تصنيف أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 800G

بدأ الإنتاج الضخم لأجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 800 جيجا هذا العام. بفضل انتشار تقنيات الذكاء الاصطناعي مثل ChatGPT ، ازداد طلب السوق على أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 800 جيجا. نقوم هنا بفرز معلومات أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 800G للرجوع إليها.

800G = 8 * 100G = 4 * 200G ، لذلك ، وفقًا لمعدل القناة الواحدة ، يمكن تقسيمها إلى فئتين ، وهما القناة الواحدة 100G و 200G. يظهر الهيكل المقابل في الشكل أدناه.
يمكن تنفيذ أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية أحادية القناة 100G بسرعة ، بينما تتمتع 200G بمتطلبات أعلى للأجهزة البصرية. نظرًا لأن الحد الأقصى للمعدل الحالي الذي تدعمه الواجهة الكهربائية هو 112 جيجابت في الثانية PAM4 ، في حالة قناة واحدة تبلغ 200 جيجابت ، فإن علبة التروس مطلوبة للتحويل.

8 × 100 جيجابت ، 2 × 200 جيجابت

في حالة الوضع المتعدد ، هناك معياران أساسيان لأجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 800 جيجا ، بما يتوافق مع الحالة التي تكون فيها مسافة الإرسال أقل من 100 متر.
1) 800 جرام SR8
يستخدم مخطط VCSEL ، الطول الموجي 850 نانومتر ومعدل القناة الواحدة 100 جيجابت في الثانية PAM4 ، والذي يتطلب 16 أليافًا. يمكن اعتبار هذا كنسخة مطورة من 400G SR4 ، مع تضاعف عدد القنوات. واجهته البصرية هي MPO-16 أو 2-row MPO-12 ، كما هو موضح في الشكل أدناه.

MPO-16 أو MPO-12 TWO ROW

2) 800 جرام SR4.2
يعتمد المخطط أطوال موجية 850 نانومتر / 910 نانومتر ونقل ثنائي الاتجاه ، باستخدام DeMux في الوحدة لتقسيم الأطوال الموجية. معدل القناة الواحدة هو 100 جيجابت في الثانية PAM4 ، والذي يتطلب 8 ألياف. بالمقارنة مع SR8 ، يتم تقليل عدد الألياف في هذا المحلول بمقدار النصف. يظهر مخطط الكتلة الخاص بها في الشكل أدناه:

800 جرام PAM4 CDR

تظهر واجهته البصرية في الشكل أدناه ، باستخدام واجهة MPO-12.

MPO-12 ثنائي ثنائي الاتجاه

في حالة الوضع الفردي ، هناك معايير مختلفة لأجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 800G ،
1) 800 جرام DR8 و 800 جرام 2xDR4 و 800 جرام PSM8
تتشابه البنية الداخلية لهذه المعايير الثلاثة ، بما في ذلك 8 Tx و 8 Rx ، بمعدل قناة واحدة يبلغ 100 جيجابت في الثانية ، وتتطلب 16 أليافًا.

هيكل جهاز الإرسال والاستقبال 800G-PSM8 / DR8 OSFP / QSFP-DD

مسافة النقل لـ PSM8 هي 100 متر ، ومسافة النقل DR8 و 2 * DR4 هي 500 متر. الواجهة الضوئية لـ 2xDR4 هي 2 MPO-12 ، كما هو موضح في الشكل أدناه ، يمكن ربطها بوحدات بصرية 400G DR4 لتسهيل ترقيات مركز البيانات. الواجهة الضوئية لـ PSM8 و DR8 هي MPO-16.

ثنائي MPO-12

2) 800 جرام 2xFR4 و 2 xLR4
الهياكل الداخلية لهذين المعيارين متشابهة ، بما في ذلك 4 أطوال موجية ، ومعدل القناة الواحدة 100 جيجابت في الثانية. يتم تقليل عدد الألياف من خلال Mux ، وهناك حاجة إلى 4 ألياف ، كما هو موضح في الشكل أدناه.

المزدوج 400G PAM CDR

هذان الحلان عبارة عن ترقيات لأجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 400G FR4 و LR4 ، باستخدام أطوال موجية CWDM4 تبلغ 1271/1291/1311/1331 نانومتر. يدعم 2xFR4 مسافة نقل تبلغ 2 كم ، ويدعم 2xLR4 مسافة نقل تبلغ 10 كم. تتبنى واجهته البصرية واجهة CS مزدوجة أو واجهة LC مزدوجة.

مزدوج CS ومزدوج LC مزدوج

3) 800 جرام FR4
يستخدم هذا المخطط أربعة أطوال موجية ، ومعدل القناة الواحدة هو 200 جيجابت في الثانية ، وهو ما يتطلب ألياف بصرية لدعم مسافة نقل تبلغ 2 كم ، كما هو موضح في الشكل أدناه.

800 جرام PAM4 إلى 400 جرام PAM4 علبة التروس ASIC

يستخدم واجهة ضوئية مزدوجة LC ، كما هو موضح في الشكل أدناه.

واجهة ضوئية LC مزدوجة

4) 800 جم FR8
يستخدم الحل 8 أطوال موجية ، ومعدل كل طول موجي 100 جيجابت في الثانية ، ويلزم وجود ألياف بصرية لدعم مسافة إرسال تبلغ 2 كم ، كما هو موضح في الشكل أدناه. قنوات الطول الموجي الثمانية 1271/1291/1311/1331/1351/1371/1391/1411 نانومتر على التوالي.

800 جرام FR8

يمكن لكل من QSFP-DD و OSFP دعم 800G ، والمقارنة بين الاثنين موضحة في الشكل أدناه. بالنسبة لـ 800 جهاز إرسال واستقبال بصري ، أجرى QSFP-DD بعض التحديثات الإضافية ، وهي QSFP-DD800.

QSFP-DD و OSFP

الاختلافات الرئيسية بين الاثنين هي:
1) الحجم: OSFP أكبر قليلاً في الحجم

مقارنة حجم QSFP-DD و OSFP

2) استهلاك الطاقة: استهلاك الطاقة لـ OSFP أعلى قليلاً من QSFP-DD.
3) التوافق: QSFP-DD متوافق تمامًا مع QSFP28 و QSFP + ، بينما OSFP غير متوافق.

حاليا يتم إنتاجها بكميات كبيرة في وضع واحد 800G أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية تعتمد بشكل أساسي حل EML. هل يمكن أن يجد حل السيليكون الضوئيات مكانًا في السوق؟ لا يزال غير معروف ، فهو يعتمد بشكل أساسي على التكلفة واستهلاك الطاقة. بالنسبة لحل 200G أحادي الطول الموجي ، فإن EML أو نيوبات الليثيوم ذو الأغشية الرقيقة هما طريقتان تقنيتان محتملتان.