ऐतिहासिक रूप से, हाई-स्पीड ईथरनेट इंटरफेस शुरू में सेवा प्रदाताओं की घनत्व और वर्णक्रमीय दक्षता आवश्यकताओं द्वारा संचालित थे। ऑप्टिकल मॉड्यूल बड़े पैमाने पर शुरू होते हैं - आमतौर पर एक समय में एक कार्ड। कई पीढ़ियों से, प्रत्येक वेग को दो पैकेजों में से एक में मिला दिया गया है: एसएफपी और क्यूएसएफपी। और जैसे-जैसे मांग काफी बढ़ती है, लागत और बिजली की खपत भी धीरे-धीरे कम हो जाती है।
कॉपर केबल और AOC के बिना 400GbE की पांच साल की वृद्धि दर भी 100GbE की तुलना में 20 गुना तेज होने का अनुमान है (नीचे चित्र देखें: 100GbE और 400GbE के पहले पांच वर्षों की तुलना)। यह अवसर स्थापित कंपनियों और स्टार्टअप्स द्वारा अभूतपूर्व उद्योग निवेश को बढ़ावा दे रहा है।
400जीबीईतेज़ लेन पर
10GbE को XENPAK से SFP+ तक विकसित होने में दस साल लग गए। 100GbE ने CFP, CPAK और CFP2 को तैनात किया, और फिर 5 वर्षों के भीतर QSFP28 में स्थानांतरित हो गया। 100GbE को भी CFP4 के ग़लत कदमों का सामना करना पड़ा, लेकिन इसने एक महत्वपूर्ण सबक भी सीखा कि ऑप्टिक्स को प्लेटफ़ॉर्म, नेटवर्क और व्यवसायों के लिए अन्य लक्ष्यों के साथ सिंक्रनाइज़ किया जाना चाहिए। यदि नहीं, तो यह समय और धन की बर्बादी है। CFP4 का आकार आकर्षक है, लेकिन यह पश्चवर्ती संगतता को तोड़ता है और तीनों लक्ष्यों को पूरा नहीं करता है।
400GbE के लिए उच्च क्षमता और कम लागत प्राप्त करना नेटवर्क ऑपरेटरों, चिप निर्माताओं, ऑप्टिकल विक्रेताओं, राउटर और स्विच विक्रेताओं और ऑप्टिकल पारिस्थितिकी तंत्र के कई अन्य सदस्यों के लिए महत्वपूर्ण है। विशेष रूप से, 400GbE के सफल रोलआउट का एक कारण IEEE, OIF और मल्टी-सोर्स प्रोटोकॉल (MSA) सदस्यों के बीच दर और PMD का अभिसरण था। दुर्भाग्य से, उद्योग में शुरू में दो प्लग करने योग्य पैकेजिंग मॉडल थे, जिससे पुनर्विकास और विनिर्माण हुआ। यह दोहराव सामान्य समाधानों का विस्तार करने की बाज़ार की क्षमता को कम कर सकता है।
दो ट्रांसीवर एनकैप्सुलेशन मोड के नुकसान
400GbE के सफल लॉन्च के प्रमुख कारकों में लागत, निवेश सुरक्षा और आपूर्ति श्रृंखला शामिल हैं। जब लागत महत्वपूर्ण हो, तो यह महत्वपूर्ण है कि कार्यक्षमता का अति-निर्माण न किया जाए। मूल 100GbE मानक सिंगल-मोड फाइबर 10 किमी पर आधारित था। बाद में, उद्योग ने बिजली को अनुकूलित करने और लागत कम करने के लिए छोटी दूरी विकसित की। 400GbE को उपलब्धता की तीव्र पूर्ण श्रृंखला और छोटे आकार से लाभ होगा - 2019 में शुरुआती 1 मीटर से 10 किमी से लेकर 2020 में 100 किमी तक।
एक अन्य लागत चालक पैमाने की अर्थव्यवस्थाएं हासिल करना है। दुर्भाग्य से, दोनों मॉड्यूल एनकैप्सुलेशन प्रारूपों का अस्तित्व बाजार को स्थिरता के अन्य लाभों का पूरा लाभ उठाने से रोकता है। पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं के लिए लीन मैन्युफैक्चरिंग आवश्यक है, क्योंकि मांग उत्पादन को बढ़ाती है और इस प्रकार लागत को बढ़ाती है। इस प्रकार, साझा उत्पादन लाइन महत्वपूर्ण है, और दर्जनों कंपनियों वाले बड़े पारिस्थितिकी तंत्र को मानकीकरण से लाभ होगा। पारिस्थितिकी तंत्र में विनिर्माण उपकरण, परीक्षण उपकरण, सॉफ्टवेयर डिजाइन उपकरण, कनेक्टर और पिंजरे, थर्मल समाधान, अनुपालन और प्रमाणन उपकरण के डेवलपर्स शामिल हैं। 400GbE की प्रारंभिक अपेक्षाओं और तीव्र वृद्धि को देखते हुए, शीघ्रता से समानता प्राप्त करना महत्वपूर्ण है।
पश्चगामी संगतता इतनी महत्वपूर्ण क्यों है?
पिछले दशक में, मेनफ्रेम प्लेटफार्मों और ऑप्टिकल उपकरणों के बीच लागत अनुपात ऑप्टिकल उपकरणों की ओर काफी हद तक स्थानांतरित हो गया है, एक प्रवृत्ति जो केवल 400 जीबीई के आगमन के साथ तेज होगी। पीढ़ियों के बीच अनुकूलता इस प्रवृत्ति को दूर करने में मदद करती है। 2019 के अंत तक, $8 बिलियन से अधिक के निवेश के साथ 24 मिलियन से अधिक QSFP मॉड्यूल तैनात किए जाएंगे। यहां तक कि 400GbE की शुरुआत के साथ, 100GbE QSFP की मांग दृढ़ता से बढ़ती रहेगी, जिसका श्रेय 100GbE सर्वरों के उद्भव और उद्यमों और सेवा प्रदाताओं के लिए पूरे नेटवर्क में बढ़ी हुई बैंडविड्थ को जाता है।
नए उपकरणों को जोड़ना और एक ही नेटवर्क पर तेजी से चलाना पर्याप्त नहीं है; बैकवर्ड अनुकूलता के कई पहलुओं पर विचार किया जाना चाहिए, जिसमें मौजूदा मॉड्यूल का पुन: उपयोग और 100 जीबीई में चल रहा निवेश शामिल है। इसलिए, केवल मौजूदा मॉड्यूल का समर्थन करने वाले नए पोर्ट ही लागू किए जा सकते हैं। दूसरा, नवीनतम राउटर और स्विच को तैनात करने की लागत, शक्ति और फ़ुटप्रिंट लाभ 400GbE कार्यक्षमता की आवश्यकता से पहले के हैं। यह ऑपरेटरों को पहली पीढ़ी के 400GbE ऑप्टिक्स में तुरंत निवेश किए बिना भविष्य के विकास के लिए तैयार होने और नए हार्डवेयर से लाभ उठाने की अनुमति देता है। अंत में, स्थापित राउटर और स्विच में निवेश की रक्षा करने की आवश्यकता है जो कूलिंग आर्किटेक्चर के साथ संगत हैं (उदाहरण के लिए, ऊपर से नीचे, या साइड से साइड तक)। क्यूएसएफपी-डीडी मॉड्यूल और रेडिएटर को अलग करके इस समस्या को हल करता है, जिससे होस्ट सिस्टम को आवश्यकतानुसार अनुकूलित किया जा सकता है।
जहां संभव हो, नई पीढ़ी को पिछड़ी अनुकूलता बनाए रखने का प्रयास करना चाहिए। तीसरी या चौथी पीढ़ी की अनुकूलता का विस्तार करना तकनीकी रूप से मांग वाला है, लेकिन मूल्यवान भी है। नई आवश्यकताओं के विरुद्ध निवेश सुरक्षा को संतुलित करने का निर्णय कभी भी सीधा नहीं होता है। 2017 और 2018 में मुद्दे पर 400GbE, 800GbE और इससे भी अधिक गति पर इनकैप्सुलेटेड फॉर्म रूपांतरण की आवश्यकता है। यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि तकनीकी समस्याओं या लागत के कारण अत्यंत आवश्यक होने पर एनकैप्सुलेटेड फॉर्म रूपांतरण किया जाना चाहिए। निवेश सुरक्षा, उच्च घनत्व और क्षमताओं की पूरी श्रृंखला हासिल करने के लिए जोखिम की आवश्यकता होती है, लेकिन क्यूएसएफपी-डीडी इन सभी को संबोधित कर सकता है, जिससे उद्योग को पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं के साथ आगे बढ़ने में सक्षम बनाया जा सकता है।
क्यूएसएफपी-डीडी चुनौतियाँ और समाधान
क्यूएसएफपी-डीडी के साथ बैकवर्ड संगतता के लिए विभिन्न प्रकार की चुनौतियों का समाधान करने की आवश्यकता होती है, जिसमें घटक आकार और लेआउट, मॉड्यूल और सिस्टम कूलिंग, और इलेक्ट्रिकल कनेक्टर शामिल हैं जो 56G सर्डेस का उपयोग करके चार और आठ चैनलों का समर्थन करते हैं। ये कारक आपस में जुड़े हुए हैं और अन्य सिस्टम घटकों, जैसे उच्च-शक्ति ASIC, पर विचार करने की आवश्यकता है। बेशक, इन यांत्रिक चुनौतियों को नए प्रकार के मॉड्यूल के लिए हल करना आसान है जो पिछली पीढ़ियों के साथ संगतता को तोड़ते हैं।
सबसे स्पष्ट तकनीकी चुनौतियों में से एक है शीतलन। शुरुआती 400GbE PMD के लिए 12W की आवश्यकता होने की उम्मीद है, जबकि QSFP28 केवल 4W का समर्थन करता है, इसलिए यह समझ में आता है कि क्यों कुछ लोगों को छलांग लगाना मुश्किल लगता है। मूल लक्ष्य की सफलता ने और भी अधिक महत्वाकांक्षा पैदा कर दी। 400ZR/ZR+ सुसंगत मॉड्यूल, जिसकी योजना 2020 के लिए बनाई गई है, को 20W की आवश्यकता हो सकती है। सिस्टम और केज डिज़ाइन सहित निरंतर नवाचार से पता चला है कि यह संभव है, और मानक संगठन जल्द ही इन्हें मंजूरी देगाक्यूएसएफपी-डीडी के लिए समाधान. 20W का समर्थन करने का अंतिम चरण मॉड्यूल के सामने एक रेडिएटर जोड़कर प्राप्त किया जाता है। जैसा कि नीचे चित्र में दिखाया गया है।
एक अन्य थर्मल विचार यह है कि ऑप्टिकल मॉड्यूल को एक बंद सिस्टम नहीं माना जा सकता है; उन्हें राउटर, स्विच या सर्वर के समग्र डिज़ाइन में काम करना चाहिए। ओएसएफपी की तुलना में, क्यूएसएफपी मॉड्यूल की एक महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि उनका छोटा पदचिह्न अधिक वायु सेवन की अनुमति देता है। यह कारक बाकी सिस्टम को लाभ पहुंचाता है, जैसा कि दोनों विकल्पों की पेशकश करने वाले प्लेटफ़ॉर्म में स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है।
ऐसे कई अन्य क्षेत्र हैं जहां QSFP-DD में निवेश सुरक्षा प्राप्त करने के लिए बड़े पैमाने पर उद्योग-व्यापी सहयोग की आवश्यकता होती है। 40G से 400G तक की यात्रा में हर कदम महत्वपूर्ण तकनीकी प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है, जिनमें से कई को कभी असंभव माना जाता था। इस स्तर पर, लोग भविष्य की ईथरनेट गति के लिए इन चुनौतियों का समाधान करना शुरू कर रहे हैं, इसलिए हमें प्रारंभिक तर्क पर संदेह होना चाहिए कि दोहराव वाला क्यूएसएफपी अपनी सीमा तक पहुंच गया है।
आपूर्ति श्रृंखला का प्रबंधन हार्डवेयर आपूर्तिकर्ताओं और नेटवर्क ऑपरेटरों की सफलता के लिए एक महत्वपूर्ण विभेदक कारक बन गया है। क्योंकि बड़े पैमाने पर स्केलेबल डेटा केंद्रों की तैनाती इतनी बड़ी है, विक्रेता विविधता महत्वपूर्ण है, और यदि दो मॉड्यूलर एनकैप्सुलेशन पैटर्न बने रहते हैं, तो प्रत्येक विक्रेता को आपूर्ति श्रृंखला प्रबंधन को विभाजित करना पड़ सकता है।
सबसे अच्छा बाज़ार विकल्प स्वीकार्य लागत पर थोक में आपूर्ति करना है। एक बार जब मॉड्यूल एनकैप्सुलेशन पैटर्न सफलतापूर्वक एकीकृत हो जाता है, तो 400 जीबीई रोलआउट से विक्रेता के सभी योगदानकर्ताओं और कई प्रतिस्पर्धियों के अनुकूलन से लाभ होगा। हम केवल अनुचित अल्पकालिक जोखिम में कमी लाने के लिए सीएफपी4 के सबक को दोहरा नहीं सकते हैं।
निष्कर्ष
400GbE का लॉन्च 2019 में शुरू होगा और तेजी से बढ़ेगा। ऑप्टिकल मॉड्यूल पैकेजिंग के स्वरूप पर बहस काफी हद तक खत्म हो गई है, और क्या सिस्टम विक्रेता ने QSFP-DD या दोनों को चुना है, अब ध्यान भविष्य की गति पर केंद्रित हो गया है। लंबे समय में, 400GbE मुख्य रूप से QSFP-DD को चुनेगा। जैसे-जैसे उद्योग QSFP-DD को एकीकृत करना जारी रखेगा, पैमाने की अर्थव्यवस्थाएं सामने आएंगी और 400GbE अपनी पूरी क्षमता तक पहुंच जाएगा।
