40 Гигабит/сек технологии

На очереди внедрение более скоростных GE-технологий WDM (см. A comparison of next-generation 40-Gbps technologies). Речь идет об адаптивных полностью оптических сетей. Такие сети использует минимальное число преобразований сигналов оптический-электрический-оптический. Пример такой сети показан на рис. 4.1.1.2.11.

Рис. 4.1.1.2.11. Адаптивная исключительно оптическая сеть

Данная сеть использует реконфигурируемые оптические мультиплексоры типа Add/Drop (ROADM), которые могут работать на скоростях 10-100Гбит/c. Смотри рис. 4.1.1.2.12.

Рис. 4.1.1.2.12. Упрощение сети с помощью eDCO и ROADM

eDCO electronic Dynamically Compensating 10G Optics. Эта технология позволяет обходиться без компенсации дисперсии для расстояний до 2000 км. ROADM - Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexeres (Nortel).

Для того чтобы быть эффективной и конкурентоспособной (по сравнению с 4*10GE) новая технология должна отвечать следующим требованиям:

1. Иметь сходные эксплуатационные характеристики по отношению к существующей версии (10GE) с учетом хроматической дисперсии (CD), поляризационной модовой дисперсии (PMD) и оптического отношения сигнал-шум (OSNR).

2. Быть масштабируемой, т.е. поддерживать 50 ГГц интервалы

3. Обеспечивать совместимость с ROADM

4. Быть дешевле чем 4×10GE

Переход с 10 на 40GE при неизменности интенсивности светового потока число фотонов на входе приемника из расчета на один бит упадет в 4 раза, что понизит OSNR на 6 ДБ. При этом CD ухудшится в 16 раз, а PMD ухудшится в 4 раза. Для повышения надежности система будет оснащена устройствами коррекции ошибок FEC.

Большинство современных систем 10GE используют для передачи модуляцию NRZ (Non-Return-to-Zero, см. Представление электрических сигналов в цифровой форме. Для 40GE предполагается использовать модуляцию DPSK (Differential Phase Shift Keying) и DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying), за один такт передается два бита для каждого типа поляризации света. Таким образом 10Гбод соответствуют скорости передачи 40 Гбит/c.

Новая унифицированная структура информационных центров на основе Ethernet (≥10GE)

То, что протокол Ethernet рано или поздно будет модифицирован, достаточно понятно. Похоже, что время пришло... В связи с тем, что Ethernet стал использоваться для построения информационных центров, использующих технологию SAN, возникла потребность разработки специальных интерфейсов NIC (Network Interface Card) с повышенной функциональностью (смотри (Ethernet: The High Bandwidth Low-Latency Data Center Switching Fabric). Такие интерфейсы берут на себя некоторые функции, которые сейчас реализуются программно ЦПУ машины. Эти устройства обеспечивают работу сокетов, очередей и некоторые функции стека протоколов TCP/IP, что особенно важно при работе со скоростными каналами связи. Функциональность сетевых интерфейсов модифицированного Ethernet продемонстрирована на рис. 4.1.1.2.13.

Рис. 4.1.1.2.13. Стек протоколов NIC продвинутого Ethernet SDP - Sockets Direct Protocol MPI - Message Passing Interface uDAPL - User-level Direct Access transport API

Новые интерфейсы часто называются TOE (TCP Offload Engine), так как берут на себя практически все функции ТСР. Эти интерфейсы обеспечивают также удаленный прямой доступ к памяти RDMA. Это делается с помощью протокола iWARP (Internet wide area RDMA protocol). Взаимодействие различных компонентов интерфейса при реализации iWARP показано на рис. 4.1.1.2.14.

Рис. 4.1.1.2.14. Сокращение загрузки ЦПУ с помощью iWARP NIC

Процесс формирования стека протоколов продвинутого интерфейса Ethernet еще не завершился. Унифицированная схема взаимодействия различных интерфейсов показана на рис. 4.1.1.2.15.

Рис. 4.1.1.2.15. Унифицированная структура интерфейсов (NIC) для обновленного Ethernet