نظرة مستقبلية لسوق الوحدات الضوئية 400G وتقنية التبديل

في عام 2020 ، يسير سوق Ethernet لمركز بيانات 100G على قدم وساق ، وهو ميدان المعركة الرئيسي لشركات تصنيع الوحدات الضوئية الرئيسية. مع النضج المتزايد لمنتجات سلسلة 100G لكبرى الشركات المصنعة ، فإن حجم الشحن آخذ في الارتفاع. تتراوح هذه المنتجات من حلول III-V التقليدية إلى ضوئيات السيليكون. تم تجاوز العتبة الفنية 100G ، وأصبحت الخيار السائد والأول للطلب القوي على مراكز البيانات. لم يعد مرادفًا للوحدات البصرية المتطورة. تتقدم التكنولوجيا بسرعة ، ومن المتوقع أن تلبي الوحدات الضوئية 400 جيجا متطلبات النطاق الترددي المتزايدة لمراكز البيانات الكبيرة جدًا. يتم التعرف على الوحدة البصرية 400 جيجا على نطاق واسع كحل يمكنه تقليل تكاليف النطاق الترددي بشكل فعال.

يتنبأ الكتاب الأبيض لمركز البيانات لعام 2020 الصادر عن معهد CAICT China للمعلومات والاتصالات بأنه سيتم نشر وحدات بصرية 400 جيجا بايت على نطاق واسع في عام 2022.

1. طلب ​​قوي fأو الوحدات البصرية in tانه السوق

وفقًا لإحصاءات ODCC ، نما نشر مراكز بيانات الوحدات الصغيرة من 300 وحدة في عام 2013 إلى 4,500 وحدة بحلول نهاية عام 2017 ، أي ما يعادل أكثر من 50,000 وحدة من أحجام الرف 20A. أكملت مراكز البيانات المعيارية الجاهزة نشر 9,100،40 خزانة كاملة 18,000A ، أي ما يعادل 20 خزانة قياسية XNUMXA.

أكمل مركز البيانات المعياري نشر ما يقرب من 70,000 رف قياسي ، بسعة تزيد عن مليون خادم. على مدى السنوات الست الماضية من التشغيل ، تم تخفيض متوسط ​​PUE بمقدار 1-6 ، وتم تخفيض تكلفة التشغيل بنسبة 0.2٪ -0.4٪. إن تأثير توفير الطاقة وخفض التكلفة واضح جدًا ، مما له تأثير قوي في القيادة وتأثير رائد على تشكيل صناعة مراكز البيانات وجعلها صديقة للبيئة.

400G QSFP-DD SR8

قدمت أكثر من 10 شركات ، بما في ذلك Arista Networks و DELL و EdgeCore و Mellanox و FiberMall ، وحدات بصرية 400 جيجا في OFC 2020. في الوقت الحالي ، أرسلت بعض الشركات بالفعل وحدات بصرية 400 جيجا لاختبار العينات ، ولديها القدرة على الإنتاج الضخم. من المتوقع أن يتم نشر وحدات بصرية 400 جيجا على نطاق واسع في عام 2022.

2. آفاق سوق الوحدات البصرية 400G

كحل للوحدة البصرية 400 جيجا في مركز البيانات ، فإن OSFP و QSFP-DD هما شكلا التغليف الرئيسيان. توفر OSFP و QSFP-DD أيضًا ثماني قنوات نقل على الواجهة الكهربائية وتدعم إشارة 25GBaud PAM4 (50Gb / s) ، لذلك يمكن تحقيق نقل إشارة 8x50Gb / s = 400Gb / s.

يعد OSFP أعرض قليلاً وأطول من QSFP-DD ، وبالتالي يشغل مساحة أكبر من سطح PCB للمحول. تدعم كل لوحة 1U للمحول 32 منفذًا لـ OSFP و 36 منفذًا لـ QSFP-DD. لذلك ، من حيث قدرة عرض النطاق الترددي للمحول ، يمكن أن يوفر QSFP-DD أربعة منافذ أخرى. يتمتع QSFP-DD أيضًا بالتوافق مع الإصدارات السابقة مع QSFP و QSFP28.

من وجهتي النظر هاتين ، يبدو مستقبل QSFP-DD أكثر إشراقًا. ومع ذلك ، فإن الحجم الأصغر لحزمة QSFP-DD له متطلبات أعلى لتصميم الوحدة ، مما يطرح متطلبات أعلى لتعبئة الجهاز الداخلي للوحدة ، وأداء الوحدة ، واستهلاك الطاقة ، والإنتاجية ، مما قد يؤدي إلى ارتفاع تكلفة الوحدة. في الوقت الحالي ، لدى مجموعات العملاء المختلفة متطلبات لكلتا الحزمتين ، ومن الصعب معرفة الحزمة التي تتمتع بميزة مطلقة.

400 جرام QSFP-DD FR4

من أجل تلبية احتياجات العملاء المختلفين ، تم تطوير منتجات عائلة وحدات 400G QSFP-DD و OSFP. من المعتقد أن الوحدة البصرية 400 جيجا سوف تستهل "ربيع" دافئ في المستقبل القريب.

أضافت Cisco مؤخرًا أربعة طرز 400GbE إلى عائلة Nexus من محولات Ethernet وأعلنت أنه سيتم اختبارها ميدانيًا خلال العام ومن المتوقع طرحها للبيع في النصف الأول من العام المقبل. أطلقت Broadcom أيضًا شريحة 400G PAM-4 PHY BCM87400. يبدو أن عصر 400G قادم.

3. سيسكو Lاختبر Nexus400G Sساحرة

لا تقتصر محولات سيسكو 400G فقط offقال رولاند أكرا ، نائب الرئيس الأول ، المدير العام ، Data Center Business ، Cisco ، إن معدلات العملاء الأعلى ، كما أنهم يجلبون ميزات قوية إلى الطاولة. يتضمن ذلك ميزات مثل السياسات فائقة السرعة ، والتجزئة والقائمة البيضاء ، وإمكانية رؤية الحزم في الوقت الفعلي ، وتدفقات البيانات والأحداث ، والتخزين المؤقت الذكي للبيانات الضخمة وأعباء عمل التعلم الآلي ، والقدرة على إعطاء الأولوية لحركة المرور الهامة عند الطلب لتلبية احتياجات أحمال العمل والبيئات السحابية الحديثة القائمة على البيانات. هؤلاء موديلات 400G تابع أيضًا السياسة الفائقة السرعة ، والفصل ، ورؤية الحزمة في الوقت الفعلي ، والعديد من الميزات الأخرى في Nexus switch.

• Nexus 9316D-GX ، محول 1RU ، 16 منفذًا يتناسب جيدًا مع التطبيقات من نوع التلال في Application Centric Architecture ACI.

• Nexus 93600CD-GX ، 1RU ، 28 منفذًا 100 جيجابت إيثرنت ، و 8 منافذ 400 جيجابت إيثرنت ، والتي تدعم تطبيقات أوراق الشجر ذات بنية العمود الفقري.

• Nexus 3408-S ، 4RU ، 8 فتحات ، يدعم 128 منفذًا بسعة 100 جيجابت أو 32 منفذًا بسعة 400 جيجابت.
• Nexus3432D-S ، 1RU ، 32 منفذًا 10/40/100 / 400GbE ، ومروحة 2x200GbE و 4 × 50 / 100GbE.

مفتاح Nexus الجديد من Cisco offهي الطريقة الأكثر شمولاً وقابلية للتخصيص للعملاء لاستخدام 400G. تشمل مزاياها:

مصمم للبيئات الأكثر تطلبًا: تم تصميم محول 400G الجديد لتقديم الميزات القوية التي تشتهر بها مجموعة مفاتيح Nexus ، بأقصى سرعة سلكية. يتضمن ذلك القياس المتقدم عن بُعد للحصول على رؤية أعمق للتطبيق ، وتحليلات في الوقت الفعلي ، وقدرات استكشاف الأخطاء وإصلاحها ، بالإضافة إلى إمكانات التخزين المؤقت الذكية التي تم ضبطها خصيصًا لتوسيع نطاق حركة مرور التطبيقات بشكل أفقي.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للعملاء دمج المحول مع البنية الأساسية المركزية للتطبيق (ACI) الرائدة من Cisco ، و Tetration ، و Cisco Network Assurance Engine. سيساعدهم ذلك على زيادة سرعة التطبيق ، وتحسين أمان مركز البيانات والأتمتة ، وتوفير إمكانات 400 جيجا للشبكات القائمة على النوايا.

مصممة لتوفير خيارات العملاء والمرونة الفائقة: خيارات النشر المرنة تمكن الشركات من جميع الأحجام من تلبية احتياجاتها الخاصة وأعباء العمل بسهولة. سواء كانت شركة إنترنت ، أو شبكة تشغيلية عالية الكثافة أو شبكة قائمة على النوايا ، أو تطبيقًا مبنيًا لغرض معين ، يمكن للعملاء اختيار الخيار الأنسب لتلبية احتياجاتهم.

المتانة: تعمل Cisco بنشاط مع الشركاء والمنظمات الخارجية لدفع عملية توحيد المعايير وقابلية التشغيل البيني لـ 400G. عملت Cisco مع شركاء حلول التوصيل والاختبار لإثبات فعالية التكلفة لوحدات 100G lambda الضوئية لـ 400G في اختبار قابلية التشغيل البيني الصناعي الحديث 400G.

ستبدأ Cisco تجارب ميدانية مبكرة (EFT) مع العملاء في ديسمبر 2018 وستمنح مؤسسات تكنولوجيا المعلومات وقتًا للتخطيط لبدء التجارب في أقرب وقت ممكن. أصبحت محولات Cisco Nexus الجديدة متاحة بالكامل في النصف الأول من عام 2019.

شريحة من Broadcom 400G PAM-4 PHY

وفي الوقت نفسه ، بعد الإعلان السابق عن دخول شريحة التحويل TomaHawk 12.8 جيجابت في الثانية سعة 3 تيرا بايت في الثانية إلى الإنتاج الكامل للحجم ، قدمت Broadcom في 400 نوفمبر شريحة 8 نانومتر 7G PAM400PHY ، BCM4 ، لمركز البيانات وبنى السحابة. تعتمد الشريحة على أحدث إصدار من شركة Broadcom مقاس 87400 نانومتر Centenario 112 جرام بام -4 منصة DSP و offعلبة التروس 400G 8: 4 من الدرجة الأولى وأداء منخفض الطاقة لضمان نشر 400 جيجابت في مراكز البيانات الفائقة والشبكات السحابية.

تتميز عائلة الأجهزة BCM87400 بأعلى أداء في الصناعة وأقل استهلاك للطاقة بشريحة واحدة 400GbE PAM4 PHY قدرة منصة الإرسال والاستقبال لتشغيل 56GBauD المستندة إلى 112 Gb / s PAM4 قنوات رباعية في الروابط البصرية DR4 / FR4 / LR4.

في وضع 400GbE ، يمكن لـ BCM87400 تحويل 53Gb / s (26-Gbaud PAM4) ثماني قنوات إلى 106 جيجابت / ثانية (53Gbaud PAM4) أربع قنوات على جانب النظام. يضيف BCM87400 إلى منصة تقنية PAM4 PHY الرائدة في السوق وهو أول من يعرض مثالًا فعالًا لجهاز إرسال واستقبال 400G PAM-4 PHY يعمل على عملية CMOS 7 نانومتر.

المزيد من ميزات نموذج BCM87400

1. أداء وطاقة DSP "الرائد في الصناعة" يجعل الوحدة البصرية DR4 / FR4 تلبي معايير IEEE ومواصفات MSA.
2. دعم الوحدة البصرية DR / FR لتطبيقات التبديل التقليدية
3. تتوافق واجهات العملاء مع مواصفات CEI-28G / 56G LR وتدعم قنوات المسافات الطويلة (LR)
4. 4. الامتثال لمعيار IEEE 802.3bs KP4 وعملية تجاوز FEC من طرف إلى طرف
5. بنية PAM4 تدعم واجهات بصرية متعددة ، مثل EMLDML وضوئيات السيليكون
6. يمكن تحسين قابلية التشغيل البيني لمحول ASICs و ASSPs من Broadcom باستخدام معماريات 28-Gbaud PAM4 و NRZ SerDes.

مجال التطبيق:

1. شبكة مركز بيانات سحابة كبيرة جدًا
2. البنية التحتية السلكية
3. وحدة بصرية QSFP-DD / PSFP 400Gb / s