فهم وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية OSFP 400G DR4

ستكون شبكات الاتصالات الحديثة عالية السرعة غير مكتملة بدون OSFP (ثماني وحدات تخزين صغيرة قابلة للتوصيل) 400 جيجابايت DR4 وحدة إرسال واستقبال بصرية. تم تصنيعها لتلبية متطلبات النطاق الترددي المتزايدة لمراكز البيانات وإعدادات الاتصالات؛ تسمح هذه الوحدة بنقل حركة البيانات بسرعة تصل إلى 400 جيجابت في الثانية على الألياف الضوئية متعددة الأوضاع. تتمتع كل وحدة بتصميم ليزر، حيث يتم توجيه الإشارة عبر مسافات طويلة بكفاءة دون المساس بوقت الاستجابة أو استخدام الطاقة. تناقش هذه الورقة المواصفات وآليات العمل واستخدامات جهاز الإرسال والاستقبال OSFP 400G DR4، مما يساعد القارئ على فهم كيفية عمل هذا الجهاز. تتطور التكنولوجيا وتحدث ثورة في عالم الشبكات البصرية.

ما هو جهاز الإرسال والاستقبال OSFP 400G DR4؟

نظرة عامة على مواصفات OSFP 400G

يتم استخدام طول موجي يبلغ حوالي 850 نانومتر لوحدة الإرسال والاستقبال OSFP 400G DR4 والتي تم تصميمها في الأساس للسماح بالإرسال عبر الألياف متعددة الأوضاع (MMF) حتى 100 متر. وحدة الإرسال والاستقبال يتميز بهندسة ذات 4 قنوات، مما يسمح بإرسال 100 جيجابت في الثانية لكل قناة لتحقيق إجمالي 400 جيجابت في الثانية. تم تصميم الوحدة وفقًا لمعيار IEEE 802.3bs لشبكة إيثرنت على مسافة 400 متر وهي متوافقة أيضًا مع معايير OIF بصري الوحدات النمطية. نظرًا لكونها جهازًا منخفض الطاقة لتطبيقات مراكز البيانات عالية الكثافة، فإن استهلاك الطاقة للوحدة يتراوح بين 8 و10 وات. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لعامل شكل OSFP، فإن التركيب والفك القابلين للتبديل السريعين يتم تسهيلهما بشكل كبير أيضًا.

كيف يمكّن DR4 نقل البيانات بسرعة عالية؟

تدعم بنية DR4 كمية كبيرة من نقل البيانات من خلال تقنية نقل البيانات الضوئية المتوازية التي تتألف من أربع قنوات منفصلة. كما يسمح التصميم بنقل البيانات عبر جميع القنوات في نفس الوقت، حيث يمكن لكل قناة التعامل مع معدلات بيانات تصل إلى 100 جيجابت في الثانية لكل منها. بالإضافة إلى زيادة النطاق الترددي الفعال، فإن هذا النهج يقلل أيضًا من زمن الوصول نظرًا لأن القنوات المتوازية يتم تقديمها بسلاسة بدلاً من الاعتماد على قناة واحدة بطريقة متسلسلة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاعتماد على الألياف متعددة الأوضاع بموجة قطع 850 نانومتر يعمل على تحسين الإشارة ويمنع التشتت على مسافة قصيرة بحيث لا يمكن التأثير على البيانات العالية والموثوقة في مراكز البيانات الحديثة. كما تم تصميم جهاز الإرسال والاستقبال DR4 بشكل جيد بحيث يقترب من الحد الأدنى من الطاقة المهدرة، وبالتالي تحسين كفاءة الطاقة في المواقف التي يتم فيها استخدام تقنيات الشبكات عالية السرعة الحديثة.

مزايا استخدام أجهزة الإرسال والاستقبال OSFP في مراكز البيانات

إن استخدام أجهزة الإرسال والاستقبال OSFP في مراكز البيانات يأتي مع عدد من الفوائد. الجانب الأول الجدير بالملاحظة هو أنه يتم تحقيق كثافة أعلى من الاتصال من خلال استخدام عامل شكل OSFP، مما يعني أنه يمكن تركيب عدد أكبر بكثير من المنافذ في الشبكة الحالية، وبالتالي زيادة كفاءة التعبئة. الفائدة الثانية هي أن أجهزة الإرسال والاستقبال الشريكة OSFP قابلة للتبديل السريع أيضًا، وهذا يضمن أن الصيانة والترقية لا تؤدي إلى إيقاف تشغيل الشبكة، وفي المقابل، يتم الحفاظ على وقت التوقف عند الحد الأدنى من الراحة، ويصبح التشغيل أكثر كفاءة. علاوة على ذلك، تعرض أجهزة الإرسال والاستقبال OSFP مجموعة واسعة من معدلات البيانات المدعومة (تصل إلى 400 جيجابت في الثانية) بالإضافة إلى دعم التشغيل البيني مع تقنيات الشبكات المختلفة، مما يعزز قابلية تطبيقها داخل الصناعة. أخيرًا وليس آخرًا، يساعد انخفاض استهلاك الطاقة لتقنية OSFP في خفض التكاليف التشغيلية والبصمة الحرارية المنخفضة، وهو أمر بالغ الأهمية في عمليات مراكز البيانات الموفرة للطاقة. كل هذه المزايا تجعل من أجهزة الإرسال والاستقبال OSFP حلاً عمليًا لاحتياجات مراكز البيانات اليوم.

كيف تعمل تقنية OSFP PAM4؟

أساسيات إشارات PAM4 1310nm

PAM4 (تعديل سعة النبضة بأربعة مستويات) هي تقنية أكثر تقدمًا تعمل على زيادة سعة نقل البيانات بمقدار الضعف لكل رمز منقول. في حالة إشارات 4 نانومتر الشائعة في النقل الضوئي لمسافات طويلة، تعمل PAM1310 على تعزيز الكفاءة الطيفية بمقدار الضعف مقارنة بنظام إشارات NRZ البسيط.

يحقق مخطط التعديل هذا ذلك من خلال حمل أربعة مستويات من السعات في الإشارات المرسلة، مما يؤدي بالتالي إلى معدل بيانات أعلى دون أي توسع إضافي في النطاق الترددي. عند الطول الموجي 1310 نانومتر حيث تُستخدم الألياف أحادية الوضع بشكل أساسي للاتصالات طويلة المدى حتى حوالي 10 كيلومترات، أثبتت المواصفات الشائعة فعاليتها بسبب انخفاض فقدان الإشارة في الألياف.

إن ما تفعله إشارات PAM4 1310nm هو تعزيز الأداء والموثوقية من خلال الاستفادة من تصحيح الأخطاء على مستوى عالٍ والمعادلة التكيفية لإخفاء تأثيرات القناة. بالإضافة إلى التحسين في الكفاءة، أثبتت PAM4 أيضًا أنها ضرورية للغاية في تحسين سلامة الإشارة، وهي ضرورة للمتطلبات المتزايدة لتطبيقات البيانات عالية السرعة في مراكز البيانات الحديثة. يتم الإبلاغ عن كميات من حوالي 200 جيجابت في الثانية أو أكثر كمعدلات بيانات يمكن تحقيقها باستخدام PAM4، والتي تعمل أيضًا بكفاءة عالية وبشكل غير مشروط تقريبًا على رفع معلمات الإنتاجية للبنى التحتية للألياف الشبكية المزدحمة.

لماذا يعد PAM4 1310nm أمرًا ضروريًا لشبكة Ethernet 400G؟

بالنسبة لتقنية إيثرنت 400G، فإن إشارات PAM4 1310nm أمر بالغ الأهمية لأنها تسمح بكفاءة النطاق التي تعزز أداء نقل البيانات دون المساس بالنطاق. ومع زيادة الحاجة إلى الاتصال بالشبكة، تأتي الحاجة إلى عرض نطاق ترددي أكبر. مع PAM4، من الممكن تشغيل إيثرنت 400G بمعدل بيانات فعال يبلغ 400 جيجابت في الثانية حيث تسمح هذه التقنية بتعديل بتين لكل رمز باستخدام أربعة مستويات من السعة بدلاً من ذلك وهو أمر ضروري للتعامل مع الزيادة السريعة في أحجام البيانات. وعلى نفس القدر من الأهمية، يوفر الطول الموجي 1310nm حلاً وسطًا بين النطاق التشغيلي والأداء، مما يسمح بنقل الألياف أحادية الوضع بطول 10 كم مع الحد الأدنى من الخسارة في الكفاءة. هذه الميزة ضرورية للتنفيذ الفعال لربط شبكات النطاق العريض والروابط العمودية بين مراكز البيانات، مما يتيح للشبكات استيعاب حركة البيانات المتزايدة الناتجة عن السحابة ونقل الملفات الكبيرة، من بين الاستخدامات الحديثة الأخرى. وبالتالي، فإن تطبيق PAM4 1310nm على أنظمة Ethernet 400G يصبح وسيلة جيدة للتعامل مع الجيل التالي من الشبكات مع الاستفادة في نفس الوقت من الإمكانيات الموجودة.

استكشاف أفضل حلول PAM4 1310nm وFEC

في إطار الجهود المبذولة لتحقيق بدائل PAM4 1310nm جيدة لشبكة Ethernet 400G، ظهرت عدد من الشركات التي تطبق تقنيات متطورة، والتي تتضمن FEC، لضمان إمكانية نقل البيانات بشكل صحيح.

1. أنظمة سيسكو: تعبر شركة Cisco عن رغبتها في استخدام تقنية PAM4 من خلال تضمين هذه التقنية في مجموعة منتجات الشبكات الضوئية في دستورها. يتم استخدام تصحيح الخطأ الأمامي (FEC) في حلولها لتعزيز قدرات تصحيح الخطأ، مما يوفر لها أداءً جيدًا في البيئات السيئة. يركز البحث على بناء شبكات اتصال مركزية فعالة وعالية السعة، والتي تعد استجابة للشهية المتزايدة لعرض النطاق الترددي.
2. من Broadcom: لقد ظهرت مجموعة من أجهزة الإرسال والاستقبال ذات الطور PAM4 لمسافات الإرسال وسلامة الإشارة في مجموعة منتجات Broadcom التي تم إثراؤها بالميزات المذكورة. غالبًا ما يكون أداء مثل هذه المنتجات أعلى من المستوى المعقول حيث يتم دمجها في البنيات الأساسية الموجودة للشبكات وتساعد بطريقة ما في تحقيق التوفير في أنظمة البيانات عالية السرعة.
3. مجموعة مارفيل للتكنولوجيا: وفي حالة شركات أخرى مثل Marvell، يتم تقديم حل PAM4 1310nm كامل مع تأثير FEC على تنفيذه أيضًا في محاولة لمنع فقدان الإشارة وتحسين وظيفة الشبكة. وتعالج جوانب أخرى ملحوظة في حلولها المتقدمة الفراغ الناتج عن المواقع ذات الكثافة العالية داخل مراكز البيانات بحيث لا يتم المساس بمقاييس الأداء مع العمل على نمو حركة المرور.

ويسلط الاهتمام الكبير لهذه الشركات الضوء على أهمية PAM4 وFEC في شبكات Ethernet عالية السرعة الناشئة، مما يجعل نقل البيانات أسرع وأكثر موثوقية لمختلف التطبيقات.

ما هي معايير الاتصال لـ OSFP-400G-DR4؟

التوافق مع QSFP-DD وعوامل الشكل الأخرى

تم تصميم OSFP-400G-DR4 ليكون متوافقًا مع عوامل الشكل الحالية، مثل QSFP-DD، بحيث يمكن توصيله بالأنظمة المستخدمة بالفعل. وبالتالي، يزيد هذا التوافق من تنوع تصميم الشبكة، مما يسمح بالعديد من التوصيلات والتكوينات في مركز البيانات. علاوة على ذلك، يتميز OSFP-400G-DR4 ببنية فائقة الصغر وعالية الكثافة، مما يحسن المساحة ويعمل بكفاءة في التطبيقات ذات السعة العالية.

استخدام أجهزة الإرسال والاستقبال OSFP مع SMF وMMF

توجد طريقتان لتوصيل أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية متعددة القنوات (OSFP)، وتوفر هذه الطرق مرونة الاستخدام في أماكن مختلفة. وفي حين أن هذا ينطبق عند استخدام SMF، فإن أجهزة الإرسال والاستقبال OSFP يمكنها تمديد مسافات الإرسال ويمكن تطبيقها في روابط الاتصالات مثل تلك الموجودة في شبكات المناطق الحضرية (MANs) وشبكات مراكز البيانات طويلة المدى حيث يصعب عادةً تصور الوسائط. ومع ذلك، في حالة MMF، توفر أجهزة الإرسال والاستقبال OSFP إمكانية الوصول إلى النطاق العريض ولكن على مسافات قصيرة، وهي مناسبة لشبكات البيانات داخل المباني والتطبيقات قصيرة المدى. وعلاوة على ذلك، فإن الطبيعة المزدوجة لأجهزة الإرسال والاستقبال OSFP لا تعزز قابلية التوسع فحسب، بل تمنح مصممي الشبكات أيضًا الفرصة لتخصيص بنية الألياف لمهام معينة دون المساس بوظائف الشبكة.

أهمية الامتثال لمعايير RoHS

إن معايير RoHS (تقييد المواد الخطرة) هي الأكثر اتباعاً في تصنيع المعدات الإلكترونية، والغرض منها هو ضمان عدم احتواء المنتج على مواد خطرة محددة مثل الرصاص والزئبق وما إلى ذلك فوق الحدود المسموح بها أو المستوى المسموح به. وهذا ضروري لتعزيز الحفاظ التدريجي على البيئة وحماية الصحة من خلال تقليل إلقاء النفايات السامة في مواقع الإغراق وإعادة تدوير المواد بشكل صحيح. بالإضافة إلى ذلك، بدأت العديد من السلطات والمنظمات في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك الاتحاد الأوروبي، في الترويج لسياسة تصميم الإلكترونيات الاستهلاكية. إن الترويج لهذه المعايير لا يغرس ثقافة الاهتمام بالبيئة فحسب، بل يحسن أيضًا القدرة التنافسية في السوق، حيث تبين أن المنتجات المماثلة تثير قلقًا كبيرًا على المنتجات الإلكترونية من قبل المستهلكين والشركات. وبالمثل، من خلال ضمان امتثال المواد المستخدمة لمعايير RoHS، يمكن أيضًا تعزيز جودة المنتج النهائي وموثوقيته مع انخراط الشركات المصنعة في عمليات اختيار المواد والتصنيع الأكثر مسؤولية.

كيفية اختيار وحدة 400G OSFP DR4 المناسبة؟

العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار الألياف أحادية الوضع ومتعددة الأوضاع

عند الاختيار بين الألياف أحادية الوضع ومتعددة الأوضاع لتوصيل وحدات 400G OSFP DR4، يجب ملاحظة ما يلي:

1. قيود المسافة: تعد الألياف أحادية الاتجاه ذات الوضع الواحد هي الأنسب عندما يعمل الكابل كعمود فقري أو يمتد على مسافة كبيرة. وعلى العكس من ذلك، أثبتت تقنية الألياف متعددة الأوضاع فائدتها في نطاق جغرافي محدود.
2. مواصفات النطاق الترددي: بالمقارنة مع الألياف متعددة الطبقات ذات قيود النطاق الترددي على المسافة، فإن الألياف أحادية الوضع لها نطاق ترددي أعلى وبالتالي يمكن استخدامها في التطبيقات التي تتطلب نقل بيانات عالي.
3. الآثار المالية: تُعد الألياف أحادية الوضع أكثر تكلفة بسبب تكلفة التركيب وانكماش الضوء بينما الألياف متعددة الأوضاع غير مكلفة ولا تتطلب الكثير من الجهد للإعداد.
4. التصميم المعماري: قد تحدد أعمال أخرى في الواقع نوع الألياف التي يجب استخدامها؛ ومن المهم التحقق من قدرة الأنظمة الحالية على تحقيق حد شانون.
5. شروط الاستخدام: على عكس النوع متعدد الأوضاع الذي يحتوي على مناطق تطبيق محددة، فإن النوع أحادي الوضع يتميز بأداء أفضل نسبيًا في ظل المخاطر البيئية المختلفة، ولكن موقع التطبيق يحد من مدى انتشاره.

مقارنة بين 400GBASE-DR4 OEM والمتوافقة

مع وحدات 400GBASE-DR4، يجب إجراء معايرة لوحدات OEM مقارنة بالخيارات المتوافقة لتقييمها من حيث الأداء والموثوقية والتكلفة. فيما يلي تحليل شامل يعتمد على المعلمات الحرجة:

قدرات الأداء:

• وحدات OEM: عادةً، تتوافق هذه النماذج بشكل صارم مع متطلبات قواعد الشركة المصنعة وجميع المعايير ذات الصلة (IEEE 802.3bs) وحكومات الدول الأعضاء، وبالتالي فهي تأتي مع تعهد بتلبية جميع المعايير. وهي بشكل عام أفضل حراريًا وفي معدلات الخطأ مما يوفر ظروفًا جيدة لنقل البيانات لفترات زمنية طويلة.
• الوحدات المتوافقة: هناك العديد من الوحدات المتوافقة المتوفرة تجاريًا والتي تلبي متطلبات الدرجة الأولى ومواصفات الأداء ولكنها لا تلتزم بشكل ثابت بالمواصفات في ممارسات صيانة الصوت. يميل هذا التباين إلى الحدوث بشكل خاص في الظروف التي تكون فيها الشبكات تحت الضغط.

التكلفة:

• وحدات OEM: تكون هذه المنتجات أكثر تكلفة عادةً لأنها تحمل علامة تجارية وتأتي مع أحكام الضمان، وبالتالي يتم تصنيفها كميزة باهظة الثمن. والتكلفة الأعلى ضرورية بسبب معدلات الفشل المنخفضة نسبيًا والمساعدة المقدمة.
• الوحدات المتوافقة: غالبًا ما تكون هذه الخيارات أكثر قابلية للتطبيق لأنها أرخص بنسبة 30-50% مقارنة بالخيارات التي تقدمها الشركات المصنعة. ومع ذلك، يجب أخذ النفقات الإضافية في الاعتبار، مثل ارتفاع مخاطر معدلات الفشل أو مشاكل التوافق.

الضمان والدعم:

• وحدات OEM: عادة ما تقدم الشركة المصنعة خطة ضمان جيدة، والتي في معظم الحالات تستمر لعدة سنوات، وغالبًا ما تكون مصحوبة بمساعدة فنية معينة نيابة عن الشركة المصنعة.
• الوحدات المتوافقة: هناك تباين كبير في شروط الضمانات وقد تقدم بعضها مساعدة محدودة للغاية للعملاء أو لا تقدم أي مساعدة على الإطلاق. من المهم تقييم الشروط والأحكام الخاصة بالوحدات المتوافقة بشكل خاص.

التوافق:

• وحدات OEM: يتم اختبار وحدات OEM وتطويرها بشكل شامل لضمان التوافق مع الأجهزة الأخرى التي تستخدم هذا الإطار، وهي مصممة خصيصًا للعمل مع مفاتيح وأجهزة التوجيه ذات العلامة التجارية المحددة.
• الوحدات المتوافقة: تم تصميم العديد من هذه الوحدات للعمل مع العلامات التجارية المشهورة؛ ومع ذلك، في بعض الحالات، قد لا تعمل بشكل جيد ضمن النطاق التشغيلي للبنية الأساسية. في هذه الحالة، يُنصح بإجراء الاختبار.

موثوقية السوق:

• وحدات OEM: وباعتبارها منتجات الطرف الأول، فإنها عادة ما تتمتع بضمان الجودة الصارمة والأداء الثابت في السوق، وبالتالي تصبح ضمانًا للاستخدام في الأوقات القادمة.
• الوحدات المتوافقة: أما بالنسبة لأسواق هذه الوحدات المتوافقة، فهي عبارة عن مزيج من الأسواق حيث يتم الاعتماد على شركات أخرى وبالتالي يتم العثور على تنوع في الجودة والوظائف. يجب على المستخدمين النهائيين بذل العناية الواجبة في تحديد الشركات المصنعة الأصلية في الصناعة.

في الختام، فإن مسألة ما إذا كان ينبغي استخدام وحدة 400GBASE-DR4 OEM أو وحدة 400GBASE-DR4 متوافقة تتلخص في ما هو مهم، التكلفة أو الموثوقية والأداء. إن التعرف على التمييز الموضح أعلاه سيساعد الشركات في شراء السلع التي تلبي متطلبات شبكتها الدقيقة.

التبعات المالية المترتبة على اختلاف البصريات

عند مناقشة مشكلة تسعير خيارات وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية المختلفة، مثل خيارات OEM والخيارات المتوافقة، يتعين على المرء أن يأخذ في الاعتبار التكاليف المباشرة وغير المباشرة المعنية.

1. مخططات التسعير: تتطلب البصريات المعيارية أو المصنعة محليًا تكلفة إضافية نظرًا لطبيعتها التي تتمثل في تصنيعها داخليًا. وعادة ما تكون هذه التكلفة الأولية تستحق ذلك لأنها توفر "راحة البال" في المستقبل من حيث الأداء والتكامل مع الشبكات الحالية لتجنب فترات التوقف. ومن ناحية أخرى، عادة ما تكون تكلفة الوحدات المتوافقة منخفضة في البداية، وهو ما يجذب المستهلكين من ذوي الدخل المنخفض. ومع ذلك، يمكن أن تكون هذه المدخرات نتيجة للأداء غير الكافي/الرديء والموثوقية، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الصيانة.
2. التكلفة الإجمالية للملكية (TCO): بصرف النظر عن سعر المعدات نفسها، يجب على الشركات أن تأخذ في الاعتبار ما يسمى بالتكلفة الإجمالية للملكية؛ والتي تغطي تكاليف التركيب والصيانة والتشغيل. قد تكون هذه التكلفة الأولية للمعدات المتوافقة جذابة؛ ومع ذلك، قد تكون هناك تكلفة مخفية في مكان ما بحيث تصبح التكلفة الإجمالية للملكية أعلى إذا كان هناك المزيد من الأعطال والإصلاحات أو الاستبدالات مقارنة بمنتجات الشركة المصنعة الأصلية.
3. القيمة طويلة المدى: إن القيمة المكتسبة من خلال شراء وحدات OEM قد تكون أفضل بكثير في الأمد البعيد من حيث الالتزام بالمعايير والامتثال والدعم الإضافي. وينطبق هذا بشكل خاص على الشركات التي قد تنقطع عملياتها العادية بسبب وحدة معيبة كان من الممكن التخلص منها من خلال شراء وحدة يمكن تصنيفها كقطعة احتياطية.

باختصار، على الرغم من أن البصريات المتوافقة قد تقدم خيارًا موفرًا للتكاليف، فمن المهم تحليل الفوائد مقابل تأثير الأداء والموثوقية بمرور الوقت. يجب على الشركات تقييم مثل هذه العوامل في ضوء احتياجاتها الخاصة بالشبكات وموقفها المالي.

ما هي أفضل ممارسات التثبيت والصيانة؟

إعداد وحدات OSFP في مفاتيح مركز البيانات

1. التحقق من التوافق: التأكد من ملاءمة وحدة OSFP مع نموذج تبديل مركز البيانات لتحقيق الغرض المقصود.
2. قم بإيقاف تشغيل المفتاح: هذه هي الخطوة الأكثر أهمية. يجب فصل مصدر الطاقة عن الوحدة قبل تثبيتها. وذلك لتجنب التداخل الكهربائي.
3. إدراج: يتم تنفيذ عملية تركيب وحدة OSFP عن طريق دفع الوحدة بشكل أكبر إلى داخل المنفذ مع التأكد من سماع صوت نقرة، دون تطبيق أي ضغط غير ضروري.
4. قم بتشغيل المفتاح: بمجرد اكتمال إجراء التثبيت، قم باستعادة الطاقة إلى نظام التبديل ولاحظ الخطوات التالية التي يبدأها نظام التشغيل والتي تشير إلى وجود الوحدة.
5. ترتيب: انتقل إلى واجهة إدارة المفتاح وقم بتكوين إعدادات وحدة OSFP المدرجة وفقًا لاحتياجات الشبكة.
6. الاختبار: إجراء اختبارات على الاتصال والتي تهدف إلى تحديد ما إذا كان دمج وحدة OSFP في الشبكة ناجحًا.
7. المراقبة المنتظمة: قم بتعيين نطاق من الفواصل الزمنية للتحقق من إحصائيات أداء وحدة OSFP من أجل التدخل قبل ظهور المشكلة.

إرشادات حول كابلات ومحولات الألياف الضوئية

1. اختيار نوع الكابل: يختار كابل الألياف الضوئية المناسب إما كابل أحادي الوضع أو متعدد الأوضاع حسب المسافة وكذلك معدل البيانات المطلوبة للشبكة. يفضل الوضع أحادي الوضع في الاتصالات طويلة المدى بينما يستخدم الوضع متعدد الأوضاع في المسافات القصيرة.
2. توافق الموصل: اكتشف ما إذا كانت موصلات كبل التصحيح بالألياف الضوئية ستكون قادرة على الالتحام بالأجهزة والمعدات المستخدمة (على سبيل المثال، LC، SC، ST). لم تكن الموصلات متطابقة، مما قد يمنع حدوث الاتصال.
3. طول السلك: بناءً على المساحة المتاحة في الكابلات، اختر طول كابلات التوصيل بحيث تتمكن من الوصول إلى المنافذ التي سيتم توصيلها بها دون وضع ضغط غير ضروري على المنافذ. الكابلات الأطول قادرة على التسبب في فقدان الإشارة.
4. الجودة والمعايير: اختر كابلات ومحولات عالية الجودة ومطابقة لمعايير ISO/IEC لتتمكن من استخدام الكابلات النحاسية لفترات طويلة. وهذا أمر بالغ الأهمية بشكل خاص في المناطق التي تشهد حركة بيانات كثيفة.
5. التعامل السليم: يجب ألا تكون كابلات الألياف متشابكة أو منحنية أو بها ثنيات، حيث أن هذا من شأنه أن يقلل من جودة الإشارة بشكل عام. يجب إجراء إصلاحات رديئة قد تتسبب في فوضى وإصابة كابلات الأسلاك.
6. التفتيش المنتظم: يجب أن يكون الاتصال ممكنًا من خلال كبلات توصيل الألياف ومحولات موصلات كبلات الألياف في وقت معقول مع جميع الأجهزة أينما تم استخدامها بشكل خاطئ. ابحث عن علامات التلف المادي واستبدل أي مكونات ذات طبيعة مادية تسبب عجزًا وظيفيًا في بيئة العمل.
7. الاختبار والشهادة: إجراء الاختبارات الداخلية لخصائص كابلات الألياف الضوئية المثبتة، مثل قياس الخسائر أو التحقق من الاتصال. يساعد هذا في الكشف المبكر عن أي مضاعفات ويضمن الموثوقية في البنية التحتية للشبكة.

صيانة الكابلات الضوئية النشطة وكابلات فصل المحول الرقمي التناظري

سوف تتطلب الكابلات الضوئية النشطة (AOCs) وكابلات التوصيل النحاسية المباشرة (DAC) بعض أشكال الصيانة من أجل إطالة عمرها وتحسين أدائها.

1. متطلبات التخزين: يجب حفظ الكابلات في مكان بارد وجاف حيث أن الرطوبة أو الحرارة الزائدة قد تضر بـ AOCs. يجب حفظ الكابلات بعيدًا عن أشعة الشمس المباشرة والرطوبة لمنع التآكل.
2. صيانة: ابحث عن أدلة على التآكل في كابلات AOC وDAC وموصلاتها أو الحد الأدنى الموصى به لنصف قطر الانحناء. تأكد من أن المقابس نظيفة من الأوساخ والغبار المحيط بها لأن المواد العضوية ستؤثر على أداء الكابل أيضًا.
3. المادية / الاتصالات: يعد شد أو لف الكابلات في كثير من الأحيان أكثر مما هو مطلوب أثناء التركيب و/أو تقصير نهايات التثبيت أمرًا إلزاميًا. تجنب فصل الكابلات دون سبب واضح وإذا كان من الضروري وضع علامة على الكابلات، فقم بربطها بطريقة تحدد وظيفتها في كلا الطرفين بوضوح.
4. الاختبار أو القياسات: تقديم اختبارات دورية لفحص حالة تدفق الإشارة والمعلمات الأخرى، بما في ذلك استغلال الأخطاء والتأخير. يُنصح باستخدام أدوات تشخيص الشبكة المفرطة في استخدام الإشارات للكشف عن المشكلات وتصحيحها حتى قبل حدوثها.
5. ضمان الصانع: استخدم الضمانات أو اطلب المساعدة من الشركات المصنعة عندما تفشل المكونات أو تحتاج إلى إعادة التدوير. يجب مراعاة الصيانة المنتظمة للشبكة التي يوصي بها المصنع حتى لا يتم إزعاج وقت تشغيل البنية الأساسية للشبكة.

سيؤدي اعتماد هذا النوع من الصيانة إلى تقليل مخاطر الفشل والتلف في الكابلات الضوئية النشطة وكابلات فصل DAC بمرور الوقت.

مستقبل تقنية 400G OSFP DR4

الاتجاهات القادمة في حلول الربط البصري

1. زيادة سعة النطاق الترددي: وستهدف التطورات المستقبلية إلى رفع إمكانات النطاق الترددي إلى أكثر من 400 جيجابايت بسبب زيادة أحجام البيانات، وخاصة في مجالات مراكز البيانات والحوسبة السحابية.
2. تكامل الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي: سيتم إدارة الشبكة ومكوناتها، بالإضافة إلى الصيانة التنبؤية، باستخدام هذه التقنيات، مما يؤدي إلى زيادة الأداء وتقليل وقت الخمول.
3. تحسين كفاءة الطاقة: سيتم تعزيز حلول الربط البصري على أساس تقليل استهلاك الطاقة والمساعدة في تحقيق أهداف كفاءة الطاقة بالإضافة إلى الأداء العالي.
4. تصغير المكونات: سيؤدي التقدم في المواد والهندسة إلى إنتاج موصلات واستقبالات بصرية أصغر وأخف وزناً، مما سيزيد من الاستفادة من مرافق مراكز البيانات.
5. اعتماد البصريات المجمعة: ستسمح هذه الطريقة بتثبيت الشرائح الضوئية في المكونات الإلكترونية للجهاز مما يقلل من التأخير وفقدان الطاقة ويزيد من الأداء.
6. التركيز على المعايير المفتوحة: كانت هناك حركة نحو استخدام أنظمة الربط البصري القائمة على معايير أكثر انفتاحًا حيث سيتم استخدام الأنظمة والمعدات المختلفة معًا بكفاءة لتعزيز التنمية مع خفض التكاليف.

التحرك المحتمل نحو وحدات OSFP بسعة 800 جيجابايت

إن اعتماد وحدات 800G OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable) يشير إلى تقدم خاص في التطور مع اتجاهات العملاء نحو النطاق الترددي الأعلى والتكنولوجيا من حيث مرافق مراكز البيانات. تم تصميم هذه الوحدات لتقديم ليس فقط تحسن في سرعة نقل البيانات ولكن أيضًا على الأقل ضعف ما تقدمه حلول 400G الحالية. هذه القفزة ضرورية لتلك التطبيقات التي تتعامل مع أطنان من المعلومات، مثل الذكاء الاصطناعي والتجارة عالية التردد والخدمات السحابية. وبالمثل، من المرجح أن يؤدي دمج تحسين البصريات المعبأة معًا في وحدات OSFP إلى تحسين الأداء العام من خلال تقليل زمن الوصول وزيادة كفاءة الطاقة. حتى مع استعداد الصناعة لاستخدام الجيل الرابع من هذه الوحدات، سيكون هناك تركيز على جعل الوحدات الجديدة متوافقة مع الإصدارات السابقة حتى لا تضيع الاستثمارات السابقة في الوحدات القديمة ولكن التحول إلى 800G أقل صعوبة.

التأثير على حلول الشبكات والتخزين في مراكز البيانات

إن اعتماد وحدات 800G OSFP يدمج عرض نطاق ترددي أكبر وزمن انتقال أقل، مما سيحول بشكل كبير شبكات مراكز البيانات وتكنولوجيا التخزين. ونظرًا لأن مراكز البيانات تواجه بشكل متزايد الحاجة إلى حلول أقوى بسبب النمو الهائل في حركة البيانات، فإن تقنية 800G تأتي مع البنية المطلوبة لدعم التحليلات في الوقت الفعلي والحوسبة عالية الأداء، من بين التطبيقات المتطلبة الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، سيؤدي نشرها أيضًا إلى تحسين موازنة الحمل واستخدام الموارد، مما سيحسن كفاءة إدارة البيانات. سيجد مشغلو مراكز البيانات أيضًا أن هياكل الشبكة الهجينة 800G أسهل في التنفيذ، مما يسمح لهم بتنمية الشبكة دون الحاجة إلى استخدام هياكل معقدة في المقام الأول. علاوة على ذلك، فإن فوائد كفاءة الطاقة المرتبطة بوحدات 800G OSFP لن تعمل على تحسين الأداء فحسب، بل ستعمل أيضًا على خفض التكاليف التشغيلية الناجمة عن متطلبات الطاقة واحتياجات التبريد.

مصادر مرجعية

عامل شكل صغير قابل للتوصيل

جهاز الإرسال والاستقبال

الألياف البصرية

الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: ما هي وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية OSFP 400G DR4؟

ج: بشكل أساسي، تعد وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية OSFP 400G DR4 جهاز إرسال واستقبال ضوئي متقدم آخر لمهام شبكات المناطق المختلفة (DAN). وهي مصممة وفقًا لمعيار DR4 وتصل سرعتها إلى 400 جيجابت في الثانية. يعتمد جهاز الإرسال والاستقبال هذا على مخطط ترميز PAM4 ويعمل في نطاق 1310 نانومتر على مسافة 500 متر.

س: ما هو نطاق تشغيل وحدة 400G DR4 OSFP؟

أ: يمكن لوحدة 400G DR4 OSFP إرسال واستقبال البيانات عبر كابلات الألياف أحادية الوضع (SMF) بمسافة قصوى تصل إلى 500 متر.

س: ماذا يعني PAM4 في سياق جهاز الإرسال والاستقبال OSFP؟

ج: وبالتالي، فإن PAM4 أو تعديل سعة النبضة 4 عبارة عن مخطط تعديل يتكون من تعديل أربعة (4) مستويات، مما يعزز سلوك النقل الوظيفي للبيانات. وفي حالة جهاز الإرسال والاستقبال OSFP، تسمح هذه التقنية بشكل مباشر بمعدل بيانات يبلغ 400 جيجابت في الثانية عبر 2 بت لكل رمز في عملية إرسال واحدة.

س: هل تعمل مفاتيح Arista مع وحدة OSFP 400G DR4؟

ج: نعم، تعمل وحدة OSFP 400G DR4 مع جميع مفاتيح Arista، ولكنها مخصصة للطراز المحدد OSFP-400G-DR4.

س: ما هي أهمية الطول الموجي 1310 نانومتر في جهاز الإرسال والاستقبال OSFP؟

أ: تظهر هذه الصورة الخاصة بمؤتمر EDFA الدولي أن جهاز الإرسال والاستقبال البصري OSFP ينقل أيضًا عند 1310 نانومتر لسبب وجيه، حيث يقع هذا الطول الموجي في النافذة الأكثر ملاءمة للخسارة والتشتت في الألياف أحادية الوضع (SMF).

س: ما هي قدرات جهاز الإرسال والاستقبال DR4 OSFP PAM4 Silicon Photonics؟

ج: تتضمن العناصر المهمة لجهاز الإرسال والاستقبال DR4 OSFP PAM4 Silicon Photonics أداءً للإنتاجية يبلغ 400 جيجابت في الثانية، وتعديل تكنولوجيا PAM4، وطول موجة بصرية يبلغ 1310 نانومتر وتغطية محتملة تبلغ 500 متر. علاوة على ذلك، يمكن توسيعه إلى مركز بيانات أعلى كثافة ويلبي متطلبات OSFP MSA.

س: ما هي التطبيقات التي يمكن تطبيقها على وحدة 400G OSFP DR4 Flat Top؟

ج: يمكن استخدام وحدة 400G OSFP DR4 Flat Top في عمليات الربط بين مراكز البيانات عالية السرعة للغاية، وفي بيئة الحوسبة عالية الأداء، وفي شبكات تخزين البصريات المتقدمة... وهي مصممة لخدمات إيثرنت 400 جيجابت.

س: ما هي الاختلافات بين QSFP28 و OSFP في أعمالهما؟

ج: على الرغم من أنه يمكن استخدام بعض فروع وحدات QSFP28 التي تدعم اتصالات القناة الواحدة فقط عند نطاقات ترددية تبلغ مائة جيجابت إيثرنت أو أربعين جيجابت إيثرنت. تعمل بعضها بترددات أعلى، 400 جيجابت في الثانية، مما يجعلها أكثر وظيفية من واجهات SOSP أو حتى محولات قسم QSFP28 المحدودة. أحد أهم الفروق هو حقيقة أن OSFP يمكن أن تسمح أيضًا بمخططات تعديل أكثر تقدمًا PAM4، كما ذكر أعلاه.

س: ما هو الغرض من FEC في وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية SMF FEC؟

أ: في وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية SMF FEC، تساعد تقنية FEC (تصحيح الخطأ الأمامي) في التحقق من الأخطاء وتصحيحها أثناء نقل البيانات وبالتالي زيادة الكفاءة في الاتصالات وفقدان البيانات من خلال وسيط الألياف الضوئية.

س: هل يمكن تشغيل وحدة 400GBASE-DR4 OSFP PAM4 1310nm على الشبكات اللاسلكية وشبكات 5G البصرية؟

ج: نعم، من الممكن تشغيل وحدة 400GBASE-DR4 OSFP PAM4 1310nm على الشبكات اللاسلكية والشبكات البصرية 5G. وهي مجهزة بتجهيزات لنقل البيانات بمعدلات عالية وبالتالي تلبي متطلبات البيانات المتزايدة بسرعة لشبكات 5G.