Проводная передача данных

Проводная связь

Всё — это данные, а данные — это всё

Сотрудники компании Tektronix Сара Воен и Дэвид Акирсон обсуждают устойчивые тенденции, оказывающие влияние на работу центров обработки данных и рынок проводной связи.

В связи со стремительным увеличением количества датчиков и устройств с сетевыми возможностями, с каждым днём растёт объём генерируемых данных, и эта тенденция только усиливается. В мире, где объём данных нарастает безудержными темпами, возникает несколько серьёзных вопросов: где их хранить; как получить их тогда, когда они нужны и где они нужны; как быстро получить к ним доступ, чтобы извлечь из них выгоду?

Оцифровывание данных и сенсоризация в мире устройств Интернета вещей стали толчком к бурному увеличению количества данных.

«К примеру, во время полёта количество данных, передаваемых от всех датчиков самолёта, просто невероятное, — говорит Боэн. — В платформе ecoDemonstrator 787 компании Boeing используется более 140 000 точек измерений, генерирующих за каждый рейс несколько терабит данных. Все эти данные нужно быстро передать в центр обработки данных и обработать в режиме реального времени. Если ежесуточно совершается более 100 000 коммерческих рейсов, добавляется огромное количество данных, и это только один маленький пример громадного объёма информации, генерируемой каждый день».

«За последние десять лет количество данных, проходящих через менеджеров центров обработки данных, существенно изменилось. За это время отрасль перешла от управления потоками гигабитов данных до эксабитов и зеттабитов данных, — объясняет Акерсон. — Эти данные обладают огромным потенциалом для повышения эффективности и прибыльности работы коммерческих структур, а в некоторых случаях — для предоставления новых услуг конечным потребителям».

В настоящее время получение преимуществ за счёт данных в реальном времени иногда ограничивается технологиями. По прогнозам компании Tektronix, в следующие десять лет появятся новые технологии, которые позволят организациям с большей выгодой использовать потенциал данных.

Горячие данные. Преобладание PCI Express

Другой тенденцией в секторе центров обработки данных является использование PCI Express в качестве интерфейса для хранилищ данных. Это связано с преимуществами характеристик шин PCI Express, способных передавать данные быстрее и с меньшей задержкой, что существенно влияет на эффективность и прибыльность работы организаций.

Источник: IDC, 2017 г.

«Ещё пять лет назад PCI Express не возглавлял список интерфейсов для хранилищ, но преимущества этой технологии в плане производительности и низкой задержки способствовали и в дальнейшем будут способствовать её применению, — объясняет Акерсон. — Чтобы показать, почему больше внимания уделяется хранилищам, компания Amazon провела исследование и обнаружила, что стоимость каждых 100 мс задержки равна одному проценту от продаж. Google определил, что дополнительные 500 мс ко времени генерирования поисковой страницы сокращают трафик на 20 процентов. Согласно другому исследованию, брокер может терять по 4 млн долларов за миллисекунду, если его электронная торговая площадка отстаёт на 5 мс от площадки конкурентов. Устаревшие интерфейсы уже не устраивают такие компании, что вынуждает их переходить к хранилищам NAND, использующим интерфейс PCI Express».

 

Объём передаваемых и сохраняемых данных растёт из-за увеличения количества устройств SSD (твердотельные накопители), подключаемых к сети.

 

«Независимо от того, где организация хранит данные — в облачном или локальном хранилище, необходимость доставки большого количества данных с малой задержкой станет толчком к дальнейшему совершенствованию стандартов интерфейсов для хранилищ и внедрению новых технологий, — говорит Боэн. — Интерфейсы для хранилищ и стандарты, такие как PCIe Express, быстро совершенствуются по мере разработки новых устройств для хранения стандарта PCI Express Gen4 (16 ГТ/с) и грядущего стандарта Gen 5 (32 ГТ/с). Чтобы не отставать от конкурентов, SCSI Trade Association объявила о внедрении своего последовательного интерфейса SCSI 24G (стандарта SAS4)».

«Для производителей, использующих такие технологии, это ещё одна возможность, — продолжает Боэн. — Несмотря на огромные преимущества новых технологий по производительности, на них распространяются золотые правила центров обработки данных: операторы центров хотят, чтобы всё было недорогое и потребляло мало энергии. Для них это ключевые стимулы развития».

Новые технологии, новые проблемы

Наряду с изменениями в технологиях для хранилищ и серверного оборудования, в технологиях сетевой связи происходят не менее серьёзные изменения, связанные с повышением скорости передачи данных. Эти изменения уже привели и в дальнейшем будут приводить к повышению уровня сложности.

NRZ против PAM4

Схемы модуляции, такой как PAM4, становятся распространённой альтернативой NRZ. Несмотря на то, что PAM4 повышает скорость передачи, это происходит за счёт дополнительного шума и тестирования сигналов. «Количество тестов, выполняемых разработчиками приёмопередатчиков PAM4, увеличивается более чем в 10 раз по сравнению с NRZ, — объясняет Акерсон. — Если компания разрабатывает приёмопередатчик с PAM4, самыми острыми вопросами для неё будут ускорение выпуска изделий на рынок и сокращение затрат времени на тестирование».

Кроме того, основной проблемой, которая стоит перед производителями, является принятие решения о том, какую технологию использовать. «Неясно, какая технология будет эффективной, поэтому многие производители используют несколько технологий, — говорит Боэн. — Если посмотреть на технологические маршруты разных заказчиков, можно увидеть и PAM4 28 Гбод, и NRZ 56 Гбод, которые обычно применяются для сигнальных схем.

Они используют оба стандарта для подстраховки, потому что до конца не уверены в том, что будет работать лучше, к тому же сигнальные схемы могут работать лучше при одном стандарте и хуже при другом». По словам Боэн, производители пытаются решить эти проблемы несколькими способами. «Прежде всего на ранних этапах проектирования выполняется эмуляция работы устройств. При этом завышается тактовая частота существующего устройства, чтобы посмотреть, может ли оно работать быстрее».

Не ожидая стандартов

Другой устойчивой тенденцией в секторе центров обработки данных и проводной связи является смена стандартов, ведущих к изменению технологий. «Раньше связь между центрами обработки данных определялась стандартами IEEE или CEI OIF (Оптического межсетевого форума)», — объясняет Боэн. Сейчас, по её словам, реальными движущими силами технологий стали операторы крупных центров обработки данных, таких как Amazon, Apple, Facebook, Google и Microsoft, которые не всегда ждут внедрения стандартов.

«Помимо того, что Amazon, Google и Facebook, представленные в разных странах мира, являются активными участниками органов стандартизации, они также стимулируют развитие внутренних технологий и в некоторых случаях определяют технологические стандарты, — говорит Боэн. — Чтобы стимулировать развитие технологий, они входят в советы директоров этих консорциумов, но поскольку органы стандартизации, как правило, работают медленно, итогом работы становятся соглашения между разными производителями (Multi-Source Agreement), составленные группой компаний, которые стараются быстрее изменить технологии, чтобы удовлетворить потребности своего бизнеса».

Локальные центры обработки данных, занимающие меньшую площадь

«И всё же внедрения новых стандартов и технологий интерфейсов будет недостаточно, чтобы удовлетворить потребности в обработке больших объёмов данных», — говорит Боэн. Поэтому, по её мнению, центры обработки данных будут перемещаться ближе к источникам данных и, как результат, станут меньше. Это будет особенно важно для так называемых горячих данных — данных, на которые нужно быстро реагировать.

«Возьмите, к примеру, автомобильную промышленность, — говорит Боэн. — Интеллектуальные машины, беспилотные автомобили, обмен данными станут движущими силами для совершенствования центров обработки данных и всей сетевой инфраструктуры в целом. Это и есть горячие данные, которые нужно быстро получить. Поэтому, думаю, что мы увидим меньшие центры обработки данных, расположенные ближе к пунктам обслуживания». Скорее всего, связь между этими меньшими по размерам локальными центрами обработки данных будет осуществляться при помощи когерентно-оптических технологий. По словам Боэн, это приведёт к появлению новых проблем с тестированием. «Мы полагаем, что в центрах обработки данных увеличится доля когерентно-оптических технологий, — говорит Боэн. — На приёмопередатчике есть электрический интерфейс, который включается коммутатором в оптическом приёмопередатчике и который можно отделить от оптики непосредственно на коммутаторе, чтобы сэкономить электроэнергию. Думаю, мы увидим разные технологии или, может, те же технологии, применяемые разными способами. Это приведет к изменению экосистемы, в частности смене участников, и переходу к типам тестирования, которые необходимы заказчикам».

Технологии измерений в изменяющемся мире

Указанные устойчивые тенденции приводят к возникновению новых проблем с тестированием, которые необходимо решать. Из-за взаимного влияния новых стандартов, подходов и технологий существенно возрастает роль измерений. «Значительно возрастает сложность разработок, — говорит Акерсон. — Чтобы убедиться в надёжности устройства, нужно выполнить больше тестов».

«В этой отрасли происходит много изменений, и главной задачей для нас как для поставщиков оборудования и услуг для тестирования является готовность к переменам, — добавляет Боэн. — Наши заказчики ожидают от нас гибких решений для тестирования, которые они могут использовать в разных областях применения, не покупая специальные приборы для каждого конкретного случая. Это то, над чем мы сейчас работаем для наших будущих платформ».

Поскольку меняются центры обработки данных и их технологии, в переменах нуждаются и методы, используемые для измерений разработок. На пути от схем с новой модуляцией до новых протоколов обмена информацией, от расширяющихся центров обработки данных до оптических линий, большему объёму данных и изменений в порядке разработки стандартов незыблемым остаётся один аспект проводной связи: критическая важность тестирования для успеха проекта.

Узнать больше об областях применения в секторе проводной связи

Тенденции в других областях применения

Загрузки
Загрузить

Загрузить руководства, технические описания, программное обеспечение и т. д.:

Go to top