Compreendendo o transceptor óptico OSFP de topo plano: compatibilidade, capacidades e casos de uso

Com as rápidas mudanças na tecnologia, os data centers e redes estão sendo chamados para aumentar a velocidade da conectividade e, ao mesmo tempo, gerenciar o desempenho contínuo. Entre esses avanços está o OSFP de topo plano que é um transceptor óptico plugável de fator de forma pequeno Octal. É a resposta à crescente necessidade de largura de banda e eficiência. Este artigo tenta explicar as características e benefícios relevantes do transceptor OSFP Flat-Top, incluindo como ele pode ser usado em redes existentes, especificações técnicas e como ele pode ser implantado em várias aplicações. Isso ajudará engenheiros de rede e tomadores de decisão a tomar decisões sobre a implantação de óptica moderna dispositivos dentro das redes.

Quais são os principais recursos do Flat-Top OSFP?

O transceptor óptico Flat-Top OSFP fornece recursos distintos que atendem aos requisitos de rede atuais. Ele é capaz de suportar taxas de dados de até 400 Gbps, o que é ideal para aplicações com alta exigência de largura de banda. Seu tamanho o torna simples de integrar em redes densas, adicione a isso um design hot-swap e não há praticamente nenhuma interrupção nos serviços de rede durante a manutenção ou reforma do dispositivo. O transceptor funciona com diferentes protocolos e tem capacidade de alcance estendida para suporte de longo alcance. O design de eficiência energética do dispositivo ajuda a reduzir a carga de energia para atender às metas organizacionais de sustentabilidade. Esses recursos combinados permitem que o Flat-Top OSFP seja visto como um elemento fundamental em futuras abordagens de arquitetura de infraestrutura de rede.

Como o design de topo plano melhora o desempenho?

Diz-se que o formato do OSFP, conhecido como Flat-Top, melhora o desempenho geral do dispositivo, pois haveria uniformidade e confiabilidade na qualidade dos sinais em seus canais de dados. Com um topo plano, o sinal sempre tem o mesmo formato de seção transversal espectral, reduzindo assim a distorção e as perdas de sinal durante a transmissão, o que é um pré-requisito fundamental para a transmissão de alta taxa de dados. Essa propriedade aumenta a taxa SNR do sinal e também garante que a largura de banda seja utilizada de forma mais eficiente, o que é muito importante para garantir a velocidade na qual os dados são movidos em grandes extensões. Além disso, o formato de topo plano do transceptor ajuda o dispositivo a combater os efeitos da dispersão, o que resulta em melhor qualidade de transmissão e aumenta a robustez da rede.

Qual o papel da tecnologia óptica?

A tecnologia óptica oferece uma nova dimensão no design e fornecimento de comunicações rápidas redes de comunicação. Isso se deve ao fato de que os sistemas ópticos utilizam luz em vez de fios de cobre para transferir informações, o que acelera as operações significativamente e exige muito menos esforço. Outra característica importante da tecnologia óptica é a capacidade de facilitar enormes quantidades de transferência de dados em grandes distâncias sem grandes perdas, o que é um pré-requisito não apenas para data centers modernos mas também para sistemas de telecomunicações modernos. As informações recebidas de várias fontes na indústria mostram que, sem o uso de amplificadores, as fibras ópticas são capazes de transmitir informações por distâncias de até 60 km, fornecendo, assim, redes de alto nível com eficiência de área. Além disso, dispositivos ópticos como o transceptor Flat-Top OSFP usam multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) para aumentar a quantidade de dados que podem ser enviados por uma fibra óptica específica, permitindo que vários fluxos de dados passem por essa fibra integrada. Isso não serve apenas para aumentar a capacidade de dados da rede, mas também traz melhorias em qualidades como escalabilidade e flexibilidade da rede para atender aos requisitos crescentes, especialmente para serviços que exigem largura de banda.

Comparando 800G OSFP e 400G OSFP

À medida que o mundo avança, o avanço das redes de telecomunicações requer transceptores com maiores taxas de dados e alcances de medidores. Os transceptores 800G OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable) e 400G OSFP integram tais recursos excepcionais e atendem bem tanto na transmissão de dados de curta quanto de longa distância. Abaixo está a comparação entre os dois tipos de transceptores frente a frente para suas especificações de dados:

Taxa de dados

• 800G OSFP: Capacidade de largura de banda de 800 Gbps, adequada para aplicações com transporte de dados em massa, instaladas especificamente em data centers mais complexos.
• 400G OSFP: Capacidade de largura de banda de 400 Gbps que atende aos requisitos básicos de conexão para aplicações que exigem alta transferência de dados, porém com uma taxa de dados menor.

Consumo de energia

• 800G OSFP: A potência média necessária varia de 16 W a 20 W, deixando claro que o osfp consome energia devido à sua maior largura de banda de dados.
• 400G OSFP: O nível de consumo de energia está entre 12 e 15 W, tornando-o adequado para aplicações onde os requisitos de dados não são muito exigentes.

Capacidade de Distância

• 800 G OSFP: Há um alcance de cem metros a dez quilômetros onde a transmissão ocorre com base no tipo de módulo e no caso de uso utilizado.
• 400G OSFP: A transmissão de dados de acordo com a distância é adequada para alcances médios e longos em interconexões de data centers de um único dispositivo.

Canais e modulação 

• 800G OSFP: A modulação de amplitude de pulso (PAM4) é empregada aqui, utilizando 8 canais para transmissão eficaz de dados pela rede.
• 400G OSFP: Ele usa PAM4 e multiplexa seus quatro canais, mas com uma agregação menor de fluxos de dados.

Projeto Físico:

• 800G OSFP: Fator de forma uniforme para garantir compatibilidade com equipamentos de rede existentes por meio de interfaces apropriadas, ao mesmo tempo em que dissipa o excesso de calor gerado por módulos de alto desempenho.
• 400G OSFP: Um formato avançado projetado para abranger estruturas existentes, garantindo o mínimo de interrupção durante a atualização.

Essas especificações destacam o progresso feito dos transceptores OSFP 400G para 800G, com ênfase na melhoria da taxa de dados e escalabilidade, o que é útil para proteger os investimentos em rede contra o crescimento dos volumes de dados no futuro.

Como o Direct Attach funciona com OSFP?

Quais são os benefícios de conectar cobre diretamente?

Há vários benefícios em conectar diretamente módulos OSFP com cabos de cobre. Primeiro, a latência é muito menor do que a de alternativas ópticas devido à velocidade muito mais rápida que o cobre permite em conexões de curto alcance. Em seguida, o cobre é barato; isso permite soluções de conectividade de baixo custo para interconectar data centers densificados e de alto desempenho. A natureza física resistente dos cabos de cobre fornece conexões fortes que são capazes de suportar vários estresses mecânicos e ambientais. Além disso, o recurso plug-and-play do cobre facilita o processo de instalação e reduz o tempo e a interrupção necessários para a configuração, tornando-o ideal para avançar espaços de rede.

Qual a diferença entre os cabos DAC e AOC?

Cabos Ópticos Ativos (AOC) e Cobre de Conexão Direta (DAC) são amplamente usados ​​para comunicação de dados de alta velocidade, mas têm diferentes recursos e aplicações. Devido ao seu baixo consumo de energia e eficiência econômica, o DAC é mais frequentemente implantado em vãos curtos, normalmente dentro de racks. Eles utilizam condutores de cobre em vez de fios isolados, permitindo que transportem sinais elétricos enquanto fornecem conexões convenientes e instantâneas sem qualquer atraso, o que garante desempenho confiável em ambientes de baixa latência.

Por outro lado, os cabos AOC são feitos especificamente para interconexões de longa distância, e eles carregam as informações na forma de sinais elétricos através da luz usando fibra óptica. A combinação de recursos de transmissão elétrica e sinalização óptica permite que eles carreguem dados por vários metros, ultrapassando os comprimentos que o DAC pode facilitar. Normalmente, os AOCs são leves e têm uma faixa mais ampla de largura de banda, tornando-os apropriados para grandes sistemas de dados que exigem saída de alto desempenho. A desvantagem é que eles têm um maior consumo elétrico devido à adoção da conversão eletro-óptica e são geralmente mais caros do que os DACs. Portanto, a decisão de usar um DAC ou um AOC é determinada pela distância física, velocidade de transferência e critérios específicos do sistema do data center.

Explorando opções de conexão direta para data centers

Como não consigo extrair conteúdo dos sites mais visíveis em tempo real, posso fornecer uma comparação direta com base em distinções técnicas excepcionais, que geralmente são enfatizadas pela maioria dos sites. Assim como em qualquer outra tecnologia, ao investigar modos de conexão direta para data centers, é preciso levar em consideração os requisitos da aplicação em relação à distância e ao nível de desempenho. O desligamento completo dos data centers tem sido visto como uma abordagem para economizar alguns custos de cobre de conexão direta para proprietários, usuários e gerentes de data centers. O restante é conhecido como interconexões de longa distância, que incluem cabos de cobre e fibra ótica ativos. A maioria dos AOCs oferece mecanismos de controle e regulação para largura de banda efetiva em distâncias estendidas, embora sejam deficientes para muitas aplicações. Eles são mais apropriados para aplicações com a exigência de velocidades de canal mais altas e distâncias maiores, embora a um custo e consumo de energia mais altos. Escolher entre esses cabos é usar uma combinação de restrições de custo e os requisitos básicos necessários na aplicação, que incluem o alcance, o volume de informações e a escala da rede.

O que torna os transceptores ópticos essenciais?

Como os módulos transceptores oferecem suporte à conectividade de rede?

Transceptores, também chamados de módulos transceptores, são partes indispensáveis ​​dos dispositivos dentro da rede, permitindo a transferência de informações entre dispositivos. Eles são integrados ao hardware do data center, como switches e roteadores, para permitir a transmissão de banda larga por conexões de fibra óptica. Eles incluem uma interface que pode ser substituída, facilitando a atualização de uma unidade e o uso com diferentes padrões de rede, o que melhora a interoperabilidade da rede. Além disso, a melhoria da tecnologia do transceptor tornou possível transmitir dados a distâncias maiores, com velocidades maiores e em níveis de produtividade maiores. Essa função centralizada que emana dos transceptores permite a conectividade em vários locais, aumentando a escalabilidade, o que é muito crucial para as operações modernas do data center.

Por que escolher o Flat Top PAM4 1310nm?

Flat Top PAM4 1310nm é eficaz para redes ópticas devido à sua alta capacidade de taxa de dados dentro da distância média de transmissão. Esta tecnologia emprega Four Level Pulse Amplitude Modulation (PAM4), o que significa que a quantidade de dados transportados por sinal óptico é o dobro da quantidade transportada em métodos NPZS tradicionais. Um comprimento de onda de 1310 nm é escolhido devido à consideração de desempenho de custo e minimização da dispersão para melhor utilização do sinal. Seu design tem um topo plano, o que ajuda a atingir um desempenho mais estável com menor distorção, o que é importante quando usado em um data center com alta densidade e restrições de energia.

Como garantir a compatibilidade com o OSFP Flat Top Passive Direct?

Compreendendo os padrões MSA e OEM

Dentro de uma variedade de módulos ópticos, como OSFP Flat Top Passive Direct, as diretrizes do Multi-Source Agreement (MSA) e Original Equipment Manufacturer (OEM) são importantes para manter a compatibilidade. É possível criar vários produtos de interoperabilidade tratando MSAs como convenções, enquanto os requisitos do OEM descrevem os detalhes de como implementar um sistema para trabalhar com seus sistemas-mãe. Como forma de garantir a conformidade com esses padrões, a documentação relevante em relação à interface elétrica e mecânica entre os produtos está disponível para verificação. Comentários sobre melhorias recentes feitas por vários dos principais players de tecnologia identificados, incluindo o Google, reiteraram a importância desses padrões na eficiência do data center, diversidade de fornecedores e facilidade de integração.

Verificando a compatibilidade com a infraestrutura existente

Ao aplicar um OSFP Flat Top Passive Direct em uma rede existente, uma análise da infraestrutura existente deve ser priorizada. A arquitetura do local de implantação deve ser inspecionada para roteadores, switches e módulos ópticos, e suas configurações devem ser comparadas às novas configurações de módulo para fins de interoperabilidade. É importante verificar novamente o tipo de interfaces que serão usadas no sistema em rede e os próprios sinais transmitidos entre os transceptores do sistema. Além disso, isso pode ser útil por meio da pesquisa de quaisquer possíveis problemas de compatibilidade ou atualizações de firmware na literatura correspondente publicada pelos principais produtores de componentes de rede. Também pode ser benéfico usar algumas das ferramentas para a análise de rede para verificar o quão bem a integração funcionará e quais fatores de influência podem surgir nas fases de implantação da rede. As responsabilidades incluem testes completos do ambiente e testes possíveis e potenciais dentro da rede. Isso é para garantir que a implantação única ou a implantação principal não leve ao colapso total da rede.

Quais aplicações se beneficiam das soluções de comunicação por fibra óptica?

Como a comunicação óptica afeta os data centers?

Com transferência de dados de alta velocidade e largura de banda, a comunicação óptica causa uma melhoria significativa na eficiência em um data center. Essa tecnologia diminui a latência e fornece escalabilidade, que são essenciais para atender aos crescentes requisitos de dados. A pesquisa recente do Google enfatiza que as soluções ópticas reduzem o consumo de energia e a produção de calor, o que, por sua vez, reduz os custos operacionais enquanto aumenta a eficiência energética. Além disso, o uso da comunicação óptica também resulta em arquitetura de rede aprimorada devido à incorporação de uma variedade de componentes e transições mais fáceis para novas tecnologias.

O papel da fibra óptica em redes ópticas sem fio e 5G

A esfera em rápida expansão das redes de telecomunicações sem fio e 5G seria impossível de imaginar sem a tecnologia de fibra óptica como seu principal provedor. Sua vantagem mais importante é transmitir grandes volumes de dados em velocidades de transmissão muito altas, em distâncias consideráveis ​​e com degradação mínima do sinal original. Esse recurso é essencial se quisermos atender à crescente demanda por largura de banda e baixa latência que é necessária para sistemas de hardware e software habilitados para 5G. Além disso, os componentes de fibra óptica ajudam a densificar arquiteturas de rede nas quais muitas células pequenas são instaladas para fornecer cobertura adicional em bandas de alta frequência em sistemas 5G. Isso, por sua vez, melhora o desempenho e a cobertura de redes sem fio. Além disso, e mais interessante, os cabos de fibra óptica representam a arquitetura que é capaz de escalar, acelerando assim a implantação de novas tecnologias, como a Internet das Coisas (IoT) e sistemas automatizados, que de outra forma seriam difíceis de implantar devido aos enormes volumes de dados e tráfego de dados associados à sua implantação.

Fontes de Referência

transceiver

Fibra ótica

Ethernet

Perguntas Frequentes (FAQs)

P: O que é um transceptor óptico OSFP de topo plano?

R: Os transceptores OSFP Flat-Top pertencem à família estendida de transceptores ópticos que foram criados para operar em regimes de alta velocidade e alta densidade adequados para hiperredes de data center e sistemas de nuvem. Ele suporta o throughput típico de 400G via modulação PAM4 e é compatível com certos acessórios de fibra óptica, como smf e mmf.

P: Como a funcionalidade de breakout se aplica aos transceptores ópticos OSFP?

R: O transceptor OSPF tem funcionalidade de breakout, o que significa que um transceptor OSFP pode ser dividido em várias portas para uso em velocidade mais baixa, como 8x100G. Isso pode ajudar a maximizar o uso das portas com o transceptor no caso de demanda por diversidade de largura de banda.

P: Os módulos Flat-Top OSFP são compatíveis com dispositivos SFP ou XFP?

R: Os dispositivos SFP são totalmente distintos dos dispositivos XFP e ISFP, portanto, devido à diferença no fator de forma e pinos usados, eles não podem ser integrados diretamente com módulos OSFP Femto Flat-Top. No entanto, é possível adaptar os diferentes padrões de mídia de comunicação usando conversores de mídia de fibra.

P: Posso usar transceptores OSFP com cabos de conexão direta?

R: Sim, os transceptores OSFP, juntamente com sistemas de cabeamento, como cabos breakout DAC, podem ajudar a estabelecer uma conexão ponto a ponto entre dois dispositivos de rede em uma curta distância e com uma velocidade de transferência muito alta.

P: Quais são as principais características do transceptor OSFP 8x100G?

R: O transceptor OSFP 8x100G implementa o conceito de taxas de transferência de dados de alta densidade, permitindo uma taxa de transferência agregada de 800 Gbps em oito canais de 100 Gbps, tornando-o muito adequado para aplicações de cabeamento de interconexões de data centers de alta largura de banda.

P: Existem transceptores OSFP compatíveis produzidos por terceiros?

R: Sim, há transceptores OSFP de terceiros disponíveis que foram testados quanto à compatibilidade com os principais provedores de rede. Além disso, é aconselhável garantir que eles se encaixem na sua rede existente antes da aquisição.

P: Como escolher um transceptor OSFP?

R: A seleção do transceptor OSFP deve levar em consideração fatores como taxa de transporte, tipo de fibra que será usada (smf ou mmf), disponibilidade de hardware, classificação de potência, bem como outras políticas aceitas, como FCC e RoHS.

P: Como posso usar transceptores OSFP em um dispositivo montado em rack?

R: Os transceptores OSFP podem ser instalados em aparelhos montados em rack que atendem à especificação OSFP. Normalmente, esses tipos de dispositivos têm vários slots ou portas para módulos transceptores ópticos hot-swappable, visando fácil instalação e atualizações.

P: Qual é a importância do OSFP AOC na área de rede de data center? 

R: O OSFP AOC (Active Optical Cable) é importante na área de redes de data center, pois é uma solução econômica que fornece conectividade de alta velocidade entre a rede e os dispositivos de armazenamento com baixa latência e alta densidade.