400G جهاز الإرسال والاستقبال البصري: التيار الرئيسي لمركز البيانات في المستقبل

جهاز الإرسال والاستقبال البصري 400G هو منتج وحدة بصرية بمعدل نقل 400 جيجابت في الثانية ، وهو منتج متقدم في مجال النقل عالي السرعة في الوقت الحاضر. نوع الحزمة السائد الحالي هو QSFP-DD (رباعي الشكل صغير الحجم قابل للتوصيل بكثافة مزدوجة) ، والذي يستخدم على نطاق واسع في مراكز البيانات عالية الأداء ، وشبكات الاتصالات ، والحوسبة واسعة النطاق ، والحوسبة السحابية ، وغيرها من المجالات.

لماذا تكتسب 400G اعتمادًا جماعيًا

أولا وقبل كل شيء ارتفاع الطلب. تضافرت منصات الابتكار المفتوحة والذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي والتخزين السحابي لدفع النمو الهائل في حركة المرور. نظرًا لانتقال مراكز البيانات الكبيرة إلى بنى تحتية أسرع وأكثر قابلية للتوسع ، فإن الاتصال عالي السعة ضروري لمواكبة العدد المتزايد من المستخدمين والأجهزة والتطبيقات. لقد تجاوزت شبكة 100G الطلب على التطبيقات ، وظهرت شبكة 400G.

نمو حركة مرور الشبكة

والثاني هو خفض التكلفة. جاء جوردون مور ، المؤسس المشارك لشركة إنتل ، مع قانون مور ، وتوقع أن عدد الترانزستورات التي يمكن أن تتناسب مع دائرة متكاملة يتضاعف كل 18 شهرًا ، مما يدعم نجاح صناعة أشباه الموصلات لأكثر من نصف قرن. يوجد "قانون مور في البصريات" أيضًا في مجال الإلكترونيات الضوئية. تتطور الوحدات الضوئية قصيرة المدى جيلًا واحدًا كل أربع سنوات أو نحو ذلك ، مما يؤدي إلى خفض تكلفة البت واستهلاك الطاقة إلى النصف. في الوقت الحاضر ، كانت تقنية 400G ناضجة للغاية ، والتي يمكن أن تقلل إلى حد كبير من تكاليف مشتريات العملاء وتكاليف التشغيل والصيانة.

قانون مور في البصريات

لماذا تختار باقة QSFP-DD

من أجل تحقيق معدلات أعلى ، تستخدم الوحدات الضوئية عمومًا ثلاث طرق: زيادة معدل الجهاز البصري (معدل باود أعلى) ، وزيادة عدد القنوات (متعدد المسارات) ، واعتماد تقنية تعديل ذات ترتيب أعلى لتقليل تكلفة الإرسال لكل بت . تتميز وحدات 400G بمسار تقني واضح نسبيًا: تُستخدم إشارات 8 * 50G PAM4 لإكمال نقل 400G ، ولكن ظهرت مجموعة متنوعة من الخيارات في المرحلة المبكرة من معايير تعبئة الوحدة: CFP8 ، OSFPو QSFP-DD: CFP8 و OSFP و QSFP-DD ، من بينها احتلت QSFP-DD سوق 400G بكثافة أعلى واستهلاك أقل للطاقة وبيئة أفضل.

المسار الفني للوحدات الضوئية لزيادة المعدل

ما هي النماذج الرئيسية لـ 400G أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية

400G SR8 جهاز الإرسال والاستقبال

تتوافق الوحدات البصرية 400G SR8 من FiberMall مع بروتوكول IEEE 802.3cm القياسي وتفي بمتطلبات وصلات نقل 70m OM3 و 100m OM4 / OM5. تستخدم الوحدة واجهة MPO قياسية متعددة الأوضاع ذات 16 نواة وتتكون من مكون بصري لجهاز الإرسال والاستقبال ، ومحرك VCSEL ، ومضخم المعاوقة العابرة (TIA) ، وشريحة خدمة PAM4 (oDSP) ، ووحدة تحكم ، وستة مكونات أخرى. يتم وضع كل مكون ضوئي وكهربائي من 8 قنوات في جانب جهاز الإرسال والاستقبال في حزمة QSFP-DD من خلال تصميم هندسي مضغوط.

مخطط كتلة للوحدة البصرية 400G SR8

تحتوي الوحدة البصرية 400GE-SR8 على 8 قنوات ، كل منها يحمل إشارات 53.125 جيجابت في الثانية مع تعديل PAM4 عالي الترتيب ، ويقوم oDSP داخل الوحدة بوظائف استعادة الساعة وتشكيل الإشارة وتكييفها.

400G DR4 ، 400G DR4 + و 400G FR4 الوحدة البصرية

تتوافق الوحدات البصرية 400GE-DR4 و DR4 + و FR4 من FiberMall مع بروتوكولات IEEE 802.3bs و 802.3cu القياسية مع حلول تصميم الأجهزة القائمة على النظام الأساسي لتلبية متطلبات ارتباط الإرسال لمسافة 500 متر و 2 كيلومتر على التوالي. يتم عرض الوحدات البصرية 400G DR4 و DR4 + و 400G FR4 في مخطط الكتلة أدناه. تستخدم الوحدة 400GE-DR4 / DR4 + موصل MPO قياسي ذي 12 نواة ، وتستخدم الوحدة 400G FR4 موصل LC مزدوج قياسي. تتكون الوحدة بشكل أساسي من مكونات بصرية لجهاز الإرسال والاستقبال ، ومحرك EML ، ومضخم المقاومة العابرة (TIA) ، وشريحة خدمة PAM4 (oDSP) ، ووحدة التحكم ، وستة أجزاء أخرى. يستخدم تصميم الوحدة مجموعة كاملة من المكونات الأساسية المطورة بشكل مستقل ، والتي تغطي حلاً متكاملًا رأسيًا من طرف إلى طرف من الشريحة الضوئية (EML ، PD) إلى الشريحة الكهربائية (Driver ، TIA ، oDSP).

400G DR4 و 400G DR4 + مخطط كتلة الوحدة البصرية

تحتوي أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 400G DR4 و DR4 + و 400G FR4 على إجمالي 4 قنوات من الإشارات الضوئية ، تحمل كل منها إشارات 106.25 جيجابت في الثانية. تحتوي الإشارة الكهربائية على 8 قنوات ، كل قناة تحمل إشارة 53.125 جيجابت في الثانية. يتم تعديل كل من الإشارات الضوئية والكهربائية بواسطة تعديل PAM4 عالي الترتيب ، ويتم تحقيق تحويل المعدل من خلال وحدة oDSP الداخلية للوحدة ، والتي تقوم في نفس الوقت باستعادة الساعة ووظائف تضخيم الإشارة وتكييفها. بالإضافة إلى ذلك ، تم تصميم الوحدة البصرية 400GE-DR4 / DR4 + لإخراج الضوء المتوازي ، وتعتمد الإشارة الضوئية ذات 4 قنوات نفس تصميم الطول الموجي ؛ تم تصميم الوحدة البصرية 400GE-FR4 للطول الموجي المشترك ، وتعتمد الإشارة الضوئية ذات 4 قنوات أطوال موجية مختلفة ويتم إخراجها بواسطة المنفذ البصري بعد أن يقوم مُضاعِف تقسيم الطول الموجي البصري بتوليف إشارة ضوئية أحادية القناة. مقارنة بـ 1GE-CWDM100 و 4GE-PSM100 ، يمكن أن تحقق 4GE-DR400 / DR4 + و FR4 معدلات نقل أعلى للنظام عن طريق زيادة معدل إرسال الإشارات أحادية القناة الضوئية والكهربائية وعدد القنوات الكهربائية في نفس الوقت.

400G FR4 مخطط كتلة الوحدة البصرية

وحدات الإرسال والاستقبال البصرية 400G LR8 و 400G ER8

تتكون وحدة 400G LR8 / ER8 / ER8 Lite من TOSA و ROSA و EML Driver وشريحة خدمة PAM4 (oDSP) ووحدة تحكم. يظهر مخطط كتلة النظام أدناه. يستقبل موصل الوحدة ثمانية إشارات كهربائية PAM53.125 متوازية بسرعة 4 جيجابت في الثانية من اللوحة. بعد المعالجة التكيفية لرقاقة معالجة الإشارات الرقمية (oDSP) في الوحدة الضوئية ، قام السائق بتضخيم ليزر أشباه الموصلات ذي 8 قنوات (TOSA) ، وإشارات الليزر المستقرة ذات 8 قنوات لإخراج أشباه الموصلات ، ثم من خلال خرج الموجة المدمج MUX ، لتحقيق تحويل بصري كهربائي بـ 8 قنوات.

400G LR8 و 400G ER8 مخطط كتلة الوحدة البصرية

جهاز الإرسال والاستقبال البصري FiberMall 400G

FiberMall هو مزود رائد لحلول الشبكات الضوئية في الصين مع إمكانات البحث والتطوير والتصنيع والخدمات الفنية الرائدة في الصناعة. الاستمرار في تزويد المستخدمين بمنتجات وحلول وخدمات مبتكرة وفعالة وموثوقة للشبكات الضوئية.

المنتج النموذجي	الوصف
QSFP-DD-400G-SR8	وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية 400GBASE-SR8 QSFP-DD 400G 850nm 100m DOM MPO / MTP MMF
QSFP-DD-400G-FR4	وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية 400GBASE-FR4 QSFP-DD 400G 1310nm 2km DOM LC SMF
QSFP-DD-400G-DR4	وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية 400GBASE-DR4 QSFP-DD 400G 1310nm 500m DOM MTP / MPO SMF
QSFP-DD-400G-LR4	وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية 400GBASE-LR4 OSFP-DD 400G 1310nm 10km DOM LC SMF
QSFP-DD-400G-ER4	وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية 400GBASE-ER4 QSFP-DD LC Duplex SMF 1310nm 40km
QSFP-DD-400G-ER8	وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية 400GBASE-ER8 QSFP-DD 400G 1310nm 40kmDOM LC SMF
QSFP-DD-400G-XDR4	وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية 400GBASE-XDR4 QSFP-DD PAM4 1310nm 2km DOM MTP / MPO-12 SMF
QSFP-DD-400G-LR8	وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية 400GBASE-LR8 QSFP-DD PAM4 1310nm 10km DOM Duplex LC SMF
QSFP-DD-400G-PLR4	وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية 4x100GBASE-LR OSFP-DD 1310nm 10km DOM MTP / MPO-12 SMF

في عصر قوة الحوسبة العالية ، تمتلك مراكز البيانات الضخمة طلبات متزايدة على النطاق الترددي. أصبحت وحدة الاتصالات الضوئية 400G الخيار الأفضل لتحسين أداء النظام وتقليل تكاليف النطاق الترددي. فايبر مول offمجموعة متكاملة من منتجات الوحدات الضوئية 400 جيجا تتراوح من 100 متر إلى 40 كيلومترًا ، مما يوفر حلاً كاملاً لشبكات مركز البيانات 100 جيجا / 400 جيجا وتوصيلات مركز البيانات للاستخدام في مجموعة متنوعة من سيناريوهات الشبكات ، بما في ذلك شبكات مراكز البيانات وشبكات الاستضافة المتكاملة الحضرية ، وشبكات النقل ذات السعة العالية والبعيدة.