Со скоростью 100 гигабит в секунду

Требования к скорости передачи данных через Интернет растут как на дрожжах. Сегодня рост числа требовательных приложений намного опережает темп развития технологий для их качественной и быстрой передачи. Инициатива IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) предлагает развитие всеми любимой технологии Ethernet с существующей ныне скоростью 10 Гбит/с до 40 и 100 Гбит/с.

Каковы предпосылки для появления таких, казалось бы, чрезмерных скоростей? Феномен гиперподключенности и соответственно роста требований пользователей к сети ярко характеризуют время, в котором мы живем. Чтобы удовлетворять эти постоянно растущие потребности, операторам связи необходимо расширять пропускную способность своих сетей.

Широкое применение технологий IPTV и HDTV и растущий в геометрической прогрессии объем контента бросают вызов существующим скоростям доставки трафика через Интернет. Собственно, ответом на этот вызов и стала разработка стандарта технологии 40 и 100 Гигабит Ethernet (40G Ethernet и 100G Ethernet).

Развитие технологии

За время своего развития с 70-х годов прошлого столетия Ethernet стала самой популярной пакетной транспортной технологией, неуклонно увеличивавшей свою пропускную способность в ответ на все возрастающие нужды в скорости передачи данных через Интернет.

Заявленные 40G Ethernet и 100G Ethernet – это дальнейшее развитие стандартов сетевых технологий Ethernet с пропускной способностью 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 и 10 Гбит/с. Рост приложений, требовательных к пропускной способности, таких как высокопроизводительные вычисления, виртуализация, VoD (Video on Demand – видео по запросу), VoIP (Voice over IP – голос по IP), iSCSI и т.п., является главной причиной для ускорения Ethernet-скоростей.

История 100G Ethernet берет начало в 2006 году, когда группа Higher Speed Study Group из института IEEE объявила о своих работах в области стандарта передачи данных 100 Гигабит Ethernet. График работ предусматривает выпуск окончательных спецификаций стандарта в 2010 году.

Первоначально группой обсуждалось множество возможных скоростей для стандарта: 40, 80, 100 и 120 Гбит/с и в конце концов выбор общими усилиями сократили до 2-х – 40 и 100 Гбит/с. Скорость в 40 Гбит/с привлекала заинтересованных прежде всего в ускорении приложений от сервера к коммутатору, аргументированную нужду в скорости 100 Гбит/с они признавали лишь у телекоммуникационных корпораций и остальных магистральных сетевых операторов. Те же, кто видел приоритет в развитии надежных магистральных сетей, выбирали более высокую скорость в 100 Гбит/с.

Достигнутый в результате всех дискуссий консенсус предполагает стандартизацию обоих скоростей как часть спецификации IEEE 802.3ba с коммутационным оборудованием для скоростей с различными физическими требованиями. Каналы связи 40 Гбит/с могут быть вплоть до одного метра в длину для объединительной панели коммутатора, 10 метров для медного кабеля и 100 метров для оптоволокна. Спецификации 100 Гбит/с объединят требования для 10 и 40 км каналов связи по одномодовому оптоволокну. Выполнимость 100 Гбит/с передачи Ethernet была доказана в результате испытаний в ноябре 2006 года.

Целью рабочей группы является выработка досконально проработанной спецификации стандарта с учтенными всевозможными замечаниями.

Альтернативы

Скорости передачи данных 40 и 100 Гбит/с не являются рекордными, так как имеются случаи достижения аналогичных скоростей, но делалось это путем объединения нескольких проводов в единый канал. Сегодня любая скорость выше 10 Гбит/с в технологии Ethernet достигается только путем агрегации каналов. Агрегация каналов сложна в конфигурировании, может легко потерять баланс и обеспечить меньшую, чем ожидалось пропускную способность. Хотя сегодня и возможно создание 40 гигабитного транка без 40G Ethernet, легче будет внедрить в сеть действительное устройство для 40G Ethernet. Будет намного проще управлять одним 40G портом и одним кабелем, а не четырьмя другими.

Другими словами, возможности агрегации каналов небезграничны – с наращиванием числа агрегированных каналов начинаются проблемы с управлением, в довершение эти кабели занимают дорогие порты сетевого оборудования, а также повышают затраты на электропитание и охлаждение. Новая технология должна обеспечить большую эффективность и меньшую совокупную стоимость решения по сравнению с наращиванием пропускной способности с помощью агрегации каналов.

В сетевом окружении будущего агрегацию 10G каналов следует рассматривать как временную вынужденную меру, чтобы использовать при необходимости, но ни в коем случае не как идеальное долгосрочное решение для повышения пропускной способности.

Ожидания, тенденции и прогнозы

Стандарт должен будет обеспечивать возможность функциональной совместимости используемых продуктов. Ожидается, что он привлечет множество производителей потенциально низкой ценой решений и широкими возможностями применения.

Скорость 100 Гбит/с может быть принята и применена в оптических сетях различными способами в зависимости от необходимых сервисов в каждом конкретном случае. Ожидается, что технологии 100G, 40G и 10G Ethernet будут сосуществовать в одной сети.

Высокоскоростные интерфейсы уменьшат стоимость бита передачи и улучшат операционную эффективность путем упрощения структуры узлов и уменьшения числа управляемых длин волн.

Хотя стандарт технологии еще не до конца разработан, идея поддерживается на уровне многих ведущих производителей сетевого оборудования.

Так, компания Nortel в прошлом году анонсировала свои решения для 40G и 100G Ethernet. По данным компании, разработки Nortel обеспечивают простейший переходной путь от 10G к 40G и 100G: инновационная технологическая платформа 40G/100G Adaptive Optical Engine Solution обеспечивает передачу данных на обеих скоростях 40 и 100 Гбит/с в существующей сегодня инфраструктуре, увеличивая емкость в 4 и 10 раз соответственно без сложной реорганизации сети. Демонстрация передачи 100-гигабитного трафика в сети Ethernet со скоростью 100 Гбит/с на одной длине волны была проведена в научно-исследовательском центре компании Nortel в Оттаве.

В марте 2008 года компании Verizon и Nokia Siemens Networks провели успешные испытания, демонстрирующие 111 Гбит/с подход. Тест включал в себя вставку 111 Гбит/с каналов в позиции спектра, смежных с другими каналами 10 Гбит/с и 40 Гбит/с, с системой линий связи, которая была разработана только для передачи данных со скоростью 10 Гбит/с.

111 Гбит/с использовала инновационную оптическую технологию, которая позволила каналу со 100 Гбит/с занять очень узкую ширину и вместить интервал каналов 50 ГГц, приведя в полную готовность к использованию емкость в 80 каналов. Испытание также показало, что 100 Гбит/с трафик может быть одновременно транспортирован с любым сочетанием 10 Гбит/с и 40 Гбит/с на типичной 80-канальной системе. В результате, текущие сетевые конфигурации могут поддерживать емкости, увеличивающиеся к 100 Гбит/с на существующих маршрутизаторах на сходные расстояния без модификаций физической сети, обеспечивая более быстрое и экономически эффективное выполнение.

Согласно Communication Industry Researchers, ожидается, что 40G и 100G Ethernet вытеснят использование SONET к 2016 году, и, предположительно, SONET остановится на OC-768. По данным исследований этой же компании, ожидается, что 40G Ethernet займет большую долю рынка, чем 100G Ethernet – их опубликованный отчет гласит, что международный рынок 40G Ethernet к 2016 году будет оцениваться примерно в $ 3,1 млрд. против $ 1,2 млрд. для 100G Ethernet.

Прогнозы, подготовленные аналитиками из Freesky Research, свидетельствуют, что свыше 70% прибыли от использования 40G и 100G Ethernet к 2013 году будет исходить от корпораций, правительств и исследовательских лабораторий, а не телекоммуникационных провайдеров, чье доминирование в этом вопросе, по мнению аналитиков, является заблуждением.

40G и 100G Ethernet – это только начало, о чем красноречиво свидетельствует выступление Боба Меткалфа, изобретателя технологии Ethernet, на Optical Fiber Communication Conference and Exposition. Он анонсировал создание в недалеком будущем Ethernet со скоростью передачи данных 1 Терабит/с.

Перспективы

О перспективах развития стандартов 40G Ethernet и 100G Ethernet мы попросили рассказать представителя компании Cisco, одного из лидеров процесса разработки технологии 100G Ethernet.

Максим Калинкевич, системный инженер компании Cisco, рассказал: "В магистральных сетях ведущих мировых операторов связи технологии передачи данных 40G Ethernet и 100G Ethernet уже востребованы и являются следующим необходимым шагом развития опорных сетей. Основной причиной для этого является рост объема Интернет-трафика, который в большей степени обусловлен стремительным увеличением популярности различных видеосервисов. Однако, основной причиной, задерживающей использование технологий 40G Ethernet и 100G Ethernet, является отсутствие стандарта для этих технологий и, как следствие, соотвествующих интерфейсов для оборудования передачи данных. Компания Cisco принимает активное участие в процессе разработки и продвижения этих стандартов. В связи с этим мы ожидаем, что стандарты для технологий 40G и 100G Ethernet будут доступны для широкого применения в 2010-2011 годах. Тем не менее, многие операторы связи для решения проблемы транспорта быстрорастущего Интернет-трафика уже сейчас хотят использовать каналы со скоростями 40Гбит/c, и на сегодняшний день на рынке уже представлены решения транспорта на скоростях 40Гбит/c, использующих технологию Packet over Sonet (POS). Компания Cisco предлагает такого рода решение для построения оптических сетей DWDM с поддержкой скоростей 40Гбит/c и соотвествующих интерфейсов для маршрутизаторов Cisco CRS-1. Являясь одним из лидеров процесса разработки технологии 100G Ethernet, в июне прошлого года компания Cisco совместно с оператором связи Comcast успешно завершили тестирование первого в индустрии 100G Ethernet канала связи с использованием маршрутизаторов CRS-1. Однако, с нашей точки зрения, до массового использования 40G Ethernet и 100G Ethernet в секторе корпоративных сетей передачи данных пока далеко, и основная причина этого – ожидаемая высокая стоимость соотвествующих интерфейсов у всех игроков на рынке".

МНЕНИЕ

Расскажите, пожалуйста, как продвигается процесс разработки стандарта.

Джон Д’Амброзиа, ученый Force10 Networks, председатель IEEE 802.3 Higher Speed Study Group: В октябре 2008 года наша группа по разработке стандарта 40G и 100G Ethernet сделала большой шаг вперед – мы выработали первый черновик (Draft 1.0) поправки спецификации IEEE 802.3. Поправка IEEE 802.3 определяет единую архитектуру, которая вмещает 40G и 100G Ethernet и все физические уровни характеристик в разработке. Уровень MAC, который отвечает второму уровню модели OSI, соединяется со средой транспортировки (оптоволокно или медь) через устройство Ethernet PHY, которое соответствует первому уровню OSI. Устройство Ethernet PHY состоит из подуровня зависимости от физической среды PMD (physical medium dependent), подуровня физического присоединения PMA (physical medium attachment) и подуровня кодирования PCS (physical coding sublayer).

***

Максим Калинкевич, системный инженер компании Cisco:
Что касается рынка операторов в Украине, то на сегодняшний день почти все национальные операторы уже имеют оптические сети, которые обеспечивают передачу трафика на скоростях до 10 Гбит/c. Пока эти сети имеют достаточный запас по емкости на будущее, и, таким образом, массового перехода на скорости 40 Гбит/c и 100 Гбит/c в ближайшем будущем ожидать не приходится. Тем не менее, если в стране начнется бурный рост видеотрафика, например IPTV, VoD, цифрового телевидения, то мы прогнозируем значительный рост интереса украинских операторов связи к решениям с использованием скоростей 40Гбит/с.

— Елена Варганич

2009.01.21
19.03.2009
В IV квартале 2008 г. украинский рынок серверов по сравнению с аналогичным периодом прошлого года сократился в денежном выражении на 34% – до $30 млн (в ценах для конечных пользователей), а за весь календарный год – более чем на 5%, до 132 млн долл.


12.03.2009
4 марта в Киеве компания Telco провела конференцию "Инновационные телекоммуникации", посвященную новым эффективным телекоммуникационным технологиям для решения задач современного бизнеса.


05.03.2009
25 февраля в Киеве компания IBM, при информационной поддержке "1С" и Canonical, провела конференцию "Как сохранить деньги в условиях кризиса?"


26.02.2009
18-19 февраля в Киеве прошел юбилейный съезд ИТ-директоров Украины. Участниками данного мероприятия стали ИТ-директора, ИТ-менеджеры, поставщики ИТ-решений из Киева, Николаева, Днепропетровска, Чернигова и других городов Украины...


19.02.2009
10 февраля в Киеве состоялась пресс-конференция, посвященная итогам деятельности компании "DiaWest – Комп’ютерний світ" в 2008 году.


12.02.2009
С 5 февраля 2009 г. в Киеве начали работу учебные курсы по использованию услуг "электронного предприятия/ учреждения" на базе сети информационно-маркетинговых центров (ИМЦ).


04.02.2009
29 января 2009 года в редакции еженедельника "Computer World/Украина" состоялось награждение победителей акции "Оформи подписку – получи приз!".


29.01.2009
22 января в Киеве компания "МУК" и представительство компании Cisco в Украине провели семинар для партнеров "Обзор продуктов и решений Cisco Small Business"

 

 
 
Copyright © 1997-2008 ИД "Комиздат".