā)器、交換機和電纜可以幫助解決此鏈路抖動問題。

收發(fā)器可靠性

一些光收發(fā)器制造商面臨著保持在設(shè)備功率預(yù)算范圍內(nèi)的挑戰(zhàn)。這會導(dǎo)致熱量問題，從而導(dǎo)致光纖對準(zhǔn)問題、數(shù)據(jù)包丟失和光學(xué)失真。當(dāng)為40GbE設(shè)計的舊QSFP收發(fā)器外形尺寸用于400GbE時，經(jīng)常會出現(xiàn)收發(fā)器可靠性問題。

400GbE系統(tǒng)中使用的較新模塊（例如QSFP-DD和CFP8外形尺寸）也面臨類似的挑戰(zhàn)。一種解決方案是在將收發(fā)器部署到要求極高的環(huán)境中之前對其進行壓力測試。在選擇過程中，還建議優(yōu)先考慮收發(fā)器設(shè)計。

在數(shù)據(jù)中心部署400G

為了跟上網(wǎng)絡(luò)中不斷增長的設(shè)備、用戶和應(yīng)用程序數(shù)量的步伐，需要更快、高容量和更具可擴展性的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。400G滿足了這些需求，是數(shù)據(jù)中心和大型企業(yè)面臨網(wǎng)絡(luò)容量和效率問題的最佳解決方案。在數(shù)據(jù)中心或組織中成功部署400G技術(shù)取決于您對數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)需求的表達能力。

升級網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施有助于緩解速度和帶寬挑戰(zhàn)以及成本限制等瓶頸。但是，充分利用網(wǎng)絡(luò)升級取決于部署程序和流程。這可能意味著解決常見挑戰(zhàn)并在必要時尋求幫助。

經(jīng)驗法則是尋求IT專家的專業(yè)幫助，他們將指導(dǎo)您完成400G升級過程。IT專家將幫助您選擇最佳的收發(fā)器、電纜、路由器和交換機，甚至對整個網(wǎng)絡(luò)進行徹底的風(fēng)險分析。這樣，您就可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求和客戶需求進行適當(dāng)?shù)纳墶?/p>

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