400G QSFP-DD Transceiver في مركز البيانات: الأنواع ومخطط الأسلاك

مع التطور التدريجي لتكنولوجيا الإنترنت عبر الهاتف المحمول وتكنولوجيا الإنترنت ، سيتم تنفيذ المزيد والمزيد من الأعمال من خلال الحوسبة السحابية والبيانات الضخمة. كإعداد أساسي أساسي للحوسبة السحابية ، فإن قوة الحوسبة وقدرة تبادل البيانات الداخلية لمراكز البيانات تنمو أيضًا بشكل كبير مع احتياجات العملاء النهائيين. تتطلب مراكز بيانات الإنترنت نطاقًا تردديًا عاليًا وتكلفة شاملة منخفضة. لذلك ، ستصبح الوحدات الضوئية للإرسال المتوازي والكابلات الضوئية المنتهية مسبقًا متعددة النواة هي المنتجات الرئيسية للتوصيل البيني لمراكز بيانات 400G أو حتى 800G.

ما هي أنواع أجهزة الإرسال والاستقبال 400G؟

استخدمت أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 400G المبكرة تعديل NRZ ذي 16 قناة بسرعة 25 جيجابت في الثانية (مثل 400G-SR16) وتم تعبئتها في CDFP أو CFP8. ميزته هي أنه يمكنه استخدام تقنية 25G NRZ الناضجة على الوحدة البصرية 100G ، لكن عيبها هو أنه يجب إرسال 16 إشارة بالتوازي ، مع استهلاك كبير للطاقة وحجم ، وهو غير مناسب لتطبيقات مركز البيانات.

في منتجات جهاز الإرسال والاستقبال 400G الحالية ، يتم استخدام 8 قنوات 53 جيجابت في الثانية PAM4 (400G-SR8 ، FR8 ، LR8) أو 4 قنوات 106 جيجابت في الثانية PAM4 (400G-DR4 ، FR4 ، LR4) بشكل أساسي لتحقيق نقل إشارة 400G على جانب المنفذ البصري ، وتستخدم إشارات PAM8 الكهربائية ذات 53 قنوات بسرعة 4 جيجابت في الثانية على جانب المنفذ الكهربائي في شكل حزمة OSFP أو QSFP-DD.

يمكن أن توفر كل من حزم OSFP و QSFP-DD واجهات إشارة كهربائية ذات 8 قنوات. وبالمقارنة ، فإن حزمة QSFP-DD أصغر حجمًا (على غرار حزمة QSFP28 لوحدة بصرية 100G تقليدية) ، وهي أكثر ملاءمة لتطبيقات مركز البيانات. حجم حزمة OSFP أكبر قليلاً. إنه أكثر ملاءمة لتطبيقات الاتصالات لأنه سيستهلك المزيد من استهلاك الطاقة. وبالنسبة لعامل الشكل CFP8 ، يتطلب الليزر 16x25G ، لذلك يتمتع باستهلاك أعلى للطاقة وتكلفة أعلى وحجم كبير.

من حيث الطول الموجي البصري ، 400G جهاز الإرسال والاستقبال البصري يمكن تقسيمها إلى وضع متعدد (MM) ووضع فردي (SM) ؛ من حيث وضع تعديل الإشارة ، يتم تقسيمها إلى تعديل NRZ و PAM4 (بشكل رئيسي PAM4 في الوقت الحاضر) ؛ من حيث مسافة الإرسال ، يمكن تقسيم جهاز الإرسال والاستقبال 400G إلى SR و DR و FR و LR ؛ من حيث شكل التغليف ، يمكن تقسيم جهاز الإرسال والاستقبال 400G إلى CDFP ، CFP8 ، OSFP ، QSFP-DD ، إلخ.

يركز المحتوى التالي على شكل التغليف السائد لجهاز الإرسال والاستقبال 400G: 400 جرام QSFP-DD.

يعتمد QSFP-DD (رباعي الكثافة الصغيرة القابلة للتوصيل بعامل الشكل) واجهة كهربائية ذات 8 قنوات ، ومعدل كل قناة يصل إلى 25 جيجابت / ثانية (تعديل NRZ) أو 50 جيجابت / ثانية (تعديل PAM4). يمكن استخدامه لشبكة إيثرنت 200G و 400G. في الوقت الحالي ، هناك العديد من أنواع الوحدات الضوئية في حزمة QSFP-DD في سوق 400G ، بما في ذلك 400G SR8 و LR4 و FR4 و DR4 و XDR4 و FR8 و LR8 وأنواع أخرى يمكنها تلبية المتطلبات المختلفة لمركز البيانات .   

400G QSFP-DD مخطط الأسلاك جهاز الإرسال والاستقبال في 400G مركز البيانات

يجب تحقيق الاتصال البصري داخل مركز البيانات بمساعدة الوحدات الضوئية وموصلات الألياف الضوئية. من أجل التعامل مع نمو حركة البيانات ومراعاة وظائف التوسيع والترقية والنسخ الاحتياطي الأكثر مرونة ، بدأ الجيل الجديد من مراكز البيانات الكبيرة بشكل عام في اعتماد بنية شبكة حواف الأوراق ، مع المزيد من تبادل البيانات وقدرة الإنتاجية داخل مركز البيانات ، بالإضافة إلى هيكل شبكة أكثر انبساطًا.

بالنسبة للوحدات البصرية المترابطة في مركز البيانات ، يجب اختيار مخطط الوحدة البصرية المقابل من اعتبار التكلفة. بالنسبة لبعض خوادم TOR التي تتوافق مع بنية التلال لمركز البيانات إلى طبقة الأوراق ومن طبقة الورقة إلى طبقة العمود الفقري ، يجب استخدام الوحدات الضوئية متوسطة وطويلة المدى لتبادل البيانات. بالنسبة للوحدات البصرية متوسطة وطويلة المدى 400 جيجا ، هناك ثلاثة مخططات رئيسية ، 400 جرام DR4 ، 400 جرام FR4 ، 2x200 جرام FR4. 

• 400 جرام DR4: تستخدم هذه الوحدة تقنية تعديل 100G PAM4 مع ناقل حركة متوازي بصري رباعي القنوات ، لذا تتطلب الوحدة البصرية 4G QSFP-DD DR400 ألياف أحادية الوضع ذات 4 نوى. تتميز الوحدة البصرية 8G DR400 بمسافة نقل تبلغ 4 متر ، ويمكن للوحدة البصرية 500G DR400 + المطورة أن تدعم نقل 4 كم. الوحدة البصرية 2G QSFP-DD DR400 هي في الواقع وحدة بصرية 4x4G ، يمكن استخدام الوحدة البصرية 100G DR400 كاتصال من 4G إلى 400G من نقطة إلى نقطة أو فصلها إلى 400G إلى 400x4G. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لـ 100G DR400 تنفيذ شبكة أسلاك مرنة من 4G إلى 100G وفقًا لمتطلبات معدل المنفذ لمركز بيانات العميل ، مما يوفر مزيدًا من موارد النطاق الترددي للجهاز.

• 400 جم FR4:يختلف عن هيكل 400G DR4 ، يحتوي 400G QSFP-DD FR4 على مكونات تقسيم الطول الموجي البصري الداخلي ، باستخدام تقنية 100G PAM4 أيضًا. تستخدم الوحدة البصرية 400G FR4 أجهزة تقسيم الطول الموجي لمضاعفة الطول الموجي البصري لـ CWDM4 إلى ألياف أحادية الوضع للإرسال. لذلك ، لا تحتاج الوحدة البصرية 400G FR4 إلا إلى نوعين من الألياف أحادية الوضع. يدعم 400G FR4 الإرسال لمسافة 2 كم. لا يمكن استخدام الوحدة البصرية 400G FR4 إلا كوحدة بصرية 400G للاتصال من نقطة إلى نقطة ، وتحتوي على عناصر تقسيم الطول الموجي البصري ، وبالتالي فإن التكلفة الإجمالية للوحدة 400G FR4 أعلى من 400G DR4. علاوة على ذلك ، نظرًا لأنه لا يمكن استخدامه إلا كاتصال 400G من نقطة إلى نقطة ولا يحتوي على اتصال مرن ، فمن الأنسب استخدامه فقط في بعض السيناريوهات التي تتطلب منافذ عالية السرعة.

• 2x200 جرام FR4:تحتوي هذه الوحدة الضوئية على مجموعتين من الوحدات البصرية 200G CWDM4 2 كم بالداخل ، لذلك في جوهرها ، الوحدة البصرية 2x200G FR4 هي وظيفيًا وحدة بصرية 200G. يستخدم 2x200G FR4 تقنية تعديل 50G PAM4 ، ولا تختلف متطلبات الجهاز كثيرًا عن تلك الخاصة بالوحدات البصرية 100G. لذلك ، عندما لا تكون سلسلة صناعة الرقائق الضوئية وسلسلة صناعة الرقائق الكهربائية ناضجة بدرجة كافية ويحتاج العملاء النهائيون إلى ترقية منفذ الشبكة ، فإن 2x200G FR4 يعد مخطط انتقال أفضل.

بالإضافة إلى ذلك ، من المهم أيضًا استخدام موصل الألياف الضوئية الصحيح في مركز البيانات. يجب أن يتطابق موصل الألياف الضوئية مع الوحدة الضوئية. يجب تطبيق وصلة الألياف الضوئية MPO / MTP-8F على مخطط توصيل SR4 / DR4 ، ويجب تطبيق وصلة الألياف الضوئية MPO / MTP-16F على مخطط توصيل 400G QSFP-DD SR8. في الوقت الحالي ، تتضمن واجهة الألياف الضوئية 400 جيجا مع التعرف العالي على السوق 400 جيجا بايت-SR4.2 ، و 400 جيجا بايت- DR4 ، و 400 جيجا بايت-SR8.     

مخطط الأسلاك المحدد هو كما يلي:

• QSFP-DD 400G DR4 إلى 400G مخطط اتصال DR4: يتم نشر كابل بصري جذعي MPO / MTP مُنتهي مسبقًا بين محولين 400G ، ويتم نشر وصلة ألياف بصرية MPO / MTP ثمانية النواة في نهاية التبديل 8G لتوصيل الوحدة البصرية 400G DR400 ، وتوزيع الألياف الضوئية عالي الكثافة مربع (بما في ذلك محول MPO) بين الكبل البصري الجذع المنتهي مسبقًا ووصلة الألياف الضوئية للإدارة.

• QSFP-DD 400G من 8 إلى 400 ريال سعوديG مخطط اتصال SR8: يتم نشر كبل بصري جذعي MPO / MTP مُنتهي مسبقًا بين محولين 400G ، ويتم نشر وصلة ألياف بصرية MPO / MTP ذات 16 نواة عند طرف التبديل 400G للاتصال 400G SR8 يتم نشر الوحدة النمطية الضوئية وصندوق توزيع الألياف الضوئية عالي الكثافة (بما في ذلك محول MPO) بين الكبل البصري الجذع المنتهي مسبقًا ووصلة الألياف الضوئية للإدارة.  

• QSFP-DD 400G من 8 إلى 200 ريال سعوديG QSFP56 SR4 مخطط التوصيل: يتم نشر كابل بصري أساسي مُنتهي مسبقًا MPO / MTP بين محولين ، يتم نشر وصلة ألياف بصرية MPO-16 * MPO / MTP ذات 2 نواة عند نهاية التبديل 400G لتوصيل جهاز الإرسال والاستقبال 400G ، والألياف البصرية MPO / MTP 8 نواة يتم نشر وصلة المرور في نهاية التبديل 200G ، ويتم نشر صندوق توزيع الألياف الضوئية عالي الكثافة (بما في ذلك محول MPO) بين الكابلات البصرية الجذعية التي تم إنهاؤها مسبقًا ووصلات الألياف الضوئية للإدارة.

نبذة عامة

في الوقت الحالي ، بدأت مراكز البيانات الضخمة في العالم بنشر 400 جيجابت إيثرنت في عام 2020. ومن المتوقع أن تدخل 400 جيجابت إيثرنت مرحلة النشر على نطاق واسع في عام 2022. تتطور تطبيقات مراكز البيانات والشبكات وأجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية بسرعة اليوم . سيختلف وقت تخطيط الترقية لكل مركز بيانات وفقًا للمتطلبات الفنية والميزانية والحجم وأولويات العمل. يمكن أن يوفر لك FiberMall مجموعة كاملة من منتجات الوحدات الضوئية 400G QSFP-DD بما في ذلك 400G DR4 و 400G SR8 و 400G FR4 و 400G LR4 و 400G LR8 وما إلى ذلك ، لمساعدتك على تحقيق التحول والتحديث لمركز البيانات بشكل أسرع وأفضل .