Présentation de l'application pour les modules optiques 800G OSFP et 800G QSFP-DD

Avantages de la migration vers la technologie 800G

La migration vers la technologie 800G permet aux centres de données et aux environnements de calcul haute performance de répondre à la demande croissante de bande passante plus élevée, à moindre coût et avec une consommation d'énergie par gigabit réduite. Les principaux avantages sont les suivants :

• Bande passante de commutation doublée : par rapport aux systèmes 400G par port, la transition d'une configuration de port 32×400G à une configuration de port 32×800G double la densité de bande passante, de 12.8 T par unité de rack (RU) à 25.6 T par RU.
• Agrégation transparente de liaisons 400G : chaque système de ports 800G peut être configuré en 2 × 400G. Chaque périphérique 800G prend en charge deux liaisons Ethernet 400G (400GE) physiquement indépendantes sans nécessiter de séparation de câbles.
• Haute densité 400G et ultra-haute densité 100G : un système 32G à 1 ports, 800RU, peut accueillir 64 ports 400GE ou 256 ports 100GE dans une seule unité de rack. Les périphériques 800G sont conçus pour prendre en charge les configurations 2×400GE et 8×100GE.
• Interopérabilité avec les équipements existants : La connectivité fournie par les systèmes 800G est compatible avec les appareils 400G et 100G actuels.

Modules et câbles optiques 800G disponibles

Une gamme complète de modules optiques 800G est disponible, comprenant des câbles optiques actifs (AOC), des câbles cuivre à connexion directe (DAC) et des câbles électriques actifs (AEC), tous proposés aux formats OSFP et QSFP-DD. Le tableau ci-joint récapitule les options de connectivité 800G prises en charge, et d'autres types de supports seront ajoutés ultérieurement.

Le diagramme ci-dessous illustre la connectivité entre les configurations 800G et 2×400G, ainsi que la décomposition en liaisons 8×100G :

Quels facteurs de forme utilisent le 800G et les câbles ?

La technologie 800G et ses câbles associés utilisent les mêmes formats que la technologie 400G, à savoir OSFP et QSFP-DD. Ces deux formats sont pris en charge, et la plateforme 800G est disponible en deux variantes : OSFP et QSFP-DD.

• OSFP : OSFP signifie « Octal Small Form-factor Pluggable ». Il est décrit comme un module « huit canaux » car l'interface électrique du connecteur OSFP est composée de huit canaux. En 800G, chaque canal est modulé à 100 Gb/s, offrant une bande passante totale de 800 Gb/s.
• QSFP-DD : QSFP-DD signifie « Quad Small Form-factor Pluggable (QSFP) – Double Density (DD) ». Le format QSFP-DD est similaire à celui du QSFP, avec l'ajout d'une deuxième rangée de contacts électriques qui augmente le nombre de canaux électriques haut débit de quatre (pour le QSFP) à huit (pour le QSFP-DD). En 800G, chaque canal électrique est modulé à 100 Gbit/s, ce qui donne une bande passante totale de 800 Gbit/s.

Un module OSFP peut-il être inséré dans un port QSFP-DD, ou vice versa ?

Non. OSFP et QSFP-DD sont deux formats physiquement distincts. Pour un système OSFP, des périphériques et des câbles OSFP doivent être utilisés ; pour un système QSFP-DD, des périphériques et des câbles QSFP-DD sont requis.

Un module OSFP à une extrémité d’une liaison 800G peut-il interagir avec un module QSFP-DD à l’autre extrémité ?

Oui. OSFP et QSFP-DD décrivent simplement les formats physiques des modules. Si le type de support Ethernet est identique, les modules OSFP et QSFP-DD pourront interagir.

Les modules OSFP/QSFP-DD 400G peuvent-ils être insérés dans les ports OSFP/QSFP-DD 800G ?

Oui. Une fois branché à un commutateur, le module 400G sera détecté et activé, à condition que les facteurs de forme physiques soient compatibles (c'est-à-dire que les modules OSFP ne peuvent pas être insérés dans les ports QSFP-DD, et inversement).

Les modules optiques 800G OSFP/QSFP-DD peuvent-ils être insérés dans les ports 400G OSFP/QSFP-DD ?

Cela n’est possible que sous certaines conditions :

Fonctionnement à double vitesse : Le module 800G doit pouvoir fonctionner à mi-vitesse (chaque canal électrique fonctionnant à 50 G PAM-4 au lieu de 100 G PAM-4). Les modules 800G-2XDR4/2PLR4 ne prennent pas en charge le fonctionnement à double vitesse et ne peuvent pas être utilisés sur les ports 400G. Cependant, les modules optiques 800G-2FR4/LR4 et les câbles DAC peuvent fonctionner à mi-vitesse.

Exigences d'alimentation et de refroidissement : Le port du commutateur 400G doit pouvoir supporter la consommation électrique plus élevée du module 800G. Les modules 800G consommant plus d'énergie que les modules 400G, ils ne doivent être utilisés que sur des plateformes 400G capables d'alimenter et de dissiper la chaleur de manière adéquate pour les modules 800G. Cette exigence limitera le nombre de plateformes 400G capables d'accepter des modules 800G, même si ces modules fonctionnent à un débit réduit. Veuillez consulter les fiches techniques des modules optiques et des câbles pour plus de détails sur la consommation électrique, ainsi que celles des plateformes de commutation 400G pour des informations système spécifiques.

Quels sont les avantages et les inconvénients de l’utilisation d’OSFP par rapport à QSFP-DD ?

QSFP-DD : Le format QSFP-DD est basé sur le format QSFP, avec l'ajout d'une rangée supplémentaire de broches électriques. Cette conception assure une rétrocompatibilité stricte avec les modules QSFP 40G et 100G. Pour dissiper la puissance supérieure des modules 400G, le QSFP-DD s'appuie sur un dissipateur thermique externe intégré à la plateforme de commutation. Autrement dit, lorsqu'un module QSFP-DD est inséré dans un port QSFP-DD, la plateforme doit fournir un dissipateur thermique en contact avec le module QSFP-DD et appliquer une pression suffisante pour garantir une interface à faible résistance thermique.

OSFP : Le format OSFP a été conçu dès le départ pour offrir des performances optimales dans les applications 400G et 800G. L'intégration du dissipateur thermique au boîtier du module est un élément clé de la différenciation OSFP. Cette conception garantit un contact thermique optimal entre les composants de dissipation de puissance et le dissipateur thermique, offrant ainsi des performances thermiques supérieures. De plus, la surface d'un module OSFP est environ 50 % supérieure à celle d'un module QSFP-DD, ce qui améliore sa capacité à dissiper la chaleur. Dans le même système, les modules OSFP fonctionnent à des températures inférieures de 5 °C à 15 °C à celles des modules QSFP-DD. Cela permet de prendre en charge une plus grande densité de composants, et un fonctionnement à des températures plus basses peut améliorer la fiabilité.

Que représentent les suffixes « 400G-XDR4 / PLR4, 400G-FR4 / LR4, 800G-2XDR4 / 2PLR4, 400G-VSR4 / 800G-2VSR4 et 800G-2FR4 / 2LR4 » ?

Les lettres indiquent les spécifications de distance de transmission, tandis que les chiffres indiquent le nombre de canaux optiques.

400G-XDR4 et 400G-PLR4 :

XDR signifie « Extended Distance DR » et PLR « Parallel Long Reach ».

Les dispositifs XDR4/PLR4 utilisent la fibre monomode, couvrant des distances respectives de 2 km et 10 km. Le « 4 » indique la présence de 4 canaux optiques.

Chacun des 4 canaux optiques transmet sur une fibre indépendante, nécessitant un total de 4 paires de fibres (4 fibres pour la transmission et 4 fibres pour la réception).

Chaque canal fonctionne à 100 Gb/s, ce qui donne une bande passante totale de 400 G.

L'interface 400G-XDR4/PLR4 se connecte à ces 4 paires de fibres via un connecteur MPO-12.

800G-2XDR4 and 800G-2PLR4:

Il s'agit des interfaces 2× « 400G-XDR4 » ou 2× « 400G-PLR4 » comme décrit ci-dessus.

Les modules 800G-2XDR4/2PLR4 sont équipés de 2 connecteurs MPO-12, permettant à chaque module optique 800G d'établir 2 liaisons 400G-XDR4/PLR4 physiquement indépendantes sans aucune séparation de câble.

(Le schéma ci-joint montre les deux connecteurs MPO-12 utilisés sur un module OSFP-800G-XDR4.)

400G-FR4 / LR4 :

FR et LR indiquent des distances de transmission de 2 km et 10 km respectivement en utilisant une fibre monomode, et le « 4 » signifie l'utilisation de 4 canaux optiques.

Les 4 canaux optiques d'un module 400G-FR4/LR4 sont multiplexés sur une seule fibre dans chaque direction (une fibre pour la transmission et une fibre pour la réception).

Chaque canal fonctionne à 100 Gb/s, permettant à l'interface 400G-FR4/LR4 de fournir 400G sur une seule paire de fibres.

Ces modules utilisent un connecteur optique LC duplex.

800G-2× FR4 / 800G-2× LR4 :

Cela désigne 2× interfaces « 400G-FR4 » ou 2× « 400G-LR4 » comme expliqué ci-dessus.

Les modules 800G-2FR4/2LR4 disposent de 2 connecteurs LC duplex, prenant en charge 2 liaisons 400G-FR4/LR4 physiquement indépendantes de chaque module optique 800G sans nécessiter de séparation de câble.

(Le schéma ci-dessous illustre les connecteurs LC duplex double utilisés sur un module 800G-OSFP-2× FR4.)

400G-VSR4 :

VSR désigne une distance de transmission de 50 mètres sur fibre multimode, le « 4 » indiquant 4 canaux optiques.

Chacun des 4 canaux transmet sur sa propre fibre, nécessitant un total de 4 paires de fibres.

Chaque canal fonctionne à 100 Gb/s.

Il existe deux normes définies par l'IEEE pour 100 G par longueur d'onde sur fibre multimode : 400GBASE-SR4 (pour OM4 MMF parallèle sur 100 m) et 400GBASE-VR4 (pour OM4 MMF parallèle sur 50 m).

Les modules optiques 400G-VSR4 sont entièrement conformes à la norme 400GBASE-VR4 et sont interopérables avec les modules 400GBASE-SR4 et 400GBASE-VR4 dans un rayon de 50 m.

800G-2X VSR4 :

Cela fait référence à 2 interfaces « 400G-VSR4 », comme décrit ci-dessus.

Les modules 800G-2VSR4 sont équipés de 2 connecteurs MPO-12 APC MMF, permettant à chaque module optique 800G d'établir 2 liaisons 400G-VSR4 physiquement indépendantes sans aucune séparation de câble.

Vitesse et format de modulation des modules OSFP/QSFP-DD 800G par rapport aux modules OSFP/QSFP-DD 400G

Tous les modules et câbles 800G utilisent 8 canaux électriques dans chaque direction (8 canaux de transmission et 8 canaux de réception), chaque canal fonctionnant à un débit de données de 100G PAM-4, offrant ainsi une bande passante totale de 800 Gb/s par module.

La sortie optique de tous les modules 800G comprend 8 longueurs d'onde optiques, chaque canal étant modulé à 100G PAM-4.

En revanche, tous les modules et câbles 400G utilisent 8 canaux électriques par direction (8 canaux de transmission et 8 canaux de réception), mais chaque canal fonctionne à un débit de 50G PAM-4, ce qui donne une bande passante totale de 400 Gb/s par module.

Certains modules optiques 400G (tels que 400G-FR4 et 400G-DR4) utilisent une boîte de vitesses 8:4 pour convertir les signaux électriques 8×50G PAM-4 du chipset de commutation en signaux optiques 4×100G PAM-4.

D'autres modules optiques 400G (tels que le 400G-SR8) n'utilisent pas de boîte de vitesses et effectuent une conversion électrique-optique directe pour obtenir des interfaces optiques PAM-8 50×4G.

Quelles sont les distances de transmission, les types de fibres, les connecteurs et la modulation optique pour chaque type de module optique 800G ?

Le tableau ci-dessous résume les paramètres clés des modules optiques 800G.

Veuillez noter que tous les modules optiques ci-dessus utilisent huit canaux optiques, chaque canal étant modulé à 100G à l'aide de PAM-4.

Les modules optiques 800G-2XDR4/2PLR4 utilisent huit paires de fibres (quatre paires par liaison 400G), chaque fibre transmettant une onde optique 100G. Le connecteur fibre monomode (SMF) MPO-12 APC utilisé dans les modules 800G-2XDR4/PLR4 est du même type de fibre et de connecteur que ceux des modules 400G-DR4/XDR4/PLR4 et 100G-PSM4/PLRL4. Le schéma ci-dessous illustre l'architecture du chemin de données du module 800G-2XDR4/PLR4.

Les modules optiques 800G-OSFP-2X VSR4/800G-QDD-2X VSR4 (ainsi que OSFP-400G-VSR4/QDD-400G-VSR4) utilisent des connecteurs fibre multimode (MMF) MPO-12 APC (contact physique coudé à 8 degrés). Le connecteur APC MMF présente une extrémité de fibre coudée qui réduit la rétroréflexion. Ce type de connecteur n'est pas compatible avec les connecteurs MPO-12 UPC (contact ultra-physique), plus couramment utilisés dans les liaisons optiques MMF 100G-SR4 et 40G-SR4. Le schéma ci-dessous illustre l'architecture du chemin de données du module 800G-2X VSR4.

Les modules optiques 800G-2x FR4/2x LR4 utilisent deux paires de fibres indépendantes (une paire par liaison 400G-FR4/LR4), avec quatre longueurs d'onde optiques différentes multiplexées sur chaque fibre. Le schéma ci-dessous illustre l'architecture du chemin de données du module 800G-2FR4/2LR4.

Quelle est la consommation électrique maximale des 400G OSFP et QSFP-Modules optiques DD ?

La consommation électrique des modules optiques clients 800G est comprise entre 16 et 18 W par port. Veuillez consulter les fiches techniques des modules optiques pour connaître leur consommation électrique.

WQu'est-ce que cela signifie lorsqu'un canal électrique est PAM-4 ou NRZ ?

NRZ signifie « modulation sans retour à zéro ». Elle décrit un canal électrique ou de données ne disposant que de deux niveaux d'amplitude autorisés (ou symboles) : un niveau représentant le « 1 » numérique et l'autre le « 0 » numérique. Il s'agit du principal schéma de modulation utilisé pour transmettre des données jusqu'à 25 Gb/s et de la méthode la plus simple pour transmettre des données numériques. La figure ci-dessous présente un exemple de forme d'onde NRZ, ainsi qu'un « diagramme de l'œil » pour les données NRZ. Le diagramme de l'œil permet simplement de visualiser le schéma de modulation, où chaque symbole se chevauche.

PAM-4 signifie Pulse Amplitude Modulation-4 (modulation d'amplitude d'impulsions-4), où le « 4 » désigne le nombre de niveaux d'amplitude (ou symboles) différents qui véhiculent les données numériques. Dans ce cas, chaque niveau d'amplitude (ou symbole) représente deux bits de données numériques, ce qui permet à la forme d'onde PAM-4 de transmettre deux fois plus de données qu'une forme d'onde NRZ à débit de symboles (ou « bauds ») identique. La figure ci-dessous présente un exemple de forme d'onde PAM-4, accompagné d'un diagramme de l'œil pour les données PAM-XNUMX.

Lorsqu'un signal est appelé « 25 Gb/s NRZ » ou « 25G NRZ », cela signifie qu'il transmet des informations en modulation NRZ à un débit de 25 Gbit/s. De même, lorsqu'un signal est appelé « 50G PAM-4 » ou « 100G PAM-4 », cela signifie qu'il transmet des données à des débits respectifs de 50 Gbit/s ou 100 Gbit/s, en modulation PAM-4.

Que signifient les termes 100G-2, 100G-4, 200G-4, 400G-8, 400G-4 et 800G-8 signifie?

Ces termes décrivent à la fois la bande passante d'une liaison Ethernet et le nombre de canaux utilisés pour l'obtenir. Chaque port de la face avant d'un commutateur Ethernet comprend un ou plusieurs canaux électriques, utilisés pour transmettre et recevoir des données Ethernet. Pour les ports SFP 10G, SFP 25G ou SFP 50G, un seul canal électrique est utilisé (dans chaque direction) et modulé à 10G, 25G ou 50G respectivement. Pour des débits de données plus élevés, plusieurs canaux sont nécessaires. Par exemple, un port QSFP 100G utilise quatre canaux, chacun fonctionnant à 25 Gbit/s, d'où son appellation d'interface « 100G-4 ». Le nombre précédant le « G » représente la bande passante de la liaison Ethernet, tandis que le nombre suivant le tiret indique le nombre de canaux de données nécessaires pour atteindre cette bande passante.

Le tableau ci-dessous résume les termes utilisés pour décrire les vitesses Ethernet courantes, le nombre de canaux requis pour atteindre cette bande passante et certaines applications pour ces types d'interfaces.

Quelles applications de chemin de données d'interconnexion Ethernet sont prises en charge par les modules optiques 800G ?

Chaque module optique 800G et chaque câble fibre optique peuvent prendre en charge plusieurs modes de fonctionnement différents, comme indiqué dans le tableau ci-dessous. Les libellés des colonnes « Canal 1 », « Canal 2 » et « Canal 8 » représentent l'interface électrique à huit canaux d'un port OSFP ou QSFP-DD 800G. Les valeurs de la colonne « Voie » indiquent la configuration de débit du port du commutateur 800G, tandis que le texte entre parenthèses représente la norme correspondante.

Quelle est la commande CLI permettant de configurer un port 800G pour prendre en charge différentes vitesses et interfaces logiques ? (Arista Switch)

Pour un fonctionnement 8x 100G-1 :

commutateur(config)#interface Ethernet1/1-8

switch(config-if-Et1/1-8)#speed 100g-1

« Mais en mode 8×100G, il est traité comme huit canaux de modules optiques 100G indépendants, encapsulés ensemble uniquement pour gagner de la place. Par conséquent, ces huit canaux de modules 100G sont bel et bien indépendants et n'interfèrent ni ne s'affectent mutuellement. » Le schéma ci-dessous présente la note d'application.

Pour un fonctionnement 2x 400G-4 :

commutateur(config)#interface Ethernet1/1,1/5

switch(config-if-Et1/1,1/5)#speed 400g-4

Pour un fonctionnement 4x 200G-2 :

switch(config)#interface Ethernet1/1,1/3,1/5,1/7

switch(config-if-Et1/1,1/3,1/5,1/7)#speed 200g-2

Pour un fonctionnement 2x 200G-4 (avec le port 800G fonctionnant à mi-vitesse) :

commutateur(config)#interface Ethernet1/1,1/5

switch(config-if-Et1/1,1/5)#speed 200g-4

Dans les connecteurs à fibre optique, que signifient « APC » ou « PC/UPC » ? Quels connecteurs à fibre optique utilisent l'APC et lesquels l'UPC ?

PC et UPC désignent des connecteurs fibre optique à « contact physique » ou « contact ultra-physique ». APC signifie « connecteurs fibre optique à contact physique angulaire » ; dans ce contexte, cela signifie que l'extrémité de la fibre est polie à un angle de 8 degrés. Ces termes décrivent la géométrie de l'extrémité de la fibre. Dans les connecteurs fibre optique PC/UPC, l'extrémité de la fibre est « plate ». Avec les connecteurs APC, l'extrémité de la fibre est polie à un angle pour réduire la rétroréflexion.

Remarque : Les modules optiques 800G utilisent des interfaces MPO, qu'ils soient utilisés dans des applications monomodes ou multimodes. Afin de réduire les coûts MPI, des interfaces APC sont utilisées partout.