Što je 400G optički primopredajnik? Vrste, primjene i Vodič za pronalaženje veleprodajnih izvora

Arhitekti podatkovnih centara i mrežni inženjeri koji skaliraju svoju infrastrukturu iznad 100G sve se češće susreću s 400G optičkim primopredajnikom kao sljedećim korakom u dizajnu međusobnog povezivanja visoke gustoće i velike propusnosti. Ipak 400G optički primopredajnici dolaze u više faktora oblika, koriste različite optičke tehnologije i značajno se razlikuju u dosegu, zahtjevima za vlaknima i potrošnji energije - što odluku o odabiru čini složenijom nego kod nižih brzina.

Ovaj vodič pokriva glavne tipove primopredajnika 400G, kako se tehnički razlikuju, kojim aplikacijama služe i na što treba obratiti pozornost pri nabavi od proizvođača treće strane.

Što je 400G optički primopredajnik?

A 400G optički primopredajnik je priključni optički modul koji prenosi i prima podatke ukupnom brzinom od 400 Gigabita u sekundi. Priključuje se u kompatibilni priključak na prekidaču, usmjerivaču ili poslužitelju, pretvarajući električne signale s glavnog uređaja u optičke signale za prijenos preko optičkog kabela i pretvarajući primljene optičke signale natrag u električne signale.

400G primopredajnici postižu svoju visoku brzinu prijenosa podataka kroz jedan od dva pristupa: množenjem broja optičkih traka (paralelna optika) ili korištenjem naprednih modulacijskih formata — prvenstveno PAM4 (Modulacija amplitude pulsa 4 razine) — kako bi se povećala brzina prijenosa podataka po stazi iznad onoga što NRZ (Non-Return-to-Zero) modulacija može pružiti na istoj fizičkoj infrastrukturi.

Dominantni faktori oblika za 400G primopredajnike su QSFP-DD (Quad Small Form Factor Pluggable Double Density) i OSFP (Octal Small Form Factor Pluggable) , od kojih oba podržavaju 8 električnih traka pri 50G po traci kako bi se postigla ukupna brzina od 400G.

Glavni tipovi 400G optičkih primopredajnika

Ekosustav primopredajnika 400G trenutno uključuje nekoliko različitih standarda optičkog sučelja, od kojih je svaki optimiziran za različitu kombinaciju dosega, vrste vlakana i cijene.

400G SR8 — kratkodometno, višemodno vlakno

The 400G SR8 primopredajnik koristi 8 paralelnih optičkih traka preko višemodnog vlakna (OM4 ili OM5), odašiljajući 50G po traci koristeći PAM4 modulaciju. Maksimalni domet je 100 metara na OM4 i 150 metara na OM5 vlaknu. SR8 zahtijeva MPO-16 konektor i 16 vlakana (8 za prijenos, 8 za prijem), što ga čini prikladnim za implementaciju gdje je MPO postrojenje s vlaknima već postavljeno. To je najjeftinije 400G optičko rješenje za veze kratkog dometa unutar podatkovnog centra.

400G DR4 — Jednomodni, domet od 500 metara

The 400G DR4 primopredajnik koristi 4 paralelne staze jednomodnih vlakana s PAM4 modulacijom pri 100G po stazi. Maksimalni domet je 500 metara preko OS2 jednomodnog vlakna s konektorom MPO-12. DR4 je standardno 400G rješenje za veze između zgrada podatkovnih centara u istom kampusu i za veze između redova ili grupa unutar velikog poda podatkovnog centra gdje je doseg višemodnih vlakana nedovoljan.

400G FR4 — Jednomodni, domet od 2 km

The 400G FR4 primopredajnik koristi 4 CWDM valne duljine multipleksirane na jednom paru jednomodnih vlakana (jedna LC duplex veza), pri čemu svaka valna duljina nosi 100G PAM4. Maksimalni domet je 2 kilometra, što ga čini prikladnim za aplikacije međusobnog povezivanja podatkovnih centara (DCI), veze metro kampusa i veze s objektima za kolokaciju. Jednostruko LC duplex sučelje značajna je prednost u okruženjima u kojima je broj vlakana ograničenje.

400G LR4 — Jednomodni, domet od 10 km

The 400G LR4 primopredajnik proširuje pristup FR4 na 10 kilometara, koristeći 4 LAN-WDM valne duljine na jednom paru LC duplex vlakana. Dizajniran je za aplikacije većeg dometa DCI i metro interkonekcije gdje je 2 km nedovoljno. LR4 primopredajnici troše više energije od varijanti kraćeg dometa zbog veće izlazne optičke snage potrebne za prijenos od 10 km.

400G QSFP-DD u odnosu na OSFP faktore oblika

I QSFP-DD i OSFP faktori oblika podržavaju 400G primopredajnike, ali se razlikuju po veličini, ovojnici snage i sposobnosti upravljanja toplinom.

• QSFP-DD: Natrag kompatibilan s QSFP28 priključcima na nekim platformama. Faktor manjeg oblika s maksimalnom disipacijom snage od približno 14 W po priključku. Najrasprostranjeniji faktor oblika 400G za kartice sklopke.
• OSFP: Faktor većeg oblika s maksimalnom disipacijom snage od približno 21 W po priključku. Preferira se za 400G primopredajnike s većim zahtjevima za optičku snagu (LR4 i varijante većeg dosega) i za razvoj 800G modula sljedeće generacije.

Primjene primopredajnika 400G

Razumijevanje gdje je svaka vrsta primopredajnika 400G raspoređena pomaže timovima za nabavu odrediti točan modul za svaku vrstu veze u mreži.

Hyperscale Data Center Fabric

Hyperscale podatkovni centri velikih pružatelja usluga oblaka primarni su pokretač usvajanja 400G primopredajnika. Spine-to-leaf veze u modernim hiperskalnim tkaninama koriste 400G QSFP-DD SR8 ili DR4 primopredajnike za najveću gustoću priključaka po najnižoj cijeni po bitu. Prijelaz sa 100G na 400G po priključku smanjuje broj fizičkih priključaka i kabela potrebnih za danu propusnost mreže za faktor četiri, značajno smanjujući kapitalne i operativne troškove na razini.

Jezgra poduzeća i agregacija

Pokreću se poslovne mreže sa zahtjevima jezgre velike propusnosti 400G optički primopredajniks u jezgrenim preklopnicima i agregacijskim usmjerivačima za rukovanje kombiniranim prometom iz višestrukih veza 100G pristupnog sloja. FR4 primopredajnici uobičajeni su za veze između podatkovnih centara i kolokacijskih objekata unutar metro udaljenosti.

Telekomunikacije i mreže pružatelja usluga

Telekom operateri koriste 400G LR4 i primopredajnike većeg dometa 400G za metro i regionalne mrežne veze, zamjenjujući više valnih duljina nižih brzina s jednom 400G vezom kako bi povećali kapacitet i smanjili operativnu složenost.

Međusobno povezivanje AI i GPU klastera

Infrastruktura za AI obuku velikih razmjera zahtijeva interkonekcije između GPU poslužitelja izuzetno velike propusnosti i niske latencije. 400G QSFP-DD AOC i DAC kabeli su naširoko raspoređeni za veze GPU poslužitelja unutar stalka i susjednog stalka u klasterima za obuku AI, gdje su gustoća propusnosti i težina kabela kritična ograničenja.

Kako ocijeniti proizvođača 400G optičkih primopredajnika

Sourcing 400G optički primopredajniks od proizvođača treće strane zahtijeva pozornost na nekoliko čimbenika koji određuju hoće li proizvod raditi pouzdano u proizvodnim mrežama.

PAM4 DSP tehnologija

400G primopredajnici koji koriste PAM4 modulaciju zahtijevaju sofisticirane čipove za digitalnu obradu signala (DSP) za kodiranje i dekodiranje PAM4 signala. Kvaliteta i izvedba DSP-a izravno utječu na stopu pogrešaka primopredajnika, potrošnju energije i raspon radne temperature. Utvrđeni proizvođači trećih strana koriste provjerena DSP rješenja vodećih dobavljača čipseta i mogu pružiti očne dijagrame i podatke o BER testu za svaku proizvodnu seriju.

Kompatibilnost platforme i EEPROM kodiranje

Provjerite podržava li proizvođač EEPROM kodiranje za vašu ciljanu platformu preklopnika — Cisco, Arista, Juniper, Huawei, H3C ili drugi dobavljači. Proizvođač sa sveobuhvatnom bibliotekom kodiranja i postupkom za brzo ažuriranje kodiranja ključan je za implementacije na više generacija platformi.

Toplinska izvedba

400G primopredajnici troše 5W do 14W po modulu, znatno više od modula manje brzine. Upravljanje toplinom — kako unutar modula primopredajnika tako iu dizajnu protoka zraka glavnog prekidača — ključno je za trajan, pouzdan rad. Zatražite specifikacije raspona radne temperature i potvrdite da je termalni dizajn primopredajnika kompatibilan sa smjerom protoka zraka glavnog prekidača i gustoćom priključaka.

Testiranje proizvodnje i osiguranje kvalitete

Optički primopredajnici velike brzine zahtijevaju sveobuhvatno testiranje proizvodnje, uključujući mjerenje optičke snage, verifikaciju valne duljine, testiranje omjera ekstinkcije, analizu očnog dijagrama i BER testiranje pri ekstremnim radnim temperaturama. Proizvođači s platformama automatizirane opreme za testiranje (ATE) mogu provesti 100% testiranje svake jedinice i na zahtjev pružiti podatke o ispitivanju po jedinici.

Često postavljana pitanja (FAQ)

P: Koja je razlika između 400G QSFP-DD i 400G OSFP?

O: Oboje QSFP-DD i OSFP su standardi faktora oblika za 400G optičke primopredajnike koji koriste 8 električnih traka pri 50G po traci. QSFP-DD je fizički sličan po širini postojećem faktoru oblika QSFP28, dopuštajući veću gustoću priključaka na prednjim pločama prekidača i kompatibilnost s QSFP28 priključcima na nekim platformama. OSFP je nešto veći s višom granicom rasipanja snage od približno 21 W, što ga čini prikladnijim za 400G varijante veće snage i buduće 800G module. Većina implementacija hiperskala koristi QSFP-DD za veću gustoću priključaka, dok se OSFP preferira za aplikacije većeg dosega i veće snage.

P: Mogu li se 400G primopredajnici koristiti u postojećim 100G QSFP28 priključcima?

O: Ne. 400G QSFP-DD primopredajnici nisu fizički ili električni kompatibilni s 100G QSFP28 priključcima, unatoč vizualnoj sličnosti. QSFP-DD ima električno sučelje dvostruke gustoće s 8 traka naspram 4 staze QSFP28 i zahtijeva priključak glavnog računala koji podržava QSFP-DD standard. Neke platforme preklopnika nude opcije prekidanja gdje se jedan 400G QSFP-DD priključak može podijeliti na četiri 100G veze pomoću prekidačkog kabela.

P: Koja vrsta vlakana je potrebna za 400G SR8 primopredajnike?

A: 400G SR8 primopredajniks zahtijevaju višemodno vlakno OM4 ili OM5 s konektorima MPO-16. OM4 vlakno podržava domet od 100 metara, a OM5 vlakno podržava 150 metara. MPO-16 konektor pruža 16 vlakana u jednom tijelu konektora — 8 za prijenos i 8 za prijem. Ako vaša postojeća tvornica vlakana koristi MPO-12 konektore, za povezivanje sa SR8 primopredajnicima potrebno je rješenje za izvlačenje ili konverziju.

P: Kolika je potrošnja energije tipičnog 400G QSFP-DD primopredajnika?

O: Potrošnja energije za 400G QSFP-DD primopredajnici razlikuje se ovisno o vrsti optičkog sučelja. SR8 moduli obično troše 8W do 10W. DR4 moduli troše 10W do 12W. FR4 moduli troše 12W do 14W. LR4 moduli mogu trošiti do 14W. Ove brojke predstavljaju snagu izvučenu iz priključka glavnog računala i raspršenu kao toplina unutar modula — što je značajno za razmatranje toplinskog dizajna prekidača u 400G implementacijama visoke gustoće.

P: Koje je vrijeme isporuke za skupne narudžbe primopredajnika 400G od kineskog proizvođača?

O: Standardna vremena isporuke za rasutu robu 400G optički primopredajnik narudžbe od etabliranih kineskih proizvođača obično su 15 do 30 radnih dana nakon potvrde narudžbe za standardne specifikacije u proizvodnji. Prilagođeno EEPROM kodiranje za specifičnu kompatibilnost platforme dodaje 3 do 5 radnih dana za početno postavljanje kodiranja. Ubrzana proizvodnja dostupna je za hitne narudžbe uz dovoljnu najavu unaprijed.

Dostupne su OEM i ODM usluge. Kontaktirajte nas putem fiberay.com zatražiti tehničke specifikacije, potvrdu kompatibilnosti platforme i veleprodajne cijene.

Srodni proizvodi: 400G optički primopredajnik | 100G QSFP28 optički primopredajnik | 200G optički primopredajnik | 800G optički primopredajnik | AOC optički primopredajnik