200G, 400G DAC 케이블 소개
100GBase 속도는
4x25G NRZ로 시작하여
2x50G PAM4, 4x50G
PAM4로 전환하였으며
결국 4x100G (400G) 및
8x100G (800G) 로 발전하고 있습니다.
(링크 당 100G PAM4로 발전 중 입니다).
QSFP56 100G 종단은 QSFP-DD보다 약간 짧은데
기존 4 채널 QSFP포트를 가진 서버에서 100G를 사용할 수 있습니다.
또한 QSFP56 스위치 및 네트워크 어댑터 포트는 QSFP28과 역 호환됩니다.
200G QSFP56 과 400G QSFP-DD 케이블 종류
200G QSFP56
-to- QSFP56 in 4x50G PAM4
200G QSFP56
-to- Dual 100G QSFP56 in 4x50G PAM4 and 2x50G PAM4
400G QSFP-DD
-to- QSFP-DD in 8x50G PAM4
400G QSFP-DD
-to- Dual 200G QSFP56 in 8x50G PAM4 and 4x50G PAM4
400G DAC용 이중 26 AWG
400G DAC는 2개의 26AWG 구리선을
사용하여 케이블을 쉽게 구부릴 수 있습니다. 이것은 약 3 미터의 26AWG 케이블로 QSFP-DD 에 사용할 수 있습니다.
QSFP-DD 포트는 QSFP28과 역 호환되며 이전 시스템과의 원활한 업그레이드 경로
및 링크를 제공합니다.
또한
듀얼 케이블은 200G를 이중 100G로, 400G를 이중 200G 케이블로 분리할 수 있습니다.
DAC 케이블의 특징
Power, Latency and Bit Errors -전력, 대기 시간 및 비트 오류
DAC케이블은
스위치와 네트워크어댑터 사이에 직접 전기 연결을 형성합니다. 데이터경로에 광학 또는 전자부품이 없으므로
전기신호를 광학으로 변환하는 데 전력 소비 또는 대기 시간 지연이 없고 비트 오류를 추가하는 광학 또는 전자 기기가 없기 때문에 놀라 울 정도로
낮은 비트 오류 비율을 달성 할 수 있습니다.
Near Zero Power Consumption -거의 제로 전력 소비
DAC케이블
데이터경로에는 광학 또는 전자 부품이 없기 때문에 전력 소비가 없습니다.
400G AOC 또는 송수신기로 점프하려면 포트 당 7-15W의 전력 소비가 필요합니다. 사람들은 데이터센터 장비들은 3 년에서 5 년 동안 24x7로 작동되고 수천 개의 케이블로 연결되므로 몇
와트의 전력 소비가 실제로 증가한다는 것을 잊어서는 안됩니다.
Near-Zero
Latency-거의 제로 대기 시간
DAC 케이블은 데이터가 가능한 한 빨리 링크를 통과 할 수 있도록 지연시간을 거의 제로로 제공합니다. 낮은 대기시간은 서버스위치 메모리 링크에서 특히 중요합니다. 이는
가장 높은 트래픽 영역 일뿐만 아니라 모든 계산이 이루어지는 곳에서 가장 높고 중요한 트래픽이기 때문입니다. M특히
대기시간이 매우 짧은 링크가 요구되는 분야는 InfiniBand 입니다. 최상의 설계 및 제조 기술로 이더넷 공간으로 전송하여 지연 시간이 거의없는
DAC 케이블을 공급할 수 있습니다.
400G에서 대기 시간 ( Latency)은 점점 길어지고 있습니다.
100G (4x25G NRZ)에서 호스트 RS-FEC의 대기 시간 지연은 비트 오류를 계산하고 수정하기
위해 약 120ns 지연됩니다. 이더넷 기반 400G 시스템은 최대 250ns의 대기시간 지연을 유도하여 오류를
계산하고 정정 할 수있는 KP4 FEC 표준을 사용합니다.
지연은
각 방향에서 발생하므로 한 번의 왕복으로 500ns의 대기 시간 지연이 발생합니다. 3M 길이의 우수한 품질의 100G DAC 케이블을 사용하면 호스트에서 FEC를 꺼서 각 포트에서 상당한 전력과 대기 시간을 절약 할 수 있습니다.
매우 낮은 비트 오류율 (BER) = 높은 품질을 보장
고품질 400G 듀얼 26AWG DAC 케이블로 1E-10의 BER로 4 일
동안 지속적으로 테스트한바, 8 채널의 50G PAM4로
작동하는 3 미터 케이블의 경우 매우 낮은 BER를 보여줍니다.
호스트 FEC를 끄면 FEC 회로에서 상당한 전력과 대기 시간을 절약 할
수 있습니다.
FEC를
켜면 몇 초 만에 비트 오류가 측정 될 수 있습니다.
IEEE는 이제 400G 링크에 대해 FEC를
요구하지만 최근 실험에서 25/100G의 매우 짧은 길이에서는 표준을 완화 할 수 있습니다.
BER은
전송 된 비트수와 비교 한 비트 오류수의 척도입니다. 또한 케이블의 품질과 디자인을 측정합니다.
4x25G NRZ (100G)에서 DAC 케이블 BER은 일반적으로
약 5E-5에서 시작하고 호스트 FEC를 사용하여 IEEE 오류 수준 1E-12를 충족하도록 케이블 오류를 수정합니다. 오류 수가 FEC의 수정 능력을 초과하면 데이터를 다시 전송해야
합니다.
낮은 BER는 고속 설계기술, 특수재료 및 로봇조립을 사용하여 달성됩니다.
대기
시간이 짧은 InfiniBand 스위칭 시스템에서 FEC가
많은 대기 시간을 유발할 때 꺼져 있어야 하므로 FEC가 꺼진 상태에서 1E-12의 IEEE 이더넷 표준과 비교하여 DAC를 1E-15의 BER 등급으로
테스트해야 합니다. 최신 제품들은 200G 및 400G 모두 50G PAM4에서
BER 최소화를 위해 첨단 설계 및 제조기술을 적용합니다.
낮은 BER를 유지하며 데이터센터 운영자는 FEC를 사용하지 않고 3 미터 이상의 서버스위치 메모리 링크를 실행할 수 있습니다.
따라서 FEC 및 각 방향의 대기 시간 지연을 250ns로 계산할 때 스위치
및 네트워크 어댑터에 상당한 전력을 절약 할 수 있습니다. 이 접근 방식은 현재 25G/100G 시그널링을 산업 표준으로 사용하지만 IEEE가 400G를 표준화하기까지는 다소 시간이 걸릴 수 있습니다.
모두가
낮은 BER 등급을 충족한다고 주장하는 DAC 케이블에는
상당한 차이가 있습니다. 일부는 "간신히 IEEE 사양을 충족하나 스트레스를 받거나 케이블이 정상적으로 구부러져도 실패 할 수 있습니다. 높은 비트오류는 강제 재전송에 상당한 시간을 낭비한다는 것을 의미합니다.
고품질의
케이블은 신호 무결성 마진을 제공하고 고부가가치 데이터를 보호하는 필수 매개 변수 내에서 잘 작동하도록 설계되어야 합니다.
결 론
DAC 케이블은 단순한 설계로 적은 부품수 (높은 신뢰성), 낮은 비용 (Capex) 에 3-5
년 동안 24x7 (Opex)로 동작하는 제로 전력소비와 결합되며 대기 시간이 0 인 장점이 있다. 여기에
추가되는 중요한 기능은 가장 낮은 비트 오류율 (BER)을 요구하고 더 많은 전력 및 대기 시간 지연을
줄이기 위해 FEC를 사용하지 않고도 DAC를 배치하는 것입니다.
100, 200 및 400G의 데이터 속도에서 저품질
DAC 케이블은 고장이 나거나 나 빠지면 간헐적으로 고장 나게됩니다.
25 / 50 / 100G는 분명히 주류를 이루었고 모든 데이터 센터 애플리케이션을 위한 DAC, AOC 및
트랜시버 제품이 공급되고 있습니다.
새로운 PAM4 변조방식, 8채널 아키텍처 및 새로운 폼팩터는 시스템 인프라에
많은 새로운 기능과 변화를 가져올 것입니다.
출처: http://www.mellanox.com/blog/2018/04/mellanox-ofc-2018-mellanox-live-demo-3-meter-200g-400g-dac-cables/
*기술문의 엑사통신 02-716-3799
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