データセンターの400GQSFP-DDトランシーバー：タイプと配線方式

モバイルインターネット技術とインターネット技術の段階的な発展に伴い、クラウドコンピューティングとビッグデータを介して実行されるビジネスはますます増えます。 クラウド コンピューティングの中核となる基本設定として、データ センターのコンピューティング能力と内部データ交換容量も、エンド顧客のニーズに応じて爆発的に増加します。 インターネット データ センターには、高帯域幅と低い総合コストが必要です。 したがって、400G、さらには800Gデータセンターの相互接続には、並列伝送光モジュールとマルチコア終端処理済光ケーブルが主流の製品となるでしょう。

400G トランシーバーの種類は何ですか?

初期の 400G 光トランシーバーは 16 チャネル 25Gbps NRZ 変調 (400G-SR16 など) を使用し、CDFP または CFP8 でパッケージ化されました。 利点は、25G 光モジュールで成熟した 100G NRZ テクノロジーを使用できることですが、欠点は、16 個の信号を並列に送信する必要があり、消費電力と量が多く、データセンター用途には適していないことです。

現在の400Gトランシーバ製品では、光ポート側で8G信号伝送を実現するために、主に53チャンネル4Gbps PAM400（8G-SR8、FR8、LR4）または106チャンネル4Gbps PAM400（4G-DR4、FR4、LR400）が使用されており、 8 チャネル 53Gbps PAM4 電気信号は、OSFP または QSFP-DD パッケージの形式で電気ポート側で使用されます。

OSFP と QSFP-DD の両方のパッケージで、8 チャネルの電気信号インターフェイスを提供できます。 比較すると、QSFP-DD パッケージは小さく (従来の 28G 光モジュールの QSFP100 パッケージと同様)、データセンター アプリケーションにより適しています。 OSFP パッケージのサイズは少し大きくなります。 より多くの電力を消費するため、テレコム アプリケーションにより適しています。 また、CFP8 フォーム ファクターの場合、16x25G レーザーが必要なため、消費電力が高く、コストが高く、サイズが大きくなります。

光の波長で言うと、 400G光トランシーバ マルチモード（MM）とシングルモード（SM）に分けることができます。 信号変調モードに関しては、NRZ 変調と PAM4 変調 (現在は主に PAM4) に分けられます。 伝送距離に関して、400GトランシーバーはSR、DR、FR、およびLRに分けることができます。 パッケージ形式に関しては、400G トランシーバーは CDFP、CFP8、OSFP、QSFP-DD などに分けることができます。

次のコンテンツは、400G トランシーバーの主流のパッケージ形式に焦点を当てています。 400G QSFP-DD.

QSFP-DD (Quad small form-factor pluggable double density) は 8 チャンネルの電気インターフェースを採用し、各チャンネルのレートは最大 25Gb/s (NRZ 変調) または 50Gb/s (PAM4 変調) です。 200G および 400G イーサネットに使用できます。 現在、400G市場のQSFP-DDパッケージには、400G SR8、LR4、FR4、DR4、XDR4、FR8、LR8、およびデータセンターのさまざまな要件を満たすことができるその他のタイプを含む、多くのタイプの光モジュールがあります.   

400G データセンターにおける 400G QSFP-DD トランシーバー配線スキーム

データセンター内の光接続は、光モジュールと光ファイバーコネクタを利用して実現する必要があります。 データ トラフィックの増大に対処し、より柔軟な拡張、アップグレード、およびバックアップ機能を考慮するために、新世代の大規模データ センターは一般に、内部でより多くのデータ交換とスループット容量を備えたリーフ リッジ ネットワーク アーキテクチャを採用し始めています。データセンターだけでなく、よりフラットなネットワーク構造も実現します。

データセンターで相互接続される光モジュールについては、対応する光モジュール方式をコストを考慮して選択する必要があります。 データセンターからリーフ層まで、リーフ層からスパイン層までのリッジアーキテクチャに対応する一部のTORサーバーでは、データ交換に中長距離光モジュールを使用する必要があります。 400G中距離および長距離光モジュールには、主に400G DR4、400G FR4、および2x200G FR4のXNUMXつの方式があります。 

• 400G DR4: このモジュールは 100 チャネル光並列伝送で 4G PAM4 変調技術を使用しているため、400G QSFP-DD DR4 光モジュールには 8 コアのシングルモード ファイバが必要です。 400G DR4光モジュールの伝送距離は500mで、アップグレードされた400G DR4+光モジュールは2kmの伝送をサポートできます。 400G QSFP-DD DR4 光モジュールは実際には 4x100G 光モジュールであり、400G DR4 光モジュールは 400G から 400G のポイントツーポイント接続として使用することも、400G から 4x100G 接続に分離することもできます。 さらに、400G DR4 は、顧客のデータセンターのポート レート要件に応じて 100G から 400G までの柔軟なネットワーク配線を実行できるため、デバイスの帯域幅リソースをさらに節約できます。

• 400G FR4:400G DR4 構造とは異なり、400G QSFP-DD FR4 には内部光波長分割コンポーネントが含まれており、100G PAM4 テクノロジーも使用されています。 400G FR4 光モジュールは、波長分割デバイスを使用して、CWDM4 の光波長をシングルモード ファイバに多重化して伝送します。 したがって、400G FR4 光モジュールに必要なシングルモード ファイバは 400 本だけです。 4G FR2は400kmの伝送をサポートします。 4G FR400 光モジュールは、ポイントツーポイント接続用の 400G 光モジュールとしてのみ使用でき、光波長分割素子が含まれているため、4G FR400 のモジュール全体のコストは 4G DR400 よりも高くなります。 さらに、XNUMXG ポイントツーポイント接続としてのみ使用でき、柔軟な接続性がないため、高速ポートを必要とする一部のシナリオでのみ使用する方が適切です。

• 2x200G FR4:この光モジュールには 200 セットの 4G CWDM2 2km 光モジュールが内蔵されているため、本質的に、200x4G FR200 光モジュールは機能的には 2G 光モジュールです。 200x4G FR50 は 4G PAM100 変調テクノロジーを使用しており、デバイス要件は 2G 光モジュールの要件とそれほど変わりません。 したがって、光チップと電気チップの業界チェーンが十分に成熟しておらず、エンド カスタマーがネットワーク ポートをアップグレードする必要がある場合には、200x4G FRXNUMX がより良い移行スキームとなります。

さらに、データセンターで正しい光ファイバーコネクターを使用することも重要です。 光ファイバコネクタは、光モジュールと一致する必要があります。 MPO/MTP-8F 光ファイバー ジャンパーは SR4/DR4 接続方式に適用され、MPO/MTP-16F 光ファイバー ジャンパーは 400G QSFP-DD SR8 接続方式に適用されます。 現在、市場で認知度の高い 400G 光ファイバー インターフェイスには、400GBase-SR4.2、400GBase-DR4、および 400GBase-SR8 があります。     

具体的な配線スキームは次のとおりです。

• QSFP-DD 400G DR4～400G DR4接続方式： MPO/MTP 終端済みトランク光ケーブルが 400 つの 8G スイッチ間に配置され、400 コア MPO/MTP 光ファイバ ジャンパが 400G スイッチ端に配置され、4G DRXNUMX 光モジュールと高密度光ファイバ配線が接続されます。ボックス (MPO アダプタを含む) は、管理用に終端済みの幹線光ケーブルと光ファイバ ジャンパの間に配置されます。

• QSFP-DD 400G SR8～400G SR8接続方式: MPO/MTP 終端済みトランク光ケーブルが 400 つの 16G スイッチ間に配置され、400 コア MPO/MTP 光ファイバ ジャンパが XNUMXG スイッチ側に配置されて接続されます。 400G SR8 光モジュールと高密度光ファイバー配線ボックス (MPO アダプターを含む) が、終端処理された幹線光ケーブルと管理用の光ファイバー ジャンパーの間に配置されます。  

• QSFP-DD 400G SR8～200G QSFP56 SR4接続方式: MPO/MTP 終端済みバックボーン光ケーブルが 16 つのスイッチ間に配置され、2 コア MPO-400 * MPO/MTP 光ファイバ ジャンパが 400G スイッチ端に配置され、8G トランシーバと 200 コア MPO/MTP 光ファイバを接続します。ジャンパは XNUMXG スイッチ端に配置され、高密度光ファイバ配電ボックス (MPO アダプタを含む) は、事前に終端された幹線光ケーブルと管理用の光ファイバ ジャンパの間に配置されます。

まとめ

現在、世界の超大規模データセンターは 400 年に 2020G イーサネットの展開を開始しています。400G イーサネットは 2022 年に大規模展開の段階に入ることが予想されます。データセンターのアプリケーション、ネットワーク、および光トランシーバーは今日急速に進化しています。 . 各データ センターのアップグレード計画時間は、技術要件、予算、規模、およびビジネスの優先順位によって異なります。 FiberMall は、400G DR400、4G SR400、8G FR400、4G LR400、4G LR400 などを含む 8G QSFP-DD 光モジュール製品の全範囲を提供して、データセンターの変革とアップグレードをより迅速かつ適切に実現するのに役立ちます。 .