Netzwerktechnik für Rechenzentren Kampf der Titanen im Krieg der Netze: HPE und Cisco auf Einkaufstour

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Die Unternehmens-IT morpht mit Karacho von einer Compute-zentrischen Sportdisziplin, die in „verinselten“ Daten versinkt, zu einer netzwerkzentrischen, die alles mal eben in einen Topf werfen kann, ohne sich daran zu verschlucken. Nirgendwo wird das deutlicher als in der aktuellen Welle von Akquisitionen der Platzhirsche Cisco und HPE.

Ciscos Übernahme von Acacia Communications in 2021 bescherte dem Konzern eine Reihe aufregender Innovationen und die Technologieführerschaft in Hochgeschwindigkeits-Optokopplertechnologien für die Vernetzung von Rechenzentren und Cloud-Infrastrukturen. Acacia Communications entwickelt und fertigt fortschrittliche Konnektivitätsmodule für optische Netze, hauptsächlich für Rechenzentren und Telekommunikationsdienstleister.

Cisco schlägt zu mit Blick auf optische Bandbreite

Zu den wichtigsten Produkten des Anbieters zählen kohärente optische Module und Subsysteme auf Basis von Siliziumphotonik und fortgeschrittener digitaler Signalverarbeitung (DSP). Diese Technologien sind die Geheimsauce zur Umsetzung von RON-Netzen (Routed Optical Networking).

RON ist ein vielversprechender Ansatz für optische Konnektivität: Das optische Signal durchquert das Netzwerk, ohne dass es in ein elektrisches Signal umgewandelt werden muss. Dies reduziert die Platzanforderungen, maximiert die Bandbreite, verbessert die Netzwerkleistung und senkt die Betriebskosten optischer Konnektivität.

Der Ansatz trägt für Infrastrukturanbieter bereits erste Früchte

Die „enthusiastische“ Adoption von kohärenten 400G-Steckmodulen habe hinsichtlich der Dynamik ihrer Markteinführung all ihre Vorgänger übertroffen, so Acacia auf der Unternehmenswebseite. (Kohärenz, ein Begriff auf der Optik und der Datenkommunikation, bezieht sich auf die Fähigkeit von Komponenten, die Schwingungsphasen der Wellen beizubehalten und damit eine stabile Interferenz zu erzeugen.)

Das umfassende 400G Pluggable-Portfolio von Acacia in den Formfaktoren QSFP-DD, OSFP und CFP-DCO einschließlich der Unterstützung für 400ZR, OpenZR+ und Open ROADM MSA bescherte Acacia einen Marktanteil von mehr als 50 Prozent in eben diesem Segment und eine Preisauszeichnung, unter anderem von ECOC. (DCO steht für einen Digital Coherent Optical Transceiver). Ein DCO-Transceiver kann optische Signale modulieren und demodulieren, indem er die Phase, Amplitude und Polarisation des Lichts digital steuert, um Kohärenz zu gewährleisten. Dadurch erhöht es die Übertragungsgeschwindigkeit und verbessert die Signalqualität.

Feldversuche mit Acacias neuesten 400G-Steckmodul, dem „Bright 400ZR+ QSFP-DD“ mit hoher Sendeleistung, sind bei mehreren Netzbetreibern gerade im Gange. Das Modul ist für die 400G-Übertragung über ROADM-Line-Systeme (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) optimiert. ROADM-Systeme können optische Signale auf einer Glasfaserstrecke addieren oder entfernen, ohne dass das gesamte Signal unterbrochen werden muss.

Ein ROADM besteht aus mehreren optischen Komponenten, die in einem Rack montiert sind. Diese Komponenten umfassen in der Regel optische Multiplexer, Demultiplexer, Switches und Verstärker. Mit Hilfe dieser Komponenten lassen sich optische Signale in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, zum Beispiel C-Band oder L-Band, aufnehmen, leiten und an anderen Orten in das Netzwerk einspeisen.

Kompensation von Signalverzerrungen

Komponenten des ROADM-Systems auf der Ebene der Glasfaserstrecke (Englisch: line) können die Signalqualität und die Übertragungsdistanz von optischen Signalen aufrechterhalten und verbessern, indem sie Verstärkung und Kompensation von Signalverzerrungen bereitstellen. Die ROADM-Line-Systeme sind oft Teil von bedeutenden optischen Netzwerken wie öffentlichen Telekommunikationsnetzen oder Datacenter-Interconnects.

Cisco kann bereits auf eine erfolgreiche 400G-Testimplementierung in Zusammenarbeit mit dem europäischen Infrastrukturanbieter Sipartech zurückblicken. Das Cisco NCS 5504 Netzwerk-Konvergenzsystem konnte im Zusammenspiel mit dem optischen Modul Bright 400G ZR+ QSFP-DD mit hoher Sendeleistung eine 400G-Strecke über eine Distanz von 1.337 km überbrücken können.

Laut einem Forschungspapier von ACG Research („The Economic Benefits of IP Transport at 400G“) dürften IP-Transportnetzwerke mit 400G im Betrieb kosteneffektiver sein als typische Router-Bypass-Netzwerke. Sie bieten demnach TCO-Einsparungen in Höhe von 46 Prozent, OPEX-Einsparungen in Höhe von 57 Prozent und CAPEX-Einsparungen von bis zu 35 Prozent im Vergleich zu Router-Bypass-Netzwerken. Die Analysten führen dies auf eine höhere Router-Kapazität, niedrigere Kosten pro Gbps und die Vereinfachung der optischen Schicht.

Mit dem CIM 8 (Coherent Interconnect Module 8) hat Acacia das weltweit erste 1,2T starke kohärente Modul mit einsteckbaren Anschlüssen auf der Frontplatte herausgebracht. Um dieses Modul in ein Netzwerkgerät einzubauen, sind weder zusätzliche Verkabelung oder sonstige Adapter erforderlich.

Im Inneren werkelt „Jannu“, die 8. Generation des hauseigenen DSPs (Digital Signal Processor) von Acacia, auf einem ASIC. Das ASIC nutzt eine spezielle hochintegrierte Packaging-Technologie mit der Bezeichnung „3D Siliconization“. Sie macht sich das sogenannte TSV-Verfahren (Through-Silicon Via) zu Nutze, um vertikale Verbindungen zwischen den Schichten des Halbleitermaterials herzustellen.

Diese Technologie hat es Acacia ermöglicht, einen Silizium-basierten photonischen integrierten Schaltkreis (kurz: SiPh-PIC), einen Hochgeschwindigkeitsmodulator-Treiber und einen Transimpedanzverstärker (TIA), in einem einzigen optoelektronischen Gehäuse zu integrieren. Das SiPh-PIC beinhaltet selbst mehrere optische Komponenten, darunter Modulatoren, Demodulatoren, Photodetektoren und Wellenleiter, auf einem einzigen Chip.

Der Hochgeschwindigkeitsmodulator-Treiber ist ein separates elektronisches Bauteil, das die Modulatoren auf dem SiPh-PIC ansteuert, um ein elektrisches Signal zu erzeugen und in ein optisches umzuwandeln. Der Transimpedanzverstärker (TIA) hat die Aufgabe, das vom Photodetektor erfasste und konvertierte Signal zu „boosten“. Der TIA wandelt den Strom, der aus dem Photodetektor des SiPh PIC kommt, in ein Spannungssignal um, und leitet es für die Messung und Steuerung der Kohärenz der optischen Signale an den Kohärenz-Detektor weiter.

Der Kohärenz-Detektor

Der Kohärenz-Detektor erkennt Veränderungen im optischen Signal, die durch Schwankungen in der Wellenlänge, Phase oder Polarisation verursacht werden können, und korrigiert diese. Nach dieser „Berichtigung“ durchläuft das Signal erneut zuerst den SiPh-PIC und dann auch den Hochgeschwindigkeitsmodulator-Treiber. Das resultierende optische Signal macht sich dann über die Wellenleiter auf den Weg durch das Netz.

Die hohe Packungsdichte dieser Architektur kommt der Performance, der Energie-Effizienz und der Skalierbarkeit des Moduls zugute. Zudem stärkt Acacias Expertise und Innovationsstärke in Siliziumphotonik und DSP-Technologien Ciscos Produktportfolio in Bereichen wie fortschrittliche optische Komponenten und integrierte Optik. Durch die Verschmelzung eigener Technologien mit Acacias Expertise in kohärenter Optik ist Cisco in der Lage, das eigene Portfolio um bahnbrechende optische Netzwerklösungen zu bolstern, um die wachsende Nachfrage nach höherer Bandbreite und schnellerer Konnektivität in Rechenzentren und Telekommunikationsnetzen zu befriedigen.

Die Übernahme von Acacia erweitert zudem den ohnehin schon beneidenswerten Marktzugang von Cisco. Acacia adressiert zusätzliche Kundensegmente und Branchen, darunter Webscale-Technologieunternehmen, global agierende Großkonzerne und Konnektivitätsdienstleister, die stark auf optische Transportlösungen angewiesen sind.

HPE shoppt mit gestärktem Fokus auf Mobilität und die Edge

Nach einer längeren Funkstille seit dem hektischen Sommer 2021 geht das Unternehmen wieder auf Einkaufstour. Mit der Übernahme der italienischen Athonet (Februar 2023) holt sich HPE neue Netzwerkexpertise ins Haus.

Athonet ist ein weltweit führender Anbieter von Mobilfunk-Kernnetztechnologie, der es Integratoren ermöglicht, für Unternehmen, Behörden, neutrale Hosts und öffentliche Netze maßgeschneiderte private 4G- und 5G-Kommunikationsnetzwerke für den Einsatz in geschlossenen oder kontrollierten Umgebungen wie ein Campusgelände oder eine Fabrik zu konzipieren. Die Produkte von Athonet unterstützen Telekomdienstleister, Systemintegratoren, aber auch andere Unternehmen bei der Implementierung und Verwaltung von skalierbaren und sicheren drahtlosen Netzwerken mit 4G- und 5G-Konnektivität.

Neutral Hosts sind unabhängige Anbieter von drahtlosen Netzwerken, die Infrastruktur und Dienstleistungen für Mobilfunkbetreiber bereitstellen, um ihre Netzabdeckung und Kapazität zu erweitern. Diese Anbieter können beispielsweise DAS (Distributed Antenna Systems) installieren, um das Signal von Mobilfunkbetreibern in Gebäuden oder an öffentlichen Orten zu verstärken, ohne dass die Kunden auf die Mobilfunknetze der Neutral Hosts zugreifen müssen. Neutral Hosts können auch eigenständige Netze für spezifische Anwendungen wie die Konnektivität von IoT-Geräten oder für den Einsatz in abgelegenen Gebieten bereitstellen.

In privaten 5G-Netzen

Da private 5G-Netzwerke für den internen Gebrauch innerhalb einer Organisation eingerichtet werden, können sie ein höheres Maß an Datenschutz und Cyber-Sicherheit gewährleisten als öffentliche Mobilfunknetze. Private 5G-Netze sind zudem auf die spezifischen Anforderungen eines konkreten Anwendungsfalls in betreffenden Organisation zugeschnitten, was zu besserer Netzwerkperformance, geringeren Latenzen und höherer Zuverlässigkeit führen kann.

Typische Anwendungsfälle beinhalten latenzarme Kommunikation für „Smart Manufacturing“. Darunter befinden sich die Steuerung von Robotern und industrielle Automatisierung sowie Maschinelles Sehen, zum Beispiel in der öffentlichen Sicherheit, Geschäftsanalytik und dergleichen.

Zuletzt hatte HPE die Übernahme von Pachyderm bekannt, eines Anbieters für Maschinelles Lernen. Zuvor waren es unter anderem Determined AI (KI-Modellierung), Zerto (IT-Resilienz und Disaster-Recovery), Ampool (Daten-Management und Echtzeit-Analytik) und Cloudphysics (Datencenter-Analytik und IT-Infrastruktur-Management).

HPE im Telco-Geschäft

Das Telekommunikationsgeschäft von HPE bedient derzeit weltweit rund 300 Kunden. Zum Vergleich: Laut HPE hat Athonet 450 erfolgreiche Implementierungen (nicht Kunden) in verschiedenen Branchen, darunter führende Mobilfunkbetreiber, Krankenhäuser, Flughäfen, Transporthäfen, Versorgungsunternehmen, Behörden und öffentliche Sicherheitsorganisationen.

Die Übernahme sollte die Position von HPE im hart umkämpften Netzwerkmarkt stärken, insbesondere in den Bereichen Wireless und Mobility, gegenüber Anbietern wie Huawei. HPEs Tochter Aruba Networks (eine Akquisition aus dem Jahre 2015) gilt als ein führender Anbieter von drahtlosen Netzwerklösungen, einschließlich Zugangspunkten, Controllern und Netzwerkverwaltungs-Tools.

Das Netzwerk als Service

Aruba Networks für verteilte Datacenter

HPE integrierte Arubas drahtlose Lösungen in seine bestehenden kabelgebundenen Netzwerkprodukte, um die steigende Nachfrage nach mobiler und IoT-Konnektivität zu decken. Jetzt soll Aruba die Expertise von Athonet zugutekommen.

Netzwerk-as-a-Service? Zwischen HPE Greenlake und Cisco Plus

„Dank der Übernahme von Athonet verfügt HPE nun über eines der vollständigsten privaten 5G- und Wi-Fi-Portfolios für CSP- und Unternehmenskunden,“ freut sich Tom Craig, Global Vice President und General Manager, Communications Technology Group bei HPE, und fügt hinzu, man wolle das Portfolio von Athonet im as-a-Service-Modell über HPE Greenlake vertreiben.

Um die operative Komplexität von Multi-Vendor- und Multicloud-IT-Umgebungen in Co-Location-Rechenzentren und On-Premises wie auch überall sonst zu reduzieren, deckt sich HPE auch noch mit der Expertise von Opsramp, seiner neuesten Akquisition, ein. Opsramp ist eine hybride digitale Betriebs-Management-Plattform, die IT-Operations-Teams dabei unterstützt, ihre IT-Infrastruktur zu überwachen, zu verwalten und KI/ML-gestützt zu optimieren. Zum Leistungsumfang zählen neben der Überwachung und dem Ereignis-Management ein Service-Desk, Performance-Optimierung, Automatisierung, Konfigurations-Management und Compliance-Management. Die Technologie soll das Greenlake-Portfolio von HPE stärken.

Die Privatisierung der Cloud; Teil 2

Die Cloud in der Cloud oder die Cloud im Haus

Der Trend hin zu neuen Bereitstellungs- und Abrechnungsmodellen erstreckt sich zunehmend auch auf die Konnektivität. Cisco ist da längst auch keine Ausnahme mehr. Mit einem Service „Cisco Plus“ will Cisco für seine Kunden „eine Brücke zum as-a-Service-Modell“ geschlagen haben. Cisco Plus gibt Unternehmen „die Wahl, wie sie kaufen möchten“, wirbt der Anbieter.

Der Ansatz Network-as-a-Service (kurz NaaS) garantiert Unternehmen ein Leistungsspektrum an Konnektivität ohne die Notwendigkeit, dass sie in den Besitz der eigentlichen Infrastruktur kommen und diese pflegen. Cisco Plus umfasst ähnlich wie demnächst Greenlake auch eine Vielzahl von ergänzenden Lösungen, darunter Netzwerk- und Sicherheitsdienste, Anwendungs- und Daten-Management sowie Analytics. Zum Teil sind diese ebenfalls KI-getrieben.

* Das Autorenduo Anna Kobylinska und Filipe Pereia Martins arbeitet für McKinley Denali Inc. (USA).

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