СКС (структурированная кабельная система)

Стандарт Ethernet 40 Gbps вызвал противоречивую реакцию, когда он был внесен в список стандартов, разрабатываемых рабочей группой IEEE 802.3ba Ethernet. По общему убеждению, его применение будет ограничено передачей информации в пределах центра обработки данных (ЦОД). Сообщество операторов связи, стремящихся к технологии передачи данных на скорости 100-Gigabit Ethernet, с неохотой соглашалось на использование меньших скоростей передачи информации.

Прошло несколько лет и операторы связи пересмотрели свое отношение к технологии 40-Gigabit Ethernet (40 GbE), и теперь рассматривают ее в качестве средства взаимодействия своих транспортных сетей, или в качестве средства подключения корпоративных сетей, ЦОД и других сетевых операторов к своим транспортным сетям. Новая рабочая группа IEEE 802.3bg активно работает над стандартом с использованием одномодового волоконно-оптического кабеля (40-Gbps Ethernet single-mode fiber PMD), специально разработанного для требований операторов связи.

«Мы рассматриваем технологию 40 GbE в качестве последователя технологии 100 Gig, что больше похоже на откат назад», — сообщил Марк Ноуэл, старший директор инженерного отдела компании Cisco и председатель рабочей группы IEEE 802.3bg — «Дата центры и корпорации требуют от операторов каналы для подключения к сетям операторов связи на скорости 40 Гигабит в секунду. Телекоммуникационные компании знакомы с технологией 40-Gigabit Ethernet, и они хотят ее внедрять на своих сетях».

Члены рабочей группы IEEE 802.3bg занимается активной разработкой стандарта технологии 40 GbE на одномодовом волокне и собираются завершить его разработку в рекордные сроки. Если не возникнет никаких серьезных препятствий, этот стандарт должен быть принят в июне 2011 года, всего через 18 месяцев после первоначального запроса (CFI), поданного в ноябре 2009 года.

Фактор обратной совместимости

Среди прочих целей, стандарт 802.3bg должен будет:

• Поддерживать частоту появления битовых ошибок (BER) на уровне не менее 10^-12
• Поддерживать передачу по технологии 40GbE на расстояние до 2 км по одномодовому кабелю;
• Обеспечивать оптическую совместимость с действующими технологиями 40-Gbps.

Именно третья задача оптическая совместимость, в конечном счете, привела к созданию проекта IEEE 802.3bg, который должен будет служить поправкой к стандарту 802.3ba Ethernet.

Поскольку 40 GbE изначально рассматривалась как технология, рассчитанная на дата центры, стандарт 802.3ba Ethernet отражает специфические требования этого рынка, который есть и всегда был очень чувствительным к стоимости. Несмотря на то, что рабочая группа, в конечном счете, остановилась на реализации 4×10-Gbps CWDM (известной как 40GBase-LR4), в которой используются недорогие решения 10-Gbps, ряд членов организации, в том числе и Cisco, также настаивали на реализации последовательной передачи. У них была простая аргументация: для внедрения технологии 40-Gigabit Ethernet в транспортные сети оператора связи она должна легко взаимодействовать с их действующими инфраструктурами 40-Gbps SONET/SDH и OTN.

«Было много оживленных дискуссий по поводу цен, по поводу того, что дешевле будет покупать один лазер или четыре, а также по поводу того, что, несмотря на более низкую стоимость систем CWDM, в будущем могут возникнуть некоторые проблемы с переходом на технологию CWDM», вспоминает Ноуэл. «Но, в конце концов, группа 802.3ba 40GbE решила включить систему CWDM в свое основное предложение, и именно оно и было принято рабочей группой».

В действующем стандарте IEEE 802.3ba Ethernet, 40GBase-LR4 не является оптически совместимым с установленными у операторов связи решениями технологии 40-Gbps, куда входят протоколы OC-768/STM-256, 40-Gbps packet-over-SONET (POS), и Optical Transport Network OTU3.

Для того чтобы свести расходы до минимума, операторы связи устанавливали модули, которые могут поддерживать два режима или протокол OTU3/OC-768 передачи, которые можно выбирать на программном уровне, что позволяет им использовать один модуль в разных случаях. Протоколы OTU3 и OC-768 разработаны на основе NRZ-кодирования сигналов 40-Gbps, а их оптические характеристики почти эквивалентны. Теперь операторы связи хотели бы добавить и технологию 40 GbE к двум указанным выше протоколам. Но использование системы CWDM, требуемое стандартом 802.3ba препятствует появлению так называемых общих трехскоростных модулей.

В презентации, озаглавленной «Экономическая целесообразность», которая была представлена на январском промежуточном заседании рабочей группы, представителями AT&T, Verizon, NTT, и некоторых других компаний было отмечено, что эксплуатационные затраты оператора связи пропорциональны числу модулей, работу которых необходимо поддерживать. Разработка одного общего трехскоростного модуля позволит уменьшить противоречия и упростить управление техническими ресурсами, и тем самым сократит общие эксплуатационные затраты.

Действующие модули 40G имеют 300 контактов и поддерживают спецификации ITU для технологий SONET/SDH и OTN. «В целом, идея заключается в том, что действующие 300-контактные модули приемопередатчики 40G должны будут поддерживать скорость передачи сети Ethernet на скорости 41.25 гигабит в секунду, и теперь оператор на программном уровне может выбирать режимы SONET/SDH, OTN или Ethernet на одном и том же оборудовании», — сообщил Андерсен, программный технолог в Opnext.

В таком случае данные трехскоростные модули будут поддерживать технологии SONET/SDH (OC-768/STM-256) со скоростью передачи 39.81 Gbps, в соответствии со спецификацией ITU; OTU3 со скоростью передачи 43 Gbps, в соответствии со спецификацией ITU; и 40GbE со скоростью передачи 41.256, в соответствии со стандартом IEEE 802.3ba.

Андерсен уверен, что первые трехскоростные модули должны появиться в конце 2011/в начале 2012 года. На самом деле такое оборудование есть уже сегодня, остается только провести испытания этих устройств. «Вопрос в том, когда будут разработаны и опубликованы полные спецификации по тестированию этого оборудования, а затем переданы таким производителям этих модулей как наша компания для тестирования своих устройств», сказал он. «Я думаю, что это, наверное, случиться где-то в середине года».

Финальная стадия разработки стандарта

Во всех отношениях работа комитета по разработке стандарта 802.3bg близится к своему завершению, что в некоторой степени обусловлено возможностью использования результатов работы, уже проделанной комитетами, которые занимались разработкой стандартов ITU и 802.3ba. «Мы отложили начало этого проекта до завершения работы комитета по разработке стандарта 802.3ba», — сказал Ноуэл, — «и это дало нам много времени на рассмотрение и отсеивание проектов».

Конечно, это не означает, что все решения были приняты единодушно. На заседании комитета, состоявшемся 26–27 мая 2010 года в Женеве, были разрешены, хотя и не без некоторых споров, ключевые технические проблемы, связанные с определением рабочего диапазона трансмиттера на длине волны 1550 нм.

По словам Андерсена, который также присутствовал на этом заседании комитета, часто казалось, что стороны обсуждения делились по географическому признаку, при этом представители североамериканских организаций и компаний выступали за рабочий диапазон 1550 нм, а представители компаний из Азии лоббировали рабочий диапазон 1310 нм.

По словам Андерсена, главным преимуществом использования диапазона 1310 нм является зона действия. «Зона распространения сигнала с длиной волны 1550 нм при скорости передачи 43 гигабит в секунду ограничивается 2 км», — сообщил он. «А при использовании сигнала с длиной волны 1310 нм, зона его распространения расширяется до 10 км без ощутимой разницы в цене».

В то же время главным преимуществом использования сигнала с длиной волны 1550 нм является его обратная совместимость; приемопередатчики, работающие на длине волны 1550 нм, будут иметь обратную совместимость со стандартными приемопередатчиками, в то же время, как удалось выяснить рабочей группе, передача сигналов с длиной волны 1310 нм не будет поддерживаться приблизительно 25% стандартных приемопередатчиков.

В конце концов, рабочая группа признала обратную совместимость более важным критерием. Но, по словам Андерсена, это был очень напряженный момент. Некоторые азиатские поставщики и операторы связи, в частности, China Telecom, которые добивались принятия рабочего диапазона 1310 нм для своих сетей, все еще заинтересованы в пересмотре стандарта в этом направлении.

Похоже, что общепринятая точка зрения — что применение технологии 40 GbE будет ограничиваться ЛВС и сетями хранения данных — не подтверждается. После ратификации поправки IEEE 802.3bg поставщики смогут разрабатывать общие трехскоростные модули, которые должны будут способствовать интеграции технологии 40 GbE в транспортные сети операторов связи.

По словам Джона Д'Амброзиа, директора отдела стандартов Ethernet в Force10 Networks и председателя рабочей группы, занимавшейся разработкой стандарта IEEE 802.3ba Ethernet, рынок, как и всегда, будет решать, в каких случаях использование технологии 40 GbE будет оправданным.