Die Zusammenhänge verstehen: Die Verbindung von Edge-Rechenzentren verstehen

Edge-Rechenzentren sind kleinere Einrichtungen, die sich in der Nähe der von ihnen versorgten Bevölkerungsgruppen befinden und den Endbenutzern Cloud-Computing-Ressourcen und zwischengespeicherte Inhalte bereitstellen. Sie stellen typischerweise eine Verbindung zu größeren zentralen Daten oder mehreren Rechenzentren her. Durch die Verarbeitung von Daten und Diensten so nah wie möglich an den Endbenutzern ermöglicht Edge Computing Unternehmen, die Latenz zu reduzieren und das Kundenerlebnis zu verbessern.

Latenz war schon immer ein Problem für die Verwaltung von Rechenzentren, aber in den letzten Jahren ist sie aufgrund von Big Data, IoT, Cloud- und Streaming-Diensten und anderen Technologietrends zu einem kritischen Problem geworden. Endbenutzer und Geräte verlangen überall und jederzeit Zugriff auf Anwendungen, Dienste und Daten, die in den heutigen Rechenzentren gespeichert sind, und Latenzzeiten sind nicht mehr tolerierbar. Aus diesem Grund richten Unternehmen in vielen Branchen Edge-Rechenzentren als leistungsstarke und kostengünstige Möglichkeit ein, Kunden Inhalte und Funktionen bereitzustellen.

In einer Welt, die zunehmend auf Hochgeschwindigkeitsinternet angewiesen ist, benötigen Netzwerke steckbare 100G-DWDM-Transceiver, die mit der Nachfrage Schritt halten können – und mit der wachsenden Nachfrage skalieren können. Zuvor nutzten diese Verbindungen die Standard-Glasfasertechnologie, die für Übertragungsraten bis zu 10 G gut funktioniert, aber die Anforderungen eines 100-Gigabit-Internets (100 G) nicht erfüllen kann.

Optische 100G-Transceiver

Ein 100-Gigabit-Ethernet wird zum Industriestandard für Internetgeschwindigkeit, da es 100 Gigabit Daten pro Sekunde übertragen kann – 25 Gigabit auf vier Spuren. Es wird hauptsächlich in Rechenzentren oder anderen Anwendungen verwendet, die eine Switch-zu-Switch-Übertragung über große Entfernungen erfordern.

Die optischen 100G-Transceiver erfreuen sich im Netzwerkbereich immer größerer Beliebtheit, da sie den Anforderungen des Hochgeschwindigkeitsinternets gerecht werden. Die kohärenten CFP- und CFP2-Optiken sowie die QSFP-PAM4-Optiken sind optische Transceivertypen innerhalb der 100G-Modelle.

DWDM-Verfügbarkeit
Der Vergleich von PAM4 mit Kohärenz beginnt mit dem Verständnis des Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM), da es sich bei beiden um Transceiver-Technologien handelt, die in diesem System verwendet werden.

Vor- und Nachteile von PAM4 OPTICS

Vor- und Nachteile von PAM4 OPTICS
Pulsamplitudenmodulation – oder PAM4-Optik – wurde entwickelt, um dem Bedarf an optischen Transceivern für Kurzstreckenverbindungen gerecht zu werden. Zur Übermittlung von Informationen werden vier unterschiedliche Impulsamplituden verwendet. Jede Amplitude hat zwei Bits, was die Datenrate verdoppelt und PAM4 doppelt so bandbreiteneffizient macht wie herkömmliche Binärmodelle.

Vorteile von PAM4
PAM4 ist aufgrund seiner Einfachheit und des geringen Stromverbrauchs, was für optische Kurzstreckensysteme von entscheidender Bedeutung ist, eine führende Lösung für optische 100G-Transceiver. Es bietet die Vorteile einer bisher nicht verfügbaren Langstrecke sowie Kosteneffizienz. PAM4 kann direkt im Switch eines eingebetteten DWDM-Netzwerks verwendet werden.

Nachteile von PAM4
Einer seiner Nachteile besteht darin, dass der optische Transceiver PAM4 eine Verstärkung über fünf bis sechs Kilometer hinaus erfordert. In diesem Fall benötigen Sie einen separaten DWDM-Multiplexer mit Dispersionskompensation und einem Verstärkungssystem zur Verbindung der Rechenzentren. Wenn Sie PAM4-Optik mit einem bestehenden DWDM-Netzwerk verwenden, müssen Sie außerdem zuerst Ihr DCM und Ihre Verstärkung vorbereiten, um spätere Probleme zu vermeiden.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass PAM4 anfällig für Rauschstörungen ist. Seine zusätzlichen Spannungsebenen erfordern einen verringerten Ebenenabstand, was zu einem höheren erforderlichen Signal-Rausch-Verhältnis führt. Aus diesem Grund funktioniert PAM4 am besten in einem optischen Kurzstreckensystem.

COHERENT OPTICS Vor- und Nachteile

Kohärente Optiken sind eine effiziente Lösung, um mehr Daten schneller bereitzustellen, indem sie digitale Signalverarbeitung (DSP), modulierte Amplitude, Lichtphasen und zwei Polarisationen nutzen. Es ist in der Lage, Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 100 Gigabit und darüber hinaus zu erreichen, sodass für die Übertragung von Terabit-Daten nur ein einziges Glasfaserpaar erforderlich ist. Aufgrund seiner umfangreichen Distanzmöglichkeiten wird es üblicherweise im Langstreckenbereich eingesetzt.

Vorteile von COHERENT
Kohärente optische Transceiver sind kostengünstig und verfügen im Vergleich zu anderen Transceivern über vorteilhaftere Eigenschaften. Sein Hauptvorteil ist der eingebaute DSP-Chip und die elektronische Dispersionskompensation (EDC), über die PAM4 nicht verfügt. Dieser Chip macht separate DSP- und Dispersionskompensationsmodule überflüssig – stattdessen wird EDC zur Erhöhung der Verstärkung verwendet.

Kohärente Optik ermöglicht Übertragungsentfernungen von bis zu 1,000 Kilometern und ermöglicht so eine Fernunterstützung ohne ein Drittsystem. Mithilfe von Technologien aus der Funkkommunikation können kohärente Optiken die Empfindlichkeit des Empfängers erhöhen und gleichzeitig die selektive Abstimmung aufrechterhalten. Dies ermöglicht einen engen Kanalabstand, der jedoch getrennt bleibt.

Nachteile von COHERENT
Obwohl die digitalen kohärenten Optiken CFP und CFP2 schnell und effizient arbeiten, verbrauchen sie mehr Strom und sind teurer als andere Modelle. Diese Nachteile können sich auf die Gesamtbetriebskosten auswirken, was eine Herausforderung für Unternehmen darstellt, die hochwertige steckbare 100G-DWDM-Transceiver zu einem günstigen Preis benötigen.

Ein weiterer Nachteil kohärenter Optiken besteht darin, dass Sie an jedem Ende der Verbindung zwei DSPs desselben Herstellers benötigen. Unterschiedliche DSPs können nicht zusammenarbeiten und in manchen Fällen müssen auch die Linecards gleich sein.