Napsali jsme pro Lupa.cz

Malý přehled dějin ethernetu již byl zmíněn v článku o ethernetu dvacetipětigigovém, snad jediná rychlost, která tam byla opominuta, byl úplně nejstarší ethernet megabitový 1BASE alias StarLAN1. Co tam však bylo zmíněno jen okrajově, to jsou kapacity nad 100 gigabitů za sekundu, tedy to, co je dnes označováno jako ethernet terabitový (ač paradoxně terabitovým ethernetem vlastně není).

Nejrychlejším komerčně dostupným rozhraním současnosti je tak zatím osmisetgigabit, 800GBASE. To však není ta nejpodstatnější informace – mnohem důležitější je znát důvod, proč právě ten a s jakým omezením to je. Posledním rozhraním, které bylo od počátku vyvíjeno jako vnitřně jednokanálové, byl desetigigabitový ethernet. 25GbE a 50GbE sice fungují také jednokanálově, ale jsou už vedlejším produktem vývoje rychlejších vícekanálových ethernetových rozhraní.

Od počátku vývoje rozhraní rychlejších než 10GbE byla hlavním omezením právě kapacita jednoho datového kanálu, který následně při komunikaci přes optické světlovodné vlákno používá jednu samostatnou vlnovou délku koherentního světla. Kapacita takového datového kanálu se za posledních 15 let reálně zvýšila 10x, z 10 Gbps na 100 Gbps, přičemž právě zde probíhá hlavní frontová linie výzkumu, který momentálně usilovně pracuje na zvýšení oné kapacity ze 100 Gbps na 200 Gbps (1x 106.25 GBd x2 při použití kódování PAM4). Dále platí, že čtyři lasery a čtyři snímače do transceiveru výrobci dokáží do miniaturního optického modulu osadit a hlavně uchladit ještě poměrně snadno, u osmi už je to výrazně obtížnější a o více než osm laserů a osm snímačů v jednom transceiveru se vývojáři ani výrobci z celé řady důvodů raději ani nesnaží.

Kromě toho samozřejmě modul musí obsahovat ještě obousměrný optický multiplexer s příslušným počtem kanálů a zde je další omezení, při takovém rozpětí kanálů (které v tomto případě mají šířku cca 5 nm) už má často kabel na nejvzdálenějších kanálech příliš odlišné parametry (útlum, chromatická disperze, polarizační vidová disperze, reakce světla na případné odrazy od svárů apod.) na to, aby si s tím poměrně jednoduché miniaturní snímače těchto prvků bez sofistikovaného aktivního chlazení dokázaly poradit. Samozřejmě, že to jde, svět dálkových DWDM systémů je toho důkazem, ale rozměry, ceny a technologie takových zařízení jsou výrazně odlišné.

Zde můžete vidět čtyřkanálové 400GBASE-LR4 rozhraní v praktickém nasazení na páteřním směrovači společnosti Quantcom, a.s.:

Komerčně dostupné 800GBASE moduly jsou proto z výše uvedeného důvodu zatím bez výjimky osmikanálové a stejně tak komerčně dostupné 400GBASE moduly jsou buď čtyřkanálové (4x 53.1250 GBd x2, díky PAM4 kódování se přenášejí v jednom baudu čtyři stavy) nebo dokonce starší osmikanálové (8x 26.5625 GBd x2). 

Současným limitem je tedy právě těch 100 gigabitů na jeden kanál. Dobrá zpráva je, že 200Gbps (resp. 106.25 GBd/PAM4) čipy, lasery a snímače v laboratorním prostředí už fungují. Ale od laboratorního prostředí do spolehlivého, komerčně nasaditelného a masově produkovatelného produktu je bohužel ještě dost daleko. Jakmile se takový produkt objeví, přijde záplava jednokanálových 200GBASE, dvoukanálových 400GBASE, stejně jako čtyřkanálových 800GBASE prvků – a také, a to je to hlavní, první osmikanálové transceivery pro 1.6TBASE, tedy konečně ethernet, který se přenese přes onu terabitovou hranici. Také si myslíte, že to bude ještě přibližně dva roky trvat?

Zbyněk Pospíchal

Autor působí ve společnosti Quantcom (dříve Dial Telecom), kde se zabývá rozvojem páteřních sítí a návrhem a implementací nových síťových služeb. Kromě toho se snaží jako člen kolegia CZ.NIC, z.s.p.o. o to, aby peníze vlastníků domén byly užívány pouze na provoz systému TLD .cz a ne na nesouvisející projekty a financování pofidérního „veřejného blaha“. Povinnosti ukládané státní správou telekomunikačním společnostem považuje za zbytečné, škodlivé a poškozující především zákazníky.