Zpravy

Jak zvýšit šířku pásma sítě v datových centrech: Představen nový čip PSE-3 / Habr

Na konferenci OFC, která se bude konat příští týden v San Diegu, Nokia představí svůj nový optický transceiver PSE-3, který poskytuje datové rychlosti 200 Gb/s na vlnovou délku pro podmořské kabely, 400 Gb/s pro metropolitní sítě a 600 Gb/s pro spojení s datovými centry. Nokia uvádí, že PSE-3 v některých případech zvýší kapacitu sítě o 65 procent oproti stávajícím řešením a zároveň sníží spotřebu energie o 60 procent.

Více o technologii vám povíme níže.

/ foto Groman123 CC

Jak čip funguje

Nový čip je komerční implementací technologií, které Nokia testovala již před lety. V roce 2016 Nokia a vědci z Technické univerzity v Mnichově pracovali na společném projektu, během kterého vědcům se podařilo dosáhnout rychlosti přenosu dat 1 Tbit/s v síti operátora Deutsche Telekom. A loni finská společnost zadala pro Facebook 250gigabitový transatlantický optický kabel. Jeho délka byla 5,5 tisíce km a byl natažen z New Yorku do Irska.

PSE-3 využívá technologii pravděpodobnostního tvarování konstelací (PCS), která vybírá nejefektivnější (s nejnižším šumem) kombinaci fáze/amplitudy. Myšlenka spočívá v tom, že body signálu s vysokou amplitudou se používají méně často než body s nízkou amplitudou. Konstelace se přizpůsobuje podmínkám přenosového kanálu, což zvyšuje odolnost signálu vůči zkreslení. PSE-3 používá kvadraturní modulaci QAM-64, což znamená, že čip si může pro úpravu vybrat ze 64 bodů konstelace.

Jak poznamenal Peter Winzer, ředitel optických systémů v Nokia Bell Labs, cílem bylo vytvořit konstelace tak, aby se co nejvíce přiblížily Shannonovu limitu. Tvorbu provádí funkce distribučního porovnávání, která je „pevně zabudována“ do ASIC a zajišťuje, že se všechny symboly konstelace QAM vyskytují s různou pravděpodobností.

Zaměřením energie na symboly s nižší amplitudou při snížené šířce pásma dává funkce pravděpodobnostní transformace „čtvercové konstelaci“ gaussovský tvar (příklad lze nalézt v WP Nokia na straně 3 v odkazu). PSE-0,3 tak umožňuje přiblížit se k Shannonovu limitu blíže než 1,5 dB, čímž se zvyšuje spektrální účinnost, zatímco jiná moderní vysoce výkonná optická rozhraní a systémy WDM pracují „ve vzdálenosti“ 2,5–XNUMX dB.

/ foto od Clause Reblera CC

Potenciál technologie

Společnost Nokia testovala tuto technologii v sítích ve Spojených státech a Německu. Experiment ve Spojených státech ukázal, že technologie PCS dokáže zvýšit kapacitu sítě o 68 % a snížit počet potřebných transpondérů o 35 % ve srovnání se 100G QPSK. Ve srovnání s transceivery 100G–250G byly výsledky 25 %, respektive 25 %. Podobný test v Německu ukázal 14% nárůst kapacity a 30% snížení počtu transpondérů.

Společnost Nokia a Mnichovská univerzita jsou přesvědčeny, že technologie PCS se v budoucnu automaticky přizpůsobí potřebám provozu a zajistí ještě rychlejší přenos velkých datových sad. Pokud jde o čip PSE-3, očekává se, že se na trhu objeví koncem letošního roku nebo začátkem roku 2019.

P.S. Další materiály o sítích z blogu First o firemním IaaS: