Trends in Rechenzentren durch höhere Geschwindigkeiten und größere Bandbreiten
Die Bandbreite von Rechenzentren steigt weiter an – und sie wird in absehbarer Zeit nicht wieder sinken.
Neue Technologien und Anwendungen erfordern höhere Geschwindigkeiten. Von unserem heutigen Stand aus bewegt sich die Branche schnell in Richtung 400G-, 800G- und sogar 1T-Verbindungen (und höher). Laut dem Henkel 2024 Data Center Pulse Report haben fast 70 % der Rechenzentrums- und Telekommunikationsexperten weltweit irgendeine Form der 800G-Technologie eingeführt (mit unterschiedlichem Erfolg), und 33 % sind der Ansicht, dass die Branche in nur ein bis zwei Jahren vollständig auf eine weit verbreitete Nutzung von 1.6T umstellen wird.
Was bedeutet das für Rechenzentren in der Zukunft? Zunächst einmal bedeuten höhere Geschwindigkeiten mehr Glasfaser. In Getting Granular on Connectivity, einem kürzlich von Data Center Dynamics veranstalteten Webinar, teilte Andrew Oliviero, Vice President of R&D and Strategy bei Belden, seine Gedanken zu den Trends in Rechenzentren mit. Während der Diskussion erläutert und untersucht er den Zusammenhang zwischen der Bandbreite von Rechenzentren und dem Bedarf an mehr Glasfaser.
Im Folgenden haben wir einige der Highlights zusammengefasst, aber Sie können sich die vollständige Diskussion jederzeit ansehen .
Prognosen für Rechenzentren
Um höhere Datenraten zu unterstützen, werden die Trends bei Rechenzentren viele bevorstehende Änderungen mit sich bringen. Im Rahmen des Webinars „Data Center Dynamics“ haben wir einige unserer Vorhersagen erörtert:
- Da die Lane-Rate pro Wellenlänge allmählich ein Plateau erreicht, werden Duplex-Verbindungen durch parallele Verbindungen ersetzt, die mehr Glasfaserpaare pro Verbindung bieten können.
- Anstelle von Top-of-Row-Layouts (ToR) werden wir mehr Middle-of-Row- (MoR) und End-of-Row-Switches (EoR) mit optischen Switch-zu-Server-Verbindungen sehen, insbesondere in Cloud- und Hyperscale-Umgebungen.
- In der Vergangenheit konzentrierten sich Investitionen in Switches für Rechenzentren auf Front-End-Netzwerke. Mit dem zunehmenden Einsatz von KI erfordern Rechenzentrums-Workloads jedoch eine neue Back-End-Infrastruktur, die von Hochgeschwindigkeits-Ethernet oder dem InfiniBand-Übertragungsprotokoll angetrieben wird.
Sowohl Multimode- als auch Singlemode-Fasern sind wichtig
Laut der Ethernet Roadmap der Ethernet Alliance liegt der Singlemode-Einsatz zwischen 50 % und 60 %, Tendenz steigend.
Infolgedessen rechnen einige Branchenexperten mit einer Verlangsamung der Installation von Multimode-Glasfasern. Derzeit setzt sich dieser Trend zu Rechenzentren jedoch nicht durch. Die Multimode-Faser hält mit der Singlemode-Faser Schritt – und die Ethernet-Roadmap deutet darauf hin, dass dies noch eine ganze Weile so bleiben wird. Beispielsweise verwenden viele der heutigen Hyperscale-Rechenzentren für einige ihrer Anwendungen immer noch Multimode-Glasfaserverbindungen.
Zwar ist Multimode nach wie vor relevant, jedoch ist es wichtig, dass sich Rechenzentren bereits jetzt auf die Zunahme von Singlemode-Glasfasern vorbereiten, die für mehr Datenübertragung und höhere Geschwindigkeiten benötigt werden.
Um diese Verbindungen zu unterstützen, benötigen Rechenzentren auch die richtigen Komponenten. Zukünftige Netzwerktechnologien werden die Bedeutung von Glasfaserkabeln mit hoher Dichte und deren Verbindungstechnik weiter vorantreiben, wie z. B.:
- Hochdichte optische Verteiler, die eine optimale Raumnutzung unterstützen, mit dem Wachstum und den Veränderungen des Unternehmens mitwachsen, die Signalintegrität schützen und mehrere Glasfaserkonfigurationen unterstützen.
- Multifaser-Steckverbinder (MPOs) und Kassetten, die den schnellen Einsatz von Infrastrukturen mit hoher Dichte unterstützen.
- Flachbandfaser, die Platz und Installationszeit in Rechenzentren spart.
- Breakout-Baugruppen, die auf mehrere Ports aufgeteilt werden können, um unterschiedliche Geschwindigkeiten zu unterstützen.
- VSFF-Steckverbinder (Very Small Form Factor) mit kompaktem, platzsparendem Design zur Verbesserung der Rechenzentrumsdichte.
Änderungen in der Netzwerkarchitektur
Mit mehr Daten und höheren Geschwindigkeiten gehen auch andere Netzwerkarchitekturen einher.
Vor allem in Unternehmensnetzen wurden Geräte bisher an Aggregation Switches angeschlossen, die ihrerseits mit einem Layer 3 Core-Switch und Router verbunden waren.
Diese traditionelle dreistufige hierarchische Architektur ermöglicht den Datenverkehr zwischen Servern, die an denselben Access Switch angeschlossen sind. Der Datenverkehr zwischen verschiedenen Access Switches wird jedoch über übergeordnete Switches in einem Nord-Süd-Muster übertragen. Dadurch entstehen Geschwindigkeits- und Latenzunterschiede, die zu Leistungsproblemen in Rechenzentren führen können.
Heute geht die Industrie zu einer viel einfacheren zweistufigen Architektur über, bei der Aggregation-Switches direkt mit Spine-Switches verbunden sind. Diese als Leaf-Spine Architecture bezeichnete Methode eliminiert eine Hardwareebene, verbessert die Latenz und unterstützt eine bessere Portauslastung.
Jeder Leaf-Switch ist mit jedem anderen Leaf- und Spine-Switch verbunden. Um den Datenverkehr gleichmäßig auf die Top Level Switches zu verteilen, wird der Übertragungsweg zufällig ausgewählt. Wenn ein Switch ausfällt, ist der Leistungsverlust minimal (aber es müssen mehr Glasfaserverbindungen verwaltet werden).
Für die Verbindung von Leaf- und Spine-Switches ist die Cross-Connect-Architektur ein beliebter Ansatz. Dabei werden Patchfelder verwendet, die die Leaf-Switch-Ports spiegeln und über eine permanente Verkabelung anstelle von Patchkabeln verbunden sind. So können Rechenzentren ganz einfach ändern, welcher Leaf-Switch-Port mit welchem Spine-Switch-Port verbunden ist.
Optimierung der Investitionen in Rechenzentren
Da die Bandbreiten in Rechenzentren weiter zunehmen, wird Belden weiterhin mit seinen Kunden zusammenarbeiten, um Systeme und Innovationen zu entwickeln, die ganzheitliche und kundenspezifische Lösungen unterstützen, die Skalierbarkeit, Anpassbarkeit, hohe Dichte und Modularität ermöglichen.
Wir unterstützen Rechenzentren nicht nur dabei, sich auf höhere Geschwindigkeiten und neue Medientypen vorzubereiten, sondern finden auch Wege, Investitionen in bestehende Infrastrukturen zu optimieren, um zukünftige Kosten zu senken.
Sehen Sie sich das Webinar an, um mehr über die Rechenzentrumslösungen von Belden zu erfahren.