Mikä on 400G optinen lähetin-vastaanotin? Tyypit, sovellukset ja tukkumyyntiopas

Palvelinkeskusten arkkitehdit ja verkkoinsinöörit, jotka skaalaavat infrastruktuuriaan 100 G:n yli, kohtaavat yhä useammin 400 G:n optisen lähetin-vastaanottimen seuraavan askeleena tiheän ja suuren kaistanleveyden yhteenliittämissuunnittelussa. Silti 400G optiset lähetin-vastaanottimet Saatavilla on useita muototekijöitä, niissä käytetään erilaisia optisia tekniikoita ja niiden ulottuvuus, kuituvaatimukset ja virrankulutus vaihtelevat merkittävästi – mikä tekee valintapäätöksestä monimutkaisempaa kuin pienemmillä nopeuksilla.

Tämä opas kattaa tärkeimmät 400G-lähetin-vastaanottimet, kuinka ne eroavat teknisesti, mitä sovelluksia ne palvelevat ja mitä on otettava huomioon hankittaessa kolmannelta osapuolelta.

Mikä on 400G optinen lähetin-vastaanotin?

A 400G optinen lähetin-vastaanotin on kytkettävä optinen moduuli, joka lähettää ja vastaanottaa dataa kokonaisnopeudella 400 gigabittiä sekunnissa. Se liitetään kytkimen, reitittimen tai palvelimen yhteensopivaan porttiin ja muuntaa isäntälaitteesta tulevat sähköiset signaalit optisiksi signaaleiksi, jotka lähetetään valokaapelin kautta, ja muuntaa vastaanotetut optiset signaalit takaisin sähköisiksi signaaleiksi.

400G-lähetin-vastaanottimet saavuttavat suuren tiedonsiirtonopeudensa jommallakummalla kahdesta lähestymistavasta: moninkertaistamalla optisten kaistojen lukumäärä (rinnakkaisoptiikka) tai käyttämällä kehittyneitä modulaatiomuotoja – ensisijaisesti PAM4 (Pulse Amplitude Modulation 4-level) – kaistakohtaisen tiedonsiirtonopeuden lisäämiseksi enemmän kuin NRZ (non-Return-to-Zero) -fyysinen modulaatioinfrastruktuuri pystyy toimittamaan yhden.

400G lähetin-vastaanottimien hallitsevat muototekijät ovat QSFP-DD (Quad Small Form Factor Pluggable Double Density) ja OSFP (Octal Small Form Factor Pluggable) , jotka molemmat tukevat 8 sähkökaistaa 50 G kaistaa kohti saavuttaakseen 400 G:n kokonaisnopeuden.

400G optisten lähetin-vastaanottimien päätyypit

400G lähetin-vastaanotinekosysteemi sisältää tällä hetkellä useita erillisiä optisia liitäntästandardeja, joista jokainen on optimoitu eri kattavuuden, kuitutyypin ja kustannusten yhdistelmälle.

400G SR8 — lyhyt ulottuvuus, monimuotokuitu

The 400G SR8 lähetin-vastaanotin käyttää 8 rinnakkaista optista kaistaa monimuotokuidun (OM4 tai OM5) yli ja lähettää 50 G kaistaa kohden käyttämällä PAM4-modulaatiota. Suurin ulottuvuus on 100 metriä OM4:llä ja 150 metriä OM5 kuidulla. SR8 vaatii MPO-16-liittimen ja 16 kuitunauhaa (8 lähettää, 8 vastaanottaa), joten se sopii käyttöön, jossa MPO-kuitulaitos on jo paikallaan. Se on halvin 400 Gt:n optinen ratkaisu datakeskuksen sisäisiin lyhyen ulottuvuuden yhteyksiin.

400G DR4 — yksimuotoinen, 500 metrin ulottuvuus

The 400G DR4 lähetin-vastaanotin käyttää 4 rinnakkaista yksimuotokuitukaistaa PAM4-modulaatiolla 100 G kaistaa kohti. Suurin ulottuvuus on 500 metriä OS2-yksimuotokuidun yli MPO-12-liittimellä. DR4 on standardi 400G-ratkaisu saman kampuksen datakeskusrakennusten välisiin yhteyksiin sekä rivien tai koteloiden välisiin yhteyksiin suuressa datakeskuksen kerroksessa, jossa monimuotokuitujen kattavuus ei ole riittävä.

400G FR4 — yksitila, 2 km ulottuvuus

The 400G FR4 lähetin-vastaanotin käyttää 4 CWDM-aallonpituutta, jotka on multipleksoitu yhdelle yksimuotokuitunauhaparille (yksi LC-dupleksiliitäntä), ja jokaisella aallonpituudella on 100G PAM4. Suurin ulottuvuus on 2 kilometriä, joten se soveltuu datakeskusten yhteenliittämissovelluksiin (DCI), metrokampusyhteyksiin ja yhteyksiin yhteissijoituspalveluihin. Yksi LC-duplex-liitäntä on merkittävä etu ympäristöissä, joissa kuitumäärä on rajoitus.

400G LR4 — Yksitila, 10 km:n ulottuvuus

The 400G LR4 lähetin-vastaanotin laajentaa FR4-lähestymistavan 10 kilometriin käyttämällä 4 LAN-WDM-aallonpituutta yhdessä LC-duplex-kuituparissa. Se on suunniteltu pidemmän ulottuvuuden DCI- ja metroliitäntöihin, joissa 2 km ei riitä. LR4-lähetin-vastaanottimet kuluttavat enemmän tehoa kuin lyhyemmän ulottuvuuden versiot, koska 10 km:n lähetykseen tarvitaan korkeampi optinen lähtöteho.

400G QSFP-DD vs OSFP muototekijät

Sekä QSFP-DD- että OSFP-muototekijät tukevat 400G-lähetin-vastaanottimia, mutta ne eroavat toisistaan koon, tehoverhokäyrän ja lämmönhallintakyvyn osalta.

• QSFP-DD: Taaksepäin yhteensopiva QSFP28-porttien kanssa joillakin alustoilla. Pienempi muotokerroin, jonka suurin tehohäviö on noin 14 W porttia kohti. Yleisimmin käytetty 400G-muotokerroin kytkinlinjakorteille.
• OSFP: Suurempi muotokerroin, jonka suurin tehohäviö on noin 21 W porttia kohti. Suositellaan 400G lähetin-vastaanottimille, joilla on korkeammat optisen tehon vaatimukset (LR4 ja pidemmän ulottuvuuden variantit) ja seuraavan sukupolven 800G-moduulien kehittämiseen.

400G lähetin-vastaanotinsovellukset

Kun jokainen 400G lähetin-vastaanotintyyppi otetaan käyttöön, hankintaryhmät voivat määrittää oikean moduulin jokaiselle verkon yhteystyypille.

Hyperscale palvelinkeskuksen kangas

Suurten pilvipalveluntarjoajien hyperscale-palvelinkeskukset ovat 400G-lähetin-vastaanottimen käyttöönoton ensisijainen ajuri. Nykyaikaisten hyperscale-kankaiden selkä ja lehti -liitännät käyttävät 400G QSFP-DD SR8- tai DR4-lähetin-vastaanottimia suurimman porttitiheyden saavuttamiseksi pienimmällä bittihinnalla. Siirtyminen 100 Gt:sta 400 G:aan porttia kohden vähentää fyysisten porttien ja kaapeleiden määrää tietyllä kaistanleveydellä nelinkertaiseksi, mikä vähentää merkittävästi pääoma- ja käyttökustannuksia mittakaavassa.

Yrityksen ydin ja yhdistäminen

Yritysverkkoja, joilla on suuren kaistanleveyden ydinvaatimukset, otetaan käyttöön 400G optinen lähetin-vastaanotins ydinkytkimissä ja yhdistämisreitittimissä käsittelemään yhdistettyä liikennettä useista 100G pääsykerroksen yhteyksistä. FR4-lähetin-vastaanottimet ovat yleisiä yhteyksissä datakeskusten ja paikannustilojen välillä metron etäisyydellä.

Televiestintä- ja palveluntarjoajien verkot

Teleoperaattorit käyttävät 400G LR4- ja pidemmän ulottuvuuden 400G-lähetin-vastaanottimia metro- ja alueverkkoyhteyksissä ja korvaavat useita hitaampia aallonpituuksia yksittäisillä 400G-yhteyksillä kapasiteetin lisäämiseksi ja toiminnan monimutkaisuuden vähentämiseksi.

AI ja GPU Cluster Interconnect

Laajamittainen AI-koulutusinfrastruktuuri vaatii erittäin suuren kaistanleveyden ja alhaisen latenssin GPU-palvelimien välisiä yhteyksiä. 400G QSFP-DD AOC ja DAC kaapeleita käytetään laajalti telineen sisällä ja vierekkäisen telineen GPU-palvelinyhteyksissä tekoälyharjoitteluklustereissa, joissa kaistanleveyden tiheys ja kaapelin paino ovat molemmat kriittisiä rajoituksia.

Kuinka arvioida 400 G:n optisen lähetin-vastaanottimen valmistaja

Hankinta 400G optinen lähetin-vastaanotins Kolmannen osapuolen valmistajalta vaaditaan huomiota useisiin tekijöihin, jotka määräävät, toimiiko tuote luotettavasti tuotantoverkostoissa.

PAM4 DSP -tekniikka

PAM4-modulaatiota käyttävät 400G-lähetin-vastaanottimet vaativat kehittyneitä Digital Signal Processing (DSP) -siruja PAM4-signaalin koodaamiseen ja dekoodaamiseen. DSP:n laatu ja suorituskyky vaikuttavat suoraan lähetin-vastaanottimen virhesuhteeseen, virrankulutukseen ja käyttölämpötila-alueeseen. Vakiintuneet kolmannen osapuolen valmistajat käyttävät todistettuja DSP-ratkaisuja johtavilta piirisarjan toimittajilta ja voivat tarjota silmäkaavioita ja BER-testitietoja jokaisesta tuotantoerästä.

Alustan yhteensopivuus ja EEPROM-koodaus

Varmista, että valmistaja tukee EEPROM-koodausta kohdekytkinympäristössäsi – Cisco, Arista, Juniper, Huawei, H3C tai muut toimittajat. Valmistaja, jolla on kattava koodauskirjasto ja nopea koodauspäivitysprosessi, on välttämätön useiden alustasukupolvien käytössä.

Lämpötehokkuus

400G lähetin-vastaanottimet kuluttavat 5W–14W per moduuli, huomattavasti enemmän kuin hitaammat moduulit. Lämmönhallinta – sekä lähetin-vastaanotinmoduulissa että isäntäkytkimen ilmavirran suunnittelussa – on kriittistä jatkuvan ja luotettavan toiminnan kannalta. Pyydä käyttölämpötila-alueen määrityksiä ja varmista, että lähetin-vastaanottimen lämpörakenne on yhteensopiva isäntäkytkimen ilmavirran suunnan ja porttitiheyden kanssa.

Tuotannon testaus ja laadunvarmistus

Nopeat optiset lähetin-vastaanottimet vaativat kattavan tuotantotestauksen, mukaan lukien optisen tehon mittauksen, aallonpituuden varmistuksen, ekstinktiosuhteen testauksen, silmädiagrammin analyysin ja BER-testauksen äärimmäisissä käyttölämpötiloissa. Valmistajat, joilla on automatisoidut testilaitteet (ATE) -alustat, voivat suorittaa 100-prosenttisen testauksen jokaiselle yksikölle ja toimittaa yksikkökohtaisia ​​testitietoja pyynnöstä.

Usein kysytyt kysymykset (FAQ)

K: Mitä eroa on 400G QSFP-DD:llä ja 400G OSFP:llä?

V: Molemmat QSFP-DD ja OSFP ovat muotokerroinstandardeja 400 Gt optisille lähetin-vastaanottimille, jotka käyttävät 8 sähkökaistaa 50 G kaistaa kohti. QSFP-DD on fyysisesti leveydeltään samanlainen kuin nykyinen QSFP28-muototekijä, mikä mahdollistaa suuremman porttitiheyden kytkimien etupaneeleissa ja taaksepäin yhteensopivuuden QSFP28-porttien kanssa joillakin alustoilla. OSFP on hieman suurempi, ja sen tehohäviöraja on noin 21 W, joten se sopii paremmin tehokkaampiin 400G-versioihin ja tuleviin 800G-moduuleihin. Useimmat hyperscale-asennukset käyttävät QSFP-DD:tä sen suuremman porttitiheyden vuoksi, kun taas OSFP:tä suositellaan pidemmän ulottuvuuden ja suuremman tehon sovelluksissa.

K: Voidaanko 400G lähetin-vastaanottimia käyttää olemassa olevissa 100G QSFP28-porteissa?

V: Ei. 400G QSFP-DD lähetin-vastaanottimet eivät ole fyysisesti tai sähköisesti yhteensopivia 100G QSFP28 -porttien kanssa visuaalisesta samankaltaisuudesta huolimatta. QSFP-DD:ssä on kaksitiheyksinen sähköliitäntä, jossa on 8 kaistaa verrattuna QSFP28:n 4 kaistaan, ja se vaatii isäntäportin, joka tukee QSFP-DD-standardia. Jotkut kytkinalustat tarjoavat katkaisuvaihtoehtoja, joissa yksi 400G QSFP-DD-portti voidaan jakaa neljään 100G-liitäntään katkaisukaapelilla.

K: Mitä kuitutyyppiä tarvitaan 400G SR8 -lähetin-vastaanottimiin?

V: 400G SR8 lähetin-vastaanotins vaativat OM4- tai OM5-monimuotokuitua MPO-16-liittimillä. OM4-kuitu tukee 100 metrin ulottuvuutta ja OM5-kuitu tukee 150 metriä. MPO-16-liitin sisältää 16 kuitunauhaa yhdessä liittimen rungossa – 8 lähetystä ja 8 vastaanottoa varten. Jos olemassa oleva kuitulaitoksesi käyttää MPO-12-liittimiä, SR8-lähetin-vastaanottimien liittämistä varten tarvitaan fan-out- tai muunnosratkaisu.

K: Mikä on tyypillisen 400G QSFP-DD-lähetin-vastaanottimen virrankulutus?

V: Power consumption for 400G QSFP-DD lähetin-vastaanottimet vaihtelee optisen liitännän tyypin mukaan. SR8-moduulit kuluttavat yleensä 8–10 W. DR4-moduulit kuluttavat 10–12 W. FR4-moduulit kuluttavat 12W - 14W. LR4-moduulit voivat kuluttaa jopa 14W. Nämä luvut edustavat isäntäportista otettua tehoa, joka haihtuu lämpönä moduulin sisällä. Tämä on merkittävä näkökohta kytkimien lämpösuunnittelussa suuritiheyksisissa 400G-asennuksissa.

K: Mikä on kiinalaisen valmistajan 400G lähetin-vastaanottimen joukkotilausten toimitusaika?

V: Standard lead times for bulk 400G optinen lähetin-vastaanotin Tilaukset vakiintuneilta kiinalaisilta valmistajilta ovat tyypillisesti 15–30 työpäivää tilausvahvistuksen jälkeen tuotannon vakiomäärittelyissä. Mukautettu EEPROM-koodaus tietyn alustan yhteensopivuutta varten lisää 3–5 työpäivää koodauksen alkuasennukseen. Nopeutettu tuotanto on saatavilla kiireellisiin tilauksiin riittävällä ennakkovaroitusajalla.

OEM- ja ODM-palvelut ovat saatavilla. Ota meihin yhteyttä kautta fiberay.com pyytää teknisiä tietoja, alustan yhteensopivuuden vahvistusta ja tukkuhintaa.

Liittyvät tuotteet: 400G optinen lähetin-vastaanotin | 100G QSFP28 optinen lähetin-vastaanotin | 200G optinen lähetin-vastaanotin | 800G optinen lähetin-vastaanotin | AOC optinen lähetinvastaanotin