¿Qué implica la llegada del 400G/800G para el mercado de centros de datos?

Los centros de datos están sufriendo una escalada exponencial en las velocidades de interconexión entre salas, switches, servidores, etc.

Hemos estado durante prácticamente una década en la que no ha habido grandes cambios tecnológicos, ya que a día de hoy se siguen implementando interfaces a 10Gbps y 40Gbps, pero desde el año 2020 y entre otras cosas acelerado por la pandemia y el mayor uso de las redes consecuencia del teletrabajo, mayor tiempo en casa y por tanto mayor consumo “digital”, nuevas tecnologías como Realidad Aumentada y/o Realidad Virtual, está aumentando exponencialmente la necesidad de mayor velocidad de interconexión dentro del Centro de Datos.

Así, y tal y como muestra la siguiente gráfica de 650 Group, 400Gbps y sobre todo 800Gbps está llegando con fuerza.

La siguiente gráfica, también de 650 Group, muestra el porcentaje de puertos a distintas velocidades, que se servirán en los próximos años -proyección hasta 2024-, en el mercado de los Centros de Datos. Se puede observar la decadencia de interfaces a 10Gbps a favor de interfaces a 25Gbps, siendo esta velocidad la más habitual a día de hoy para el acceso a servidores. Igualmente se observa la casi nula existencia actual de interfaces a 40Gbps a favor de interfaces a 50Gbps, 100Gbps y 200Gbps, siendo estas velocidades las más habituales a día de hoy para la interconexión entre Switches Leaf y Spine.

Esta gráfica anterior aún no muestra el porcentaje de puertos a 400Gbps y 800Gbps, pero sin duda y como comentábamos anteriormente, se espera entren con fuerza en los próximos meses.

La razón es múltiple. Por un lado, se espera la llegada próxima de Switches de nueva generación, con capacidad de hasta 32 puertos a 400Gbps y por tanto capacidad de conmutación de 12.8Tbps, que permitirán consolidar en un solo equipo lo que antes era necesario implementar en hasta 6 equipos con una capacidad de conmutación mucho menor, de hasta 3.2Tbps. Con esta consolidación, existirá una reducción en potencia consumida, una reducción en el coste de implementación que puede contemplar hasta 40k€ y una menor latencia de las interconexiones.

Por otro lado, esta consolidación o llegada de switches de mayor capacidad de conmutación, hará que cambien los modelos de despliegue de electrónica en los Centros de Datos, pasando de topologías ToR a topologías por zonas como EoR ó MoR, aprovechando de esta forma la conectividad que ofrecen estos nuevos switches para interconectar muchos más servidores, hasta 192 servidores a 50G con un factor de sobre-suscripción de 1:3 y mediante la desagregación de enlaces a 400Gbps a enlaces a 50Gbps. Es decir, la llegada de estos nuevos switches y ópticas a 400Gbps, permitirán aumentar la velocidad de acceso a los servidores a 50Gbps, y consolidad las conexiones de hasta 192 servidores sobre un solo equipo. Con la llegada de 800Gbps la historia se repetirá, pero aumentando la velocidad de acceso a servidores hasta los 100Gbps, lo cual y dicho sea de paso, es ya la velocidad de acceso por defecto que usan la mayoría de los Hiper-escalados.

¿Cómo es el proceso de conexión de este tipo de redes y qué desafíos hay que enfrentar para lograr el éxito sin errores?

La llegada de interfaces a 400/800Gbps trae consigo la aparición de nuevos conectores de fibra óptica. Por un lado, empiezan a aparecer los conectores llamados VSFF (Very Small Form Factor), entre los que se encuentran los conectores tipo SN y MDC, desarrollados inicialmente para trabajar sobre enlaces monomodo y que, debido su tamaño, permiten la desagregación de enlaces que comentábamos anteriormente directamente sobre el transceiver óptico (QSFP-DD ó OSFP) sin necesidad de disponer de breakouts externos. Este tipo de conector está potenciado por los Hiper-escalados principalmente.

Por otro lado, y pensando en este caso en enlaces multimodo, consecuencia de los nuevos estándares 400G-SR4.2 y 40G-SR8 (IEEE 802.3cm) aparecidos en el año 2019, esperamos la llegada de conectores tipo MPO de 16 fibras (MPO-16), que además y por necesidades de pérdidas de retorno de estos nuevos interfaces, se espera tenga un tipo de pulido APC (Angle Polish Connector), similar a los conectores MPO para uso sobre fibras monomodo. Los centros de datos empresariales, alojados o no en entornos MTDC, seguirán usando principalmente interfaces multimodo dada su diferencia económica respecto a la variante monomodo, sobre todo a estas altas velocidades.

¿Qué beneficios ofrece para la industria de centros de datos? ¿Cómo se benefician los usuarios con tales velocidades?

Los usuarios somos cada vez más exigentes. Ya no nos conformamos con recibir una imagen, ahora queremos recibir y visualizar un video. Y además ese video tiene que ser de alta definición. Queremos recibir el contenido en menor tiempo, por tanto, solicitamos cada vez mayor velocidad de conexión. Netflix, HBO, Amazon Prime, Apple Tv, YouTube Premium, Cinépolis Klic, Disney Plus, etc, ya emiten contenido en 4K.

Todo esto implica mayores velocidades de interconexión entre los equipos que alojan el contenido (servidores) dentro del Centro de Datos, así como también velocidades más altas en las redes de acceso, sean del tipo de medio que sean.

Por tanto, aumentar la velocidad de interconexión de los Centros de Datos, tanto internamente entre todo su equipamiento, como externamente y de acceso a los usuarios, es un requisito demandado por los usuarios dada nuestra creciente demanda. Para la industria del Centro de Datos esto repercute en mayores inversiones, renovaciones casi constantes del equipamiento, que de una forma u otra tendrán que ser repercutidas para rentabilizar las inversiones.

¿Qué soluciones ofrece CommScope y cómo son capaces de ofrecer esta conectividad?

En CommScope lanzamos en el año 2017 la plataforma HSM (High Speed Migration), una infraestructura modulas compuesta por elementos funcionales y herramientas de soporte, para interconectar cada parte del Centro de Datos y facilitar la migración a velocidades más altas.

Recientemente hemos lanzado nuevos componentes de esta plataforma, dentro del programa Atlas, necesarios para facilitar la migración a nuevas velocidades, y con nuevos conectores que cuando se lanzó esta plataforma no existían.

En un futuro próximo lanzaremos una nueva plataforma llamada Propel. Esta nueva plataforma está desarrollada considerando las necesidades de la conectividad a 400/800Gbps, tanto en versión multimodo como monomodo. Esta nueva solución incorpora nuevos conectores VSFF, nuevos conectores MPO con pulidos APC también en versión multimodo, nuevos tipos de cables de fibra óptica de alta densidad Rollable Ribbon, y la posibilidad de adaptar la conectividad de las bandejas a módulos Base 8, Base 12, Base 16 ó Base 24, todo ello incluso dentro de una misma bandeja de 1RU. Las bandejas ofrecen una muy alta densidad, hasta 144 fibras por 1RU (hasta 288 fibras por 1RU con conectores VSFF), disponibles tanto en 1RU, 2RU y 4RU, con diseños pensados y adaptamos para mejorar la accesibilidad y manejabilidad de las mismas en la operación del Centro de Datos. Además, esta nueva plataforma está diseñada y fabricada pensando en la sostenibilidad, con instrucciones de instalación y operación que se pueden consultar online mediante códigos QR existentes sobre las bandejas.

¿Cómo prevé que sea el futuro de la conectividad en los próximos años?

Como hemos comentado anteriormente, estamos sufriendo un crecimiento exponencial tanto de la construcción de nuevos Centros de Datos, como de la necesidad de mayor velocidad de interconexión dentro de los mismos.

El IEEE ya está trabajando en estándares que permitan enviar velocidades de hasta 100Gbps sobre una misma longitud de onda multimodo y a distancias de hasta 100m (IEEE 802.3db), que se espera esté disponible para Junio del 2022. Con este estándar, se desarrollarán a su vez nuevas aplicaciones a 800Gbps que permitirán usar un número de fibras inferior a las actuales (o número de lambdas en caso monomodo). El IEEE ya está discutiendo sobre la nueva velocidad, 1,6Tbps.

Por tanto, la tecnología es cambiante, además cada vez a más corto espacio de tiempo, y la infraestructura de fibra óptica que se implemente en un Centro de Datos a día de hoy, deberá estar preparada para adaptarse a estos cambios tecnológicos. Es imprescindible que la plataforma de fibra óptica a usar para un nuevo Centro de Datos disponga de todos los tipos de conectores existentes, tanto en versión multimodo como monomodo, que permita adaptarse de la manera más fácil y rápida a estos cambios tecnológicos. Es por ello el lanzamiento de la plataforma Propel comentada anteriormente.

Para terminar, no quería dejar pasar la oportunidad de comentar una nueva tendencia que está nutriendo la industria de la electrónica de red. COBO, o On-board Optics, se espera sea la próxima generación de Switches ópticos. Se trata de, en lugar de disponer de un Switch ASIC con slots o módulos par incorporar transceivers tipo QSFP, QSFP-DD, etc, que la óptica esté incorporada dentro del propio switch. La evolución se ilustra en la siguiente imagen.

Broadcom anunció a comienzos del año 2021 el inicio del desarrollo de su primer Switch con la óptica incorporada, usando un chipset Tomahawk4 ofreciendo una capacidad total de conmutación de 25.6Tbps. Se espera que este Swith esté disponible a finales de 2022 o comienzos de 2023.

Con esta nueva tecnología, el switch dispondrá de la óptica incorporada a una velocidad concreta y con un tipo de conector específico, y la infraestructura de cableado tendrá que estar preparada para adaptarse a esta evolución.