Ce este un transceiver optic 400G? Tipuri, aplicații și Ghid de aprovizionare cu ridicata

Arhitecții centrelor de date și inginerii de rețea care își extind infrastructura dincolo de 100G întâlnesc din ce în ce mai mult transceiver-ul optic 400G ca următorul pas în proiectarea de interconexiune de înaltă densitate și lățime de bşiă mare. Totuşi Transceiver optice 400G vin în mai mulți factori de formă, utilizează tehnologii optice diferite și variază semnificativ în ceea ce privește acoperirea, cerințele de fibră și consumul de energie - făcând decizia de selecție mai complexă decât la viteze mai mici.

Acest ghid acoperă principalele tipuri de transceiver 400G, cum diferă acestea din punct de vedere tehnic, aplicațiile pe care le servesc și ce să căutați atunci când se aprovizionează de la un producător terță parte.

Ce este un transceiver optic 400G?

A Transceiver optic 400G este un modul optic conectabil care transmite și primește date la o rată totală de 400 Gigabiți pe secundă. Se conectează la un port compatibil de pe un comutator, router sau server, transformând semnalele electrice de la dispozitivul gazdă în semnale optice pentru transmisie prin cablu de fibră optică și transformând semnalele optice primite înapoi în semnale electrice.

Transceivele 400G își ating rata de date ridicată printr-una dintre cele două abordări: înmulțirea numărului de benzi optice (optică paralelă) sau utilizarea formatelor de modulație avansate - în primul rând PAM4 (Pulse Amplitude Modulation 4-level) - pentru a crește rata de date pe bandă peste ceea ce NRZ (Non-Return-to-Zero) poate furniza modulația fizică pe aceeași infrastructură.

Factorii de formă dominanti pentru transceiver-urile 400G sunt QSFP-DD (Densitate dublă conectabilă cu factor de formă de patru ori mic) and OSFP (Octal Small Form-Factor Pluggable) , ambele suportă 8 benzi electrice la 50G pe bandă pentru a atinge rata agregată de 400G.

Principalele tipuri de transceiver optice 400G

Ecosistemul transceiver 400G include în prezent mai multe standarde distincte de interfață optică, fiecare optimizat pentru o combinație diferită de acoperire, tip de fibră și cost.

400G SR8 — Fibră multimodă, cu acoperire scurtă

The Transceiver 400G SR8 folosește 8 benzi optice paralele pe fibră multimodală (OM4 sau OM5), transmitând 50G pe bandă folosind modulația PAM4. Atingerea maximă este de 100 de metri pe OM4 și de 150 de metri pe fibra OM5. SR8 necesită un conector MPO-16 și 16 fire de fibră (8 de transmisie, 8 de recepție), făcându-l potrivit pentru implementări în care o instalație de fibră MPO este deja instalată. Este cea mai ieftină soluție optică de 400G pentru conexiuni cu distanță scurtă în interiorul centrului de date.

400G DR4 — Monomod, 500 de metri acoperire

The Transceiver 400G DR4 folosește 4 benzi paralele de fibră monomod cu modulație PAM4 la 100G pe bandă. Atingerea maximă este de 500 de metri peste fibră monomod OS2 cu un conector MPO-12. DR4 este soluția standard 400G pentru conexiunile între clădirile centrelor de date din același campus și pentru conexiunile între rânduri sau poduri dintr-un etaj mare al unui centru de date, unde acoperirea fibrei multimode este insuficientă.

400G FR4 — Single-Mode, 2 km Ratch

The Transceiver 400G FR4 utilizează 4 lungimi de undă CWDM multiplexate pe o singură pereche de fire de fibră monomod (o conexiune LC duplex), fiecare lungime de undă transportând 100G PAM4. Raza maximă de acoperire este de 2 kilometri, ceea ce îl face potrivit pentru aplicații de interconectare a centrelor de date (DCI), conexiuni la campusuri de metrou și conexiuni la facilități de colocare. Interfața duplex unică LC este un avantaj semnificativ în mediile în care numărul de fibre este o constrângere.

400G LR4 — Single-Mode, 10 km Ratch

The Transceiver LR4 400G extinde abordarea FR4 la 10 kilometri, folosind 4 lungimi de undă LAN-WDM pe o singură pereche de fibre LC duplex. Este conceput pentru aplicații de interconectare DCI și metrou cu o rază mai lungă de acțiune, unde 2 km este insuficient. Transceiverele LR4 consumă mai multă putere decât variantele cu rază mai scurtă de acțiune datorită puterii optice de ieșire mai mari necesare pentru transmisia de 10 km.

400G QSFP-DD vs factori de formă OSFP

Atât factorii de formă QSFP-DD, cât și OSFP acceptă transceiver-uri 400G, dar diferă în ceea ce privește dimensiunea, volumul de putere și capacitatea de gestionare termică.

• QSFP-DD: Compatibil cu porturile QSFP28 de pe unele platforme. Factor de formă mai mic, cu o putere maximă de disipare de aproximativ 14 W per port. Cel mai răspândit factor de formă 400G pentru carduri de comutare.
• OSFP: Factor de formă mai mare, cu o putere maximă de disipare de aproximativ 21 W per port. De preferat pentru transceiverele 400G cu cerințe mai mari de putere optică (LR4 și variante cu rază mai lungă de acțiune) și pentru dezvoltarea de module 800G de generație următoare.

Aplicații pentru transceiver 400G

Înțelegerea unde este instalat fiecare tip de transceiver 400G ajută echipele de achiziții să specifice modulul corect pentru fiecare tip de conexiune din rețea.

Hyperscale Data Center Fabric

Centrele de date hiperscale de la furnizorii importanți de cloud sunt motorul principal al adoptării transceiver-ului 400G. Conexiunile spin-to-leaf din țesăturile moderne hyperscale folosesc transceiver-uri 400G QSFP-DD SR8 sau DR4 pentru cea mai mare densitate de porturi la cel mai mic cost pe bit. Trecerea de la 100G la 400G per port reduce numărul de porturi fizice și cabluri necesare pentru o anumită lățime de bandă fabrică cu un factor de patru, reducând semnificativ costurile de capital și operaționale la scară.

Enterprise Core și agregare

Sunt implementate rețele de întreprindere cu cerințe de bază de lățime de bandă mare Transceiver optic 400Gs în switch-uri de bază și routere de agregare pentru a gestiona traficul combinat de la mai multe conexiuni de nivel de acces 100G. Transceiverele FR4 sunt comune pentru conexiunile dintre centrele de date și facilitățile de colocare la distanță de metrou.

Rețele de telecomunicații și furnizori de servicii

Operatorii de telecomunicații folosesc transceiver 400G LR4 și 400G cu rază mai lungă de acțiune pentru conexiunile de metrou și rețele regionale, înlocuind mai multe lungimi de undă de viteză mai mică cu conexiuni unice de 400G pentru a crește capacitatea și a reduce complexitatea operațională.

Interconectarea clusterelor AI și GPU

Infrastructura de instruire AI la scară largă necesită interconexiuni cu lățime de bandă extrem de mare și cu latență redusă între serverele GPU. 400G QSFP-DD AOC și DAC cablurile sunt implementate pe scară largă pentru conexiunile de server GPU în rack și rack adiacente în clustere de antrenament AI, unde densitatea lățimii de bandă și greutatea cablului sunt ambele constrângeri critice.

Cum se evaluează un producător de transceiver optic 400G

Aprovizionare Transceiver optic 400Gs de la un producător terță parte necesită atenție la mai mulți factori care determină dacă produsul va funcționa fiabil în rețelele de producție.

Tehnologia PAM4 DSP

Transceivele 400G care utilizează modulația PAM4 necesită cipuri sofisticate de procesare a semnalului digital (DSP) pentru a codifica și decoda semnalul PAM4. Calitatea și performanța DSP afectează direct rata de eroare a transceiver-ului, consumul de energie și intervalul de temperatură de funcționare. Producătorii terți consacrați folosesc soluții DSP dovedite de la furnizori de top de chipset-uri și pot furniza diagrame de ochi și date de testare BER pentru fiecare lot de producție.

Compatibilitate platformă și codare EEPROM

Verificați dacă producătorul acceptă codarea EEPROM pentru platforma dvs. de comutare țintă - Cisco, Arista, Juniper, Huawei, H3C sau alți furnizori. Un producător cu o bibliotecă de codare cuprinzătoare și un proces pentru actualizări rapide de codare este esențial pentru implementările pe mai multe generații de platforme.

Performanta termica

Transceiverele 400G consumă 5W până la 14W per modul, mult mai mult decât modulele cu viteză mai mică. Gestionarea termică – atât în ​​modulul transceiver, cât și în designul fluxului de aer al comutatorului gazdă – este esențială pentru o funcționare susținută și fiabilă. Solicitați specificații pentru intervalul de temperatură de funcționare și confirmați că designul termic al transceiver-ului este compatibil cu direcția fluxului de aer al comutatorului gazdă și densitatea portului.

Testarea producției și asigurarea calității

Transceiverele optice de mare viteză necesită testare cuprinzătoare de producție, inclusiv măsurarea puterii optice, verificarea lungimii de undă, testarea raportului de extincție, analiza diagramei oculare și testarea BER la temperaturi extreme de funcționare. Producătorii cu platforme de echipamente automate de testare (ATE) pot efectua testarea 100% a fiecărei unități și pot furniza, la cerere, date de testare pe unitate.

Întrebări frecvente (FAQ)

Î: Care este diferența dintre 400G QSFP-DD și 400G OSFP?

A: Ambele QSFP-DD și OSFP sunt standarde de formă pentru transceiverele optice 400G care utilizează 8 benzi electrice la 50G pe bandă. QSFP-DD este fizic similar ca lățime cu factorul de formă QSFP28 existent, permițând o densitate mai mare de porturi pe panourile frontale ale comutatorului și compatibilitate cu porturile QSFP28 de pe unele platforme. OSFP este puțin mai mare, cu o limită mai mare de disipare a puterii de aproximativ 21 W, ceea ce îl face mai potrivit pentru variantele 400G de putere mai mare și viitoarele module 800G. Cele mai multe implementări la scară largă folosesc QSFP-DD pentru densitatea sa mai mare de porturi, în timp ce OSFP este preferat pentru aplicații cu acoperire mai lungă și cu putere mai mare.

Î: Pot fi utilizate transceiver-urile 400G în porturile 100G QSFP28 existente?

A: Nu. Transceiver QSFP-DD 400G nu sunt compatibile fizic sau electric cu porturile 100G QSFP28, în ciuda similitudinii vizuale. QSFP-DD are o interfață electrică cu dublă densitate cu 8 benzi față de cele 4 benzi ale QSFP28 și necesită un port gazdă care acceptă standardul QSFP-DD. Unele platforme de comutare oferă opțiuni de breakout în care un port 400G QSFP-DD poate fi împărțit în patru conexiuni 100G folosind un cablu de breakout.

Î: Ce tip de fibră este necesar pentru transceiverele 400G SR8?

A: Transceiver 400G SR8s necesită fibră multimod OM4 sau OM5 cu conectori MPO-16. Fibra OM4 acceptă 100 de metri de acțiune, iar fibra OM5 suportă 150 de metri. Conectorul MPO-16 oferă 16 fire de fibre într-un singur corp de conector - 8 pentru transmisie și 8 pentru recepție. Dacă instalația dvs. de fibră existentă utilizează conectori MPO-12, este necesară o soluție de ventilație sau de conversie pentru interfața cu transceiver-urile SR8.

Î: Care este consumul de energie al unui transceiver tipic 400G QSFP-DD?

A: Consumul de energie pentru Transceiver QSFP-DD 400G variază în funcție de tipul de interfață optică. Modulele SR8 consumă de obicei 8W până la 10W. Modulele DR4 consumă 10W până la 12W. Modulele FR4 consumă 12W până la 14W. Modulele LR4 pot consuma până la 14W. Aceste cifre reprezintă puterea extrasă de la portul gazdă și disipată ca căldură în interiorul modulului - o considerație semnificativă pentru proiectarea termică a comutatorului în implementările de 400G de înaltă densitate.

Î: Care este timpul de livrare pentru comenzile în vrac de transceiver 400G de la un producător chinez?

R: Termeni standard de livrare pentru vrac Transceiver optic 400G comenzile de la producători chinezi consacrați sunt de obicei între 15 și 30 de zile lucrătoare după confirmarea comenzii pentru specificațiile standard în producție. Codarea EEPROM personalizată pentru compatibilitatea cu platforma specifică adaugă 3 până la 5 zile lucrătoare pentru configurarea inițială a codării. Producția accelerată este disponibilă pentru comenzi urgente cu o notificare suficientă în avans.

Serviciile OEM și ODM sunt disponibile. Contactați-ne prin intermediul fiberay.com pentru a solicita specificații tehnice, confirmarea compatibilității platformei și prețul cu ridicata.

Produse înrudite: Transceiver optic 400G | Transceiver optic 100G QSFP28 | Transceiver optic 200G | Transceiver optic 800G | Transceiver optic AOC