TechTalkThai ศูนย์รวมข่าว Enterprise IT ออนไลน์แห่งแรกในประเทศไทย
ที่ผ่านมา Facebook นั้นต้องทำการอัปเกรดระบบเครือข่ายภายใน Data Center ให้มีความเร็วระดับ 100Gbps จึงต้องทำการออกแบบ 100G Optical Transceiver สำหรับใช้งานภายใน Data Center โดยเฉพาะ และได้เปิดเผยการออกแบบแก่โครงการ Open Compute Project (OCP) เป็นที่เรียบร้อยภายใต้ชื่อ Specification ว่า CWDM4-OCP
ทำไมต้องทำ 100G Single-mode?
Facebook นั้นมีคำตอบที่น่าสนใจมากสำหรับคำถามนี้ โดยทางทีมงานของ Facebook ได้ทำการวิเคราะห์ค่าใช้จ่ายแล้วทั้งการใช้แบบ Multi-mode Fiber, Parallel Single-mode Fiber และ Duplex Single-mode Fiber ซึ่งในโมเดลการวิเคราะห์ต้นทุนเหล่านี้ครอบคลุมแบบ End-to-end ทั้งหมดตั้งแต่การเดินสาย, ค่า Patch Panel, ค่า Transceiver และอื่นๆ จนพบว่าการใช้ Single-mode Optical Transceiver นี้มีความคุ้มค่าสูงที่สุด เพราะถึงแม้ค่าหัว Transceiver จะสูงขึ้น แต่ในภาพรวมของการลงทุนนั้นกลับต่ำลง อีกทั้งยังมีข้อได้เปรียบเรื่องระยะทาง และการรองรับการอัปเกรดไปใช้เทคโนโลยีที่มีความเร็วสูงขึ้นในอนาคตได้ง่าย โดยไม่ต้องเดินสายใหม่อีกด้วย
ปัญหาของ 100G Single-mode Transceiver ที่มีอยู่ในตลาด
การที่ Facebook ต้องออกแบบ Transceiver ใหม่ในครั้งนี้เป็นเพราะว่าเทคโนโลยี 100G Single-mode Transceiver ที่มีอยู่ในตลาดนั้นยังไม่ตรงต่อความต้องการของ Facebook ที่ต้องการนำมาใช้งานได้เอนกประสงค์มากกว่าการเป็นเพียงแค่ Uplink ระยะไกลเท่านั้น โดย Single-mode Transceiver ที่ผลิตอยู่ในตลาดเวลานี้เพื่อรองรับการทำงานร่วมกับ Single-mode Fiber ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดประมาณ 9 ไมครอนจะมีคุณสมบัติดังนี้
- ผลิตเป็นจำนวนน้อย
- รองรับระยะการส่งข้อมูลได้ตั้งแต่ 10 กิโลเมตรขึ้นไป
- ทำงานแบบ Multiple Wavelength บน Narrow Wavelength Grid เช่น DWDM และ LAN-WDM ซึ่งต้องอาศัยระบบระบายความร้อนแบบ Active
- รองรับการทำงานได้ภายใต้อุณหภูมิ 0 – 70 องศาเซลเซียส
- ถูกออกแบบให้ใช้งานได้นานเกินกว่า 20 ปีโดยไม่ต้องเข้าไปเปลี่ยนแปลงแก้ไข
ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้จะเห็นได้ว่าต้นทุนการผลิตจะค่อนข้างสูงเพราะมีประเด็นด้านคุณภาพหลายส่วนที่มาเกี่ยวข้อง ซึ่งหลายคุณสมบัตินี้ก็เกินกว่าความต้องการของ Facebook ไปมาก ทำให้ Facebook ต้องออกแบบ 100G Single-mode Transceiver ที่ปรับแต่งคุณสมบัติเหล่านี้ให้น้อยลง และลดต้นทุนการผลิตลงไปด้วยนั่นเอง
ออกแบบเอง โดยลดมาตรฐานให้เหลือตามที่ต้องใช้งานจริง และลดต้นทุนการผลิตลง
อย่างไรก็ดี มาตรฐาน 100G Optical Transceiver นี้มีหลากหลายมากเพราะผู้ผลิตแต่ละรายต่างก็พยายามผลักดันเทคโนโลยีของตนเอง Facebook จึงได้เริ่มต้นจากการหยิบมาตรฐาน 100G-CWDM4 MSA มาปรับแต่งในครั้งนี้ โดยมาตรฐานนี้เดิมทีถูกออกแบบมาสำหรับใช้ความเร็ว 100Gbps ที่ระยะ 2 กิโลเมตรเท่านั้น และทาง Facebook ก็ปรับลดระยะของมาตรฐานนี้ลงเหลือเพียง 500 เมตร รวมถึงปรับแต่งค่าต่างๆ ดังต่อไปนี้ด้วย
100Gbps Optical Transceiver รุ่นนี้ถูกตั้งชื่อว่า CWDM4-OCP และเริ่มต้นทดลองใช้งานครั้งแรกโดยที่ทีมงาน Facebook เองก็ยังไม่เคยติดตั้งใช้งาน CWDM4 Optical Transceiver กันมาก่อน และถึงแม้เทคโนโลยี 100Gbps นี้จะคล้ายคลึงกับ 40Gbps ที่ Facebook ใช้งานอยู่เป็นจำนวนมากก็ตาม งานนี้ก็ยังถือว่าท้าทายพอสมควรในเชิงเทคโนโลยีอยู่ดี และท้ายที่สุดเมื่อทดสอบเทคโนโลยีจน Facebook สามารถใช้งานจริงภายในระบบ Production ได้จนสำเร็จแล้ว ทาง Facebook ก็ได้เปิดเผยการออกแบบทั้งหมดภายในโครงการ OCP ในแบบ Open Source ให้ Data Center และผู้ผลิตทั่วโลกนำไปใช้กันได้
สำหรับผู้ที่สนใจสามารถศึกษา Design Guide ฉบับเต็มได้ที่ http://files.opencompute.org/oc/public.php?service=files&t=4a3b7fe672003c1a2fe2f4b624bcc749 เลยนะครับ
ที่มา: https://code.facebook.com/posts/1633153936991442/designing-100g-optical-connections/
