800GbE steht vor der Tür
Jenseits von 400 GBit/s
Der Bandbreitenhunger nimmt ungebremst zu. Daher haben viele Enterprise-Rechenzentren sich zum Ziel gesetzt, sobald wie möglich auf 400G-Infrastrukturen umzustellen. Große Hyperscaler wechseln bereits auf 800GbE. Dies ist ein Trend, der schneller als sonst auch große und mittlere Rechenzentren erreichen wird. Derzeit präsentierten bereits zahlreiche Anbieter ihre 800G-Unterstützung. Auf Anwender kommt dabei eine Fülle an Standards und Steckervarianten zu.
Auf der OFC 2022 (Optical Fiber Communication Conference and Exhibition) in San Diego stand zwar 400 Gigabit Ethernet (400GbE) im Fokus. 800GbE ist jedoch bereits auf dem Sprung, was nicht nur die IEEE-Session „Beyond 400G“ belegte. Aussteller wie Accelink, Eoptolink, Infinera, InnoLight Technology, Linktel, Marvell, Source Photonics und Surinno Photonics kamen mit 800GbE-Transceivern nach Kalifornien. Unter anderem MultiLane, Keysight Technologies, Spirent Communications und Viavi Solutions haben entsprechendes Test-Equipment präsentiert.
Dies ist insofern bemerkenswert, da sich 400GbE erst im Jahr 2019 kommerziell auf breiter Front durchgesetzt hatte. Doch die Nachfrage nach Bandbreite steigt immer schneller. Bis 2019 rechneten die Netzwerkbetreiber mit einer jährlichen Wachstumsrate des Netzwerkverkehrs von 25 Prozent. Dann kam Corona – mit Home-Office, Videokonferenzen statt Geschäftsreisen und Streaming-TV statt Kinobesuchen. So stieg der weltweite Datenverkehr innerhalb von zwölf Monaten sogar um 35 Prozent.
800GbE-Trend in Deutschland
In Deutschland nahm der Datendurchsatz am zentralen Netzknoten DE-CIX bis 2019 nur langsam zu, in den beiden Pandemie-Jahren dagegen umso mehr. Fast 60 Prozent höher liegt derzeit der durchschnittliche Datendurchsatz im Vergleich zu den Zahlen vom Jahresbeginn 2020. Auch DE-CIX hatte erst 2019 die eigene Infrastruktur auf 400-GBit/s-Netzwerktechnik umgestellt. Kaum drei Jahre später kündigte der deutsche Internet-Knoten, an dem 1.100 Netzwerke angeschlossen sind, nun den nächsten Schritt an. Gemeinsam mit Nokia wird der Frankfurter Knoten, der auf 35 Standorte verteilt ist, bis zur Jahresmitte auf 800 Gigabit Ethernet aufgerüstet.
Für Thomas King, CTO bei DE-CIX, ein wichtiger Schritt, um sich für die Zukunft zu rüsten. Der größte europäische Internet-Knoten – mit einem Datendurchsatz-Peak von inzwischen 11 TBit/s – benötige Hardware der neuesten Generation, um den Kunden langfristig zuverlässige und nahtlose Peering- und Interconnection-Dienste anbieten zu können, betonte King. Daher statte man die Edge-Server mit neuen Nokia 7750 SR-14-Modellen aus. Diese unterstützen nicht nur 800GbE, sondern sollen auch zu einer deutlichen Reduzierung des Stromverbrauchs beitragen.
Hyperscaler treiben Umstieg voran
Das Marktforschungsunternehmen LightCounting geht davon aus, dass bei den fünf größten Cloud- und Hyperscale-Rechenzentrumsbetreibern – Alibaba, Amazon, Facebook, Google und Microsoft – sowohl 200GbE- wie auch 400GbE-Transceiver bereits im kommenden Jahr ihren Höhepunkt erreichen und die Stückzahlen dann wieder zurückgehen. Noch 2024 würde demnach der Umsatz der Top-5-Kunden mit 800GbE-Transceivern die Umsätze der beiden vorangegangenen Technikgenerationen übertrumpfen.
Nicht nur die großen Hyperscaler benötigen in Zukunft jedoch deutlich mehr Bandbreite. Denn auch in vielen anderen Bereichen werden die Wachstumskurven der Datenmengen steil ansteigen. Leistungshungrige Anwendungen wie Augmented und Virtual Reality (AR/VR), die in den kommenden Jahren zum Beispiel bei Instandhaltung und Wartung in der Industrie zunehmend zum Einsatz kommen, Videoinspektionen per Drohnen, beispielsweise von Windkrafträdern, hohen Türmen und anderen unzugänglichen Gebäudeteilen, Qualitätskontrolle per Kamera und viele weitere Bewegtbild-Anwendungen werden für erhebliche Datenmengen sorgen. Dies gilt insbesondere, wenn auch noch höher aufgelöste Videoformate nötig sind, wie etwa in der Telemedizin. 5G-Campusnetze, die Sensor- und Maschinendaten an Edge-Server weiterleiten, und 5G Public Networks, die den mobilen Datenzugriff beschleunigen, tragen ebenfalls zur wachsenden Datenflut bei, genau wie datenhungrige KI-Anwendungen, die in immer zahlreichere Lebensbereiche vordringen.
Nach der Verabschiedung des Standards 800GBase-R durch das Ethernet Technology Consortium im April 2020 dauerte es weniger als ein Jahr, bis die ersten kohärenten DSP-Chips der fünften Generation vorgestellt wurden. Inzwischen hat eine ganze Reihe von Anbietern entsprechende Transceiver gezeigt, wie etwa Hitek Systems, Marvell oder Microchip. Die neue DSP-Generation, erstmals in einem 7nm-CMOS-Prozess hergestellt, zeichnet sich durch eine Reihe von Innovationen aus.
Mit höheren Datenraten (mehr als 90 GBaud), der Unterstützung von 800G-Wellenlängen und der flexiblen Anpassung der benötigten Bandbreite ermöglichen sie einen effizienteren Netzwerkverkehr. Auf diese Weise können die Netzwerkbetreiber die Kosten pro Bit pro Kilometer senken. Und auch der Energiebedarf in Watt pro Bit pro km liegt niedriger als in vorangegangenen Transceiver-Generationen. Zudem können sie flexibler konfigurieren, ob sie eher eine höhere Bandbreite oder eine größere Reichweite benötigen.
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