Оптический трансивер 400G: мейнстрим будущего центра обработки данных

Оптический трансивер 400G представляет собой оптический модуль со скоростью передачи 400 Гбит/с, который в настоящее время является передовым продуктом в области высокоскоростной передачи. Текущим основным типом пакета является QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density), который широко используется в высокопроизводительных центрах обработки данных, коммуникационных сетях, крупномасштабных вычислениях, облачных вычислениях и других областях.

Почему 400G получает массовое распространение

Прежде всего, это рост спроса. Платформы открытых инноваций, искусственный интеллект (ИИ), машинное обучение и облачное хранилище в совокупности привели к экспоненциальному росту трафика. По мере того как крупные центры обработки данных переходят на более быстрые и масштабируемые инфраструктуры, высокопроизводительные подключения необходимы для того, чтобы не отставать от растущего числа пользователей, устройств и приложений. Сеть 100G переросла спрос на приложения, и появилась сеть 400G.

Рост сетевого трафика

Второе — снижение себестоимости. Гордон Мур, соучредитель Intel, сформулировал закон Мура, предсказывающий, что количество транзисторов, которые можно поместить в интегральную схему, удваивается каждые 18 месяцев, что лежит в основе успеха полупроводниковой промышленности на протяжении более полувека. «Закон Мура в оптике» существует и в области оптоэлектроники. Оптические модули ближнего действия развивают одно поколение каждые четыре года или около того, вдвое уменьшая стоимость битов и энергопотребление. В настоящее время технология 400G является очень зрелой, что может значительно снизить затраты клиентов на закупку, а также затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание.

Закон Мура в оптике

Почему стоит выбрать пакет QSFP-DD

Для достижения более высоких скоростей оптические модули обычно используют три способа: увеличение скорости оптического устройства (более высокая скорость передачи), увеличение количества каналов (многополосность) и внедрение технологии модуляции более высокого порядка для снижения стоимости передачи на бит. . Модули 400G имеют относительно четкий технический маршрут: сигналы 8*50G PAM4 используются для завершения передачи 400G, но на ранней стадии стандартов упаковки модулей появилось множество вариантов: CFP8, OSFPи QSFP-DD: CFP8, OSFP и QSFP-DD, среди которых QSFP-DD занял рынок 400G с более высокой плотностью, меньшим энергопотреблением и лучшей экологией.

Технический путь оптических модулей для увеличения скорости

Какие основные модели Оптические приемопередатчики 400G

Приемопередатчик 400G SR8

Оптические модули 400G SR8 компании FiberMall соответствуют стандарту протокола IEEE 802.3cm и соответствуют требованиям к каналам передачи 70 м OM3 и 100 м OM4/OM5. Модуль использует стандартный 16-ядерный многорежимный интерфейс MPO и состоит из оптического компонента приемопередатчика, драйвера VCSEL, трансимпедансного усилителя (TIA), сервисного чипа PAM4 (oDSP), контроллера и шести других компонентов. Каждый 8-канальный оптический и электрический компонент со стороны приемопередатчика помещен в корпус QSFP-DD благодаря компактному инженерному решению.

Блок-схема оптического модуля 400G SR8

Оптический модуль 400GE-SR8 имеет 8 каналов, каждый из которых передает сигналы со скоростью 53.125 Гбит/с с модуляцией высокого порядка PAM4, а oDSP внутри модуля выполняет функции восстановления тактовой частоты, формирования и обработки сигнала.

Оптический модуль 400G DR4, 400G DR4+ и 400G FR4

Оптические модули 400GE-DR4, DR4+ и FR4 компании FiberMall соответствуют стандартным протоколам IEEE 802.3bs и 802.3cu, а аппаратные решения на основе платформы соответствуют требованиям к линиям передачи на расстоянии 500 м и 2 км соответственно. Оптические модули 400G DR4, DR4+ и 400G FR4 показаны на блок-схеме ниже. Модуль 400GE-DR4/DR4+ использует стандартный 12-жильный разъем MPO, а модуль 400G FR4 использует стандартный двойной разъем LC. Модуль в основном состоит из оптических компонентов для приемопередатчика и передатчика, драйвера EML, трансимпедансного усилителя (TIA), сервисного чипа PAM4 (oDSP), контроллера и других шести частей. В конструкции модуля используется полный спектр независимо разработанных базовых компонентов, охватывающих сквозное вертикально интегрированное решение от оптического чипа (EML, PD) до электрического чипа (драйвер, TIA, oDSP).

Блок-схема оптического модуля 400G DR4 и 400G DR4+

Оптические приемопередатчики 400G DR4, DR4+ и 400G FR4 имеют в общей сложности 4 канала оптических сигналов, каждый из которых передает сигналы со скоростью 106.25 Гбит/с. Электрический сигнал имеет 8 каналов, каждый канал передает сигнал 53.125 Гбит/с. Оптические и электрические сигналы модулируются с помощью модуляции высокого порядка PAM4, а преобразование скорости осуществляется внутренним oDSP модуля, который одновременно выполняет функции восстановления тактовой частоты, усиления и преобразования сигнала. Кроме того, оптический модуль 400GE-DR4/DR4+ предназначен для параллельного вывода света, а 4-канальный оптический сигнал имеет ту же длину волны; оптический модуль 400GE-FR4 предназначен для комбинированной длины волны, а 4-канальный оптический сигнал принимает разные длины волн и выводится оптическим портом после того, как оптический мультиплексор с разделением по длине волны синтезирует 1-канальный оптический сигнал. По сравнению с 100GE-CWDM4 и 100GE-PSM4, 400GE-DR4/DR4+ и FR4 позволяют достичь более высоких скоростей передачи системы за счет одновременного увеличения скорости передачи оптических и электрических одноканальных сигналов и количества электрических каналов.

Блок-схема оптического модуля 400G FR4

Модули оптических приемопередатчиков 400G LR8 и 400G ER8

Модуль 400G LR8/ER8/ER8 Lite состоит из TOSA, ROSA, драйвера EML, сервисного чипа PAM4 (oDSP) и контроллера. Блок-схема системы показана ниже. Разъем модуля получает восемь параллельных электрических сигналов PAM53.125 4 Гбит/с от платы. После адаптивной обработки чипа цифровой обработки сигналов (oDSP) в оптическом модуле драйвер усилил 8-канальный полупроводниковый лазер (TOSA), 8-канальный полупроводниковый лазер выдал стабильные лазерные сигналы, а затем через комбинированный волновой выход MUX , для достижения 8-канального электрооптического преобразования.

Блок-схема оптического модуля 400G LR8 и 400G ER8

Оптический трансивер FiberMall 400G

FiberMall — ведущий поставщик решений для оптических сетей в Китае с лучшими в отрасли возможностями исследований и разработок, производства и технического обслуживания. Продолжайте предоставлять пользователям инновационные, эффективные и надежные продукты, решения и услуги для оптических сетей.

Модель продукта	Описание
КСФП-ДД-400G-SR8	модули приемопередатчика 400ГБАСЭ-СР8 КСФП-ДД оптически 400Г 850нм 100м ДОМ МПО/МТП ММФ
КСФП-ДД-400G-FR4	модули приемопередатчика 400ГБАСЭ-ФР4 КСФП-ДД оптически ДОМ ЛК СМФ 400Г 1310нм 2км
КСФП-ДД-400G-DR4	модули приемопередатчика 400ГБАСЭ-ДР4 КСФП-ДД оптически 400Г 1310нм 500м ДОМ МТП/МПО СМФ
КСФП-ДД-400G-LR4	модули приемопередатчика 400ГБАСЭ-ЛР4 ОСФП-ДД оптически 400Г 1310нм 10км ДОМ ЛК СМФ
КСФП-ДД-400G-ER4	дуплекс СМФ 400нм 4км ЛК модулей приемопередатчика 1310ГБАСЭ-ЭР40 КСФП-ДД оптически
КСФП-ДД-400G-ER8	модули приемопередатчика 400ГБАСЭ-ЭР8 КСФП-ДД оптически 400Г 1310нм 40кмДОМ ЛК СМФ
КСФП-ДД-400G-XDR4	модули приемопередатчика 400ГБАСЭ-СДР4 КСФП-ДД оптически ДОМ МТП/МПО-4 СМФ ПАМ1310 2нм 12км
КСФП-ДД-400G-LR8	дуплекс ЛК СМФ модулей ПАМ400 8нм 4км ДОМ приемопередатчика 1310ГБАСЭ-ЛР10 КСФП-ДД оптически
КСФП-ДД-400G-PLR4	4x100GBASE-LR OSFP-DD Модули оптического приемопередатчика 1310nm 10km DOM MTP/MPO-12 SMF

В эпоху высокой вычислительной мощности сверхбольшие центры обработки данных предъявляют все более высокие требования к пропускной способности. Оптический модуль связи 400G стал лучшим выбором для повышения производительности системы и снижения затрат на полосу пропускания. FiberMall предлагает полную линейку оптических модулей 400G длиной от 100 м до 40 км, предоставляя комплексное решение для сетей центров обработки данных 100G/400G и соединений центров обработки данных для использования в самых разных сетевых сценариях, включая сети центров обработки данных, городские интегрированные хостинговые сети, а также высокопроизводительные и дальние сети передачи данных.