데이터 센터의 400G QSFP-DD 트랜시버: 유형 및 배선 방식

2022 년 1 월 14 일

케이시

액세스 네트워크, PON, GPON 등 전문가

모바일 인터넷 기술과 인터넷 기술의 점진적인 발전으로 점점 더 많은 비즈니스가 클라우드 컴퓨팅과 빅데이터를 통해 수행될 것입니다. 클라우드 컴퓨팅의 핵심 기본 설정으로서 데이터 센터의 컴퓨팅 성능 및 내부 데이터 교환 용량도 최종 고객의 요구에 따라 폭발적으로 증가합니다. 인터넷 데이터 센터에는 높은 대역폭과 낮은 종합 비용이 필요합니다. 따라서 병렬 전송 광 모듈 및 다중 코어 종단 종단 광 케이블은 400G 또는 800G 데이터 센터의 상호 연결을 위한 주류 제품이 될 것입니다.

차례

400G 송수신기의 유형은 무엇입니까?

초기 400G 광 트랜시버는 16채널 25Gbps NRZ 변조(예: 400G-SR16)를 사용했으며 CDFP 또는 CFP8에 패키징되었습니다. 그것의 장점은 25G 광 모듈에서 성숙한 100G NRZ 기술을 사용할 수 있다는 것입니다. 그러나 단점은 16개의 신호를 병렬로 전송해야 하고 전력 소비가 크고 볼륨이 커서 데이터 센터 애플리케이션에 적합하지 않다는 것입니다.

현재 400G 트랜시버 제품에서 8채널 53Gbps PAM4(400G-SR8, FR8, LR8) 또는 4채널 106Gbps PAM4(400G-DR4, FR4, LR4)는 주로 광 포트 측에서 400G 신호 전송을 실현하는 데 사용되며, 및 8채널 53Gbps PAM4 전기 신호는 OSFP 또는 QSFP-DD 패키지 형태로 전기 포트 측에서 사용됩니다.

OSFP 및 QSFP-DD 패키지 모두 8채널 전기 신호 인터페이스를 제공할 수 있습니다. 이에 비해 QSFP-DD 패키지는 더 작아서(기존 28G 광 모듈의 QSFP100 패키지와 유사) 데이터 센터 애플리케이션에 더 적합합니다. OSFP 패키지의 크기는 약간 더 큽니다. 더 많은 전력을 소비하기 때문에 통신 애플리케이션에 더 적합합니다. 그리고 CFP8 폼 팩터의 경우 16x25G 레이저가 필요하므로 더 높은 전력 소비, 더 높은 비용 및 큰 크기를 갖습니다.

광파장면에서, 400G 광 트랜시버 다중 모드(MM)와 단일 모드(SM)로 나눌 수 있습니다. 신호 변조 방식은 NRZ와 PAM4 변조(주로 현재 PAM4)로 나뉩니다. 전송 거리 측면에서 400G 트랜시버는 SR, DR, FR 및 LR로 나눌 수 있습니다. 포장 형태 측면에서 400G 트랜시버는 CDFP, CFP8, OSFP, QSFP-DD 등으로 나눌 수 있습니다.

다음 콘텐츠는 400G 트랜시버의 주류 패키징 형식에 중점을 둡니다. 400G QSFP-DD.

QSFP-DD(Quad small form-factor pluggable double density)는 8채널 전기 인터페이스를 채택하고 각 채널의 속도는 최대 25Gb/s(NRZ 변조) 또는 50Gb/s(PAM4 변조)입니다. 200G 및 400G 이더넷에 사용할 수 있습니다. 현재 400G 시장의 QSFP-DD 패키지에는 400G SR8, LR4, FR4, DR4, XDR4, FR8, LR8 및 데이터 센터의 다양한 요구 사항을 충족할 수 있는 기타 유형을 포함하여 많은 유형의 광 모듈이 있습니다. .

400G 데이터 센터의 400G QSFP-DD 트랜시버 배선 체계

데이터 센터 내부의 광 연결은 광 모듈 및 광섬유 커넥터의 도움으로 실현되어야 합니다. 데이터 트래픽의 증가에 대처하고 보다 유연한 확장, 업그레이드 및 백업 기능을 고려하기 위해 차세대 대형 데이터 센터는 일반적으로 내부에 더 많은 데이터 교환 및 처리 용량을 갖춘 리프 릿지 네트워크 아키텍처를 채택하기 시작했습니다. 데이터 센터뿐만 아니라 더 평평한 네트워크 구조.

데이터 센터에서 상호 연결된 광 모듈의 경우 비용을 고려하여 해당 광 모듈 방식을 선택해야 합니다. 데이터 센터의 릿지 아키텍처에 해당하는 일부 TOR 서버는 리프 레이어까지, 리프 레이어에서 스파인 레이어까지 데이터 교환을 위해 중장거리 광 모듈을 사용해야 합니다. 400G 중장거리 광 모듈의 경우 주로 400G DR4, 400G FR4 및 2x200G FR4의 세 가지 방식이 있습니다.

400G DR4: 이 모듈은 100채널 광 병렬 전송과 함께 4G PAM4 변조 기술을 사용하므로 400G QSFP-DD DR4 광 모듈에는 8코어 단일 모드 광섬유가 필요합니다. 400G DR4 광 모듈은 500m의 전송 거리를 가지며 업그레이드된 400G DR4+ 광 모듈은 2km 전송을 지원할 수 있습니다. 400G QSFP-DD DR4 광 모듈은 실제로 4x100G 광 모듈이며, 400G DR4 광 모듈은 400G ~ 400G 지점 간 연결로 사용하거나 400G ~ 4x100G 연결로 분리할 수 있습니다. 또한 400G DR4는 고객 데이터 센터의 포트 속도 요구 사항에 따라 100G에서 400G까지 유연한 네트워크 배선을 수행할 수 있어 장치 대역폭 리소스를 더욱 절약할 수 있습니다.

400G FR4:400G DR4 구조와 달리 400G QSFP-DD FR4에는 100G PAM4 기술을 사용하는 내부 광 파장 분할 구성 요소가 포함되어 있습니다. 400G FR4 광 모듈은 파장 분할 장치를 사용하여 CWDM4의 광 파장을 전송용 단일 모드 광섬유로 다중화합니다. 따라서 400G FR4 광 모듈에는 400개의 단일 모드 광섬유만 필요합니다. 4G FR2는 400km 전송을 지원합니다. 4G FR400 광 모듈은 점대점 연결을 위한 400G 광 모듈로만 사용할 수 있으며 광 파장 분할 요소가 포함되어 있으므로 4G FR400의 전체 모듈 비용은 4G DR400보다 높습니다. 또한 XNUMXG 점대점 연결로만 사용할 수 있고 유연한 연결성이 없기 때문에 고속 포트가 필요한 일부 시나리오에서만 사용하는 것이 더 적절하다.

2x200G FR4:이 광 모듈에는 내부에 200G CWDM4 2km 광 모듈 두 세트가 있으므로 본질적으로 2x200G FR4 광 모듈은 기능적으로 200G 광 모듈입니다. 2x200G FR4는 50G PAM4 변조 기술을 사용하며 장치 요구 사항은 100G 광 모듈의 요구 사항과 크게 다르지 않습니다. 따라서 광 칩 및 전기 칩 산업 체인이 충분히 성숙하지 않고 최종 고객이 네트워크 포트를 업그레이드해야 할 때 2x200G FR4가 더 나은 전환 방식입니다.

또한 데이터 센터에서 올바른 광섬유 커넥터를 사용하는 것도 중요합니다. 광섬유 커넥터는 광 모듈과 일치해야 합니다. MPO/MTP-8F 광섬유 점퍼는 SR4/DR4 연결 방식에 적용되고 MPO/MTP-16F 광섬유 점퍼는 400G QSFP-DD SR8 연결 방식에 적용됩니다. 현재 시장 인지도가 높은 400G 광섬유 인터페이스에는 400GBase-SR4.2, 400GBase-DR4 및 400GBase-SR8이 포함됩니다.

구체적인 배선 방식은 다음과 같습니다.

QSFP-DD 400G DR4 ~ 400G DR4 연결 방식: MPO/MTP 사전 종단 트렁크 광 케이블은 400개의 8G 스위치 사이에 배치되고, 400코어 MPO/MTP 광섬유 점퍼는 400G DR4 광 모듈을 연결하기 위해 XNUMXG 스위치 말단에 배치되며, 고밀도 광섬유 분배 박스(MPO 어댑터 포함)는 관리를 위해 미리 종단된 트렁크 광 케이블과 광섬유 점퍼 사이에 배치됩니다.

QSFP-DD 400G SR8 ~ 400G SR8 연결 방식: MPO/MTP 사전 종단 트렁크 광 케이블은 400개의 16G 스위치 사이에 배치되고, 400코어 MPO/MTP 광섬유 점퍼는 연결을 위해 XNUMXG 스위치 끝에 배치됩니다. 400G SR8 광모듈과 고밀도 광배전함(MPO 어댑터 포함)이 미리 종단 처리된 트렁크 광케이블과 광파이버 점퍼 사이에 배치되어 관리됩니다.

QSFP-DD 400G SR8 ~ 200G QSFP56 SR4 연결 방식: MPO/MTP 사전 종단 백본 광 케이블은 16코어 MPO-2 * MPO/MTP 광섬유 점퍼가 400G 트랜시버와 400코어 MPO/MTP 광섬유를 연결하기 위해 8G 스위치 끝에 배치됩니다. 점퍼는 200G 스위치 끝단에 배치되고 고밀도 광섬유 분배함(MPO 어댑터 포함)은 관리를 위해 미리 종단된 트렁크 광 케이블과 광섬유 점퍼 사이에 배치됩니다.

제품 개요

현재 세계 초대형 데이터 센터는 400년에 2020G 이더넷을 구축하기 시작했습니다. 400년에는 2022G 이더넷이 대규모 구축 단계에 진입할 것으로 예상됩니다. 오늘날 데이터 센터 애플리케이션, 네트워크 및 광 트랜시버는 빠르게 진화하고 있습니다. . 각 데이터 센터의 업그레이드 계획 시간은 기술 요구 사항, 예산, 규모 및 비즈니스 우선 순위에 따라 다릅니다. FiberMall은 400G DR400, 4G SR400, 8G FR400, 4G LR400, 4G LR400 등을 포함하여 8G QSFP-DD 광 모듈 제품의 전체 범위를 제공하여 데이터 센터의 변환 및 업그레이드를 더 빠르고 더 잘 실현하도록 돕습니다. .