Как увеличить пропускную способность сетей в ЦОД: представлен новый чип PSE-3
На конференции OFC, которая пройдет на следующей неделе в Сан-Диего, компания Nokia представит новый оптический приемопередатчик PSE-3, обеспечивающий скорость передачи данных в 200 Гбит/с на длину волны для подводных кабелей, 400 Гбит/с в городских сетях и 600 Гбит/с для линков в дата-центрах. Представители Nokia заявляют, что PSE-3 в некоторых случаях позволит увеличить пропускную способность сетей на 65% по сравнению с существующими решениями, при этом снизив энергопотребление на 60%.
Подробнее о технологии расскажем под катом.
/ фото Groman123 CC
Как работает чип
Новый чип является коммерческой реализацией технологий, опробованных Nokia годами ранее. В 2016 году Nokia и ученые Мюнхенского технического университета работали над совместным проектом, во время которого ученые смогли достичь скорости передачи данных в 1 Тбит/с в сети оператора Deutsche Telekom. А в прошлом году финская компания ввела в эксплуатацию 250-гигабитный трансатлантический оптоволоконный кабель для Facebook. Его длина составила 5,5 тыс. км, а протянут он был из Нью-Йорка в Ирландию.
В PSE-3 используется технология «вероятностного формирования сигнального созвездия» (probabilistic constellation shaping, PCS), с помощью которой выбирается наиболее эффективная (с меньшим шумом) комбинация фаза/амплитуда. Суть метода в том, что сигнальные точки с высокой амплитудой используются реже точек с низкой амплитудой. «Созвездие» адаптируется к условиям канала передачи, что повышает устойчивость сигнала к искажениям. PSE-3 использует квадратурную модуляцию QAM-64 — это означает, что чип может выбирать из 64 точек созвездия для подстройки.
Как отметил Петер Винцер (Peter Winzer), директор отдела по работе с оптическими системами Nokia Bell Labs, задачей было сформировать созвездия так, чтобы как можно ближе подойти к пределу Шеннона. Формирование выполняет функция distribution matcher, которая «зашита» в ASIC и делает так, чтобы все символы QAM-созвездия встречались с разными вероятностями.
Фокусируя энергию на символах с меньшей амплитудой при снижении пропускной способности, функция вероятностного преобразования придает «квадратному созвездию» форму кривой Гаусса (пример можно найти в WP Nokia на пятой странице по ссылке). Таким образом, PSE-3 позволяет подойти к пределу Шеннона ближе чем на 0,3 дБ, повышая спектральную эффективность, в то время как другие современные высокопроизводительные оптические интерфейсы и WDM-системы работают «на расстоянии» 1,5–2,5 дБ.
/ фото Claus Rebler CC
Потенциал технологии
Компания Nokia провела тестирование технологии в сетях США и Германии. Эксперимент в Соединённых Штатах показал, что технология PCS позволяет увеличить пропускную способность сети на 68% и снизить число необходимых транспондеров на 35%, по сравнению с 100G QPSK. По сравнению с приемопередатчиками 100G–250G результаты были 25 и 25% соответственно. Аналогичный тест в Германии показал 14% увеличение в пропускной способности и 30% сокращение числа приемопередатчиков.
Представители компании Nokia и ученые Мюнхенского университета убеждены, что в будущем технология PCS позволит автоматически подстраиваться под потребности в трафике и обеспечит еще более быструю передачу крупных сводов информации. Что касается PSE-3, то, предположительно, чип появится на рынке в конце этого года или в начале 2019.
P.S. Еще материалы о сетях из Первого блога о корпоративном IaaS:
- IaaS на практике: работа с каталогом и сетью
- Все, что нужно знать о vCloud Networks: типы сетей в vCloud Director
- vCloud Director: как создать безопасное подключение между двумя организациями
- vCloud Availability: глубокое погружение в репликацию трафика
- Доступ к веб-приложениям в облаке IaaS: службы федерации
- Организация блокчейн на VMware vSphere: от теории к практике
