توقعات لأجهزة الإرسال والاستقبال 800G في مراكز البيانات

مع التقدم في التقنيات الأساسية مثل شبكات 5G ووسائط التخزين وقوة الحوسبة ، تستعد مراكز البيانات لتحقيق مستويات غير مسبوقة من الإنتاجية. الشركات الكبيرة ، خاصة تلك العاملة في صناعة الإنترنت ، لديها طلب متزايد على Ethernet بسرعات عالية ونطاق ترددي كبير وزمن انتقال منخفض واستهلاك منخفض للطاقة.

طورت شركة Cisco ، وهي شركة رائدة في الصناعة ، أول محول لمركز البيانات 800G ، والذي تم offصدر رسميا. بعد إجراء سلسلة من الاختبارات ، بما في ذلك إعادة توجيه معدل الخط بنسبة 100٪ والتحقق من تدفق حركة المرور ، أظهرت النتائج أن هذا المفتاح قابل للتكيف بدرجة كبيرة مع شرائح التحويل عالية السعة والواجهات عالية السرعة وحلول التوصيل البيني عالية السعة. بحسب ال توقعات مركز بيانات تبديل إيثرنت لمدة 5 سنوات تقرير نشرته شركة الأبحاث الشهيرة Dell'Oro Group ، من المتوقع أن يقترب معدل النمو السنوي المركب لسوق تبديل إيثرنت لمركز البيانات العالمي من رقمين من 2021 إلى 2026. ومن المتوقع أن يصل الإنفاق التراكمي في هذا المجال إلى ما يقرب من 100 دولار مليار دولار على مدى السنوات الخمس المقبلة. ستشكل 400 جيجابت في الثانية والسرعات الأعلى نصف حصة السوق ، مع تجاوز 800 جيجابت في الثانية 400 جيجابت في الثانية بحلول عام 2025. سيؤدي هذا الاختراق في السعة إلى دخول الصناعة إلى عصر أجهزة الإرسال والاستقبال 800 جيجابت في مراكز البيانات.

بصريات تقليدية استقبال

الوحدة البصرية التقليدية هي جهاز يقوم بتجميع المكونات المنفصلة مثل رقائق أشباه الموصلات III-V والرقائق الكهربائية والمكونات البصرية. يعدل ويستقبل بشكل أساسي الإشارات الضوئية لتحقيق التحويل الإلكتروني البصري. في المقابل ، تستخدم تقنية الضوئيات السيليكونية أشعة الليزر بدلاً من الإشارات الإلكترونية لنقل البيانات. تدمج الضوئيات السيليكونية الأجهزة البصرية والمكونات الإلكترونية في شريحة ميكروية واحدة مستقلة ، مما يتيح التكامل العميق لمعالجة الإشارات الضوئية ومعالجة الإشارات الكهربائية. ينتقل هذا التحول من "التوصيل البيني الكهربائي" للوحدات الضوئية التقليدية إلى "التوصيل البيني البصري" الحقيقي.

مزايا السليكون الضوئيات جهاز الإرسال والاستقبالs

تكامل الضوئيات السيليكونية offالعديد من المزايا ، بما في ذلك النطاق الترددي العالي ، وانخفاض استهلاك الطاقة ، وكثافة التكامل العالية. ومع ذلك ، فإن أهم ميزة هي فعاليتها من حيث التكلفة. في وحدة البصريات النموذجية ، تبلغ تكلفة الشريحة الضوئية حوالي 40٪ ، وتبلغ تكلفة الليزر حوالي 20٪. إذا كان من الممكن تخفيض تكلفة الليزر ، التي تمثل 75٪ من التكلفة ، فقد يؤدي ذلك إلى انخفاض بنسبة 15٪ في التكلفة الإجمالية لوحدة البصريات. مع اعتماد تقنية فوتونات السيليكون في الوحدة النمطية ، ستشهد تكلفة الرقاقة أيضًا انخفاضًا كبيرًا بسبب التكامل العالي للمعدلات والمسارات الضوئية السلبية على الشريحة. نظرًا لتطور وحدات البصريات نحو أجهزة الإرسال والاستقبال 400G و 800G ، فإن التكلفة والمزايا التكنولوجية لـ وحدات فوتونات السيليكون ستصبح أكثر بروزًا بشكل تدريجي.

معيار 800GBASE-R

يقدم أحدث معيار 800GBASE-R تعديلات على إطار عمل منطق 400GbE الحالي من أجل توزيع البيانات عبر 8 قنوات فعلية تعمل بسرعة 106 جيجابت في الثانية لكل منها. هذا يعني ، من الناحية الفنية ، أن معدل الإرسال أسرع من أجهزة الإرسال والاستقبال 800G. الهدف الرئيسي من هذا المعيار الجديد هو تحقيق متطلبات السرعة القصوى بأقل تكلفة. بالمقارنة مع معيار 400G ، يتضمن معيار 800G اثنين من المواصفات الجديدة: التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) والطبقة الفرعية للترميز المادي (PCS). استنادًا إلى معيار أجهزة الإرسال والاستقبال 800G ، يوجد حاليًا نوعان رئيسيان من الوحدات الضوئية في السوق:

• 800 جرام-ريال 8: هذه وحدة بصرية 8x100G مصممة للتطبيقات قصيرة المدى (SR). إنه يستخدم حل الألياف أحادي الوضع ويمكنه تحقيق مسافات ربط تتراوح من 60 إلى 100 متر.
• 800G-FR4: هذه الوحدة من النوع 4x200G وتتطلب آلية جديدة لتصحيح الخطأ الأمامي (FEC).

مخططات نموذج إيثرنت لقنوات ومعدلات نقل 25G-800G

1.6T إيثرنت

مع تزايد الطلب على التطبيقات كثيفة البيانات وسعي المستخدمين المستمر للسرعة ، تبتكر السوق والتكنولوجيا باستمرار ، وقريبًا ستكون هناك معايير صناعية لمعدل بيانات إيثرنت 1.6T. في البحث عن تقنية 1.6T Ethernet ، هناك عدة نقاط يجب ملاحظتها من منظور تقني. أولاً ، من المهم ضمان الأداء الأمثل عند دمج PMA (MAC ، PCS ، والمرفق المادي المتوسط). ثانيًا ، يجب مراعاة التوافق مع الطبقات الفرعية من بائعين مختلفين لتجنب أي تأثير على قابلية التشغيل البيني. ثالثًا ، سيكون هناك تكوينات متعددة لـ 1.6T Ethernet ، واختيار مخطط التكوين الأنسب الذي يتوافق مع احتياجات الأغلبية أمر بالغ الأهمية. في البداية ، سيعتمد تصميم 1.6T على 100G SerDes ، مما يتطلب من أجهزة الكمبيوتر الشخصية دعم 16 قناة. مع تطور معيار 200G SerDes ، ستحتاج PCS إلى دعم PAM4 أو PAM6 SerDes. على الرغم من أن معايير 1.6T Ethernet لم يتم الانتهاء منها بعد ، فمن الواضح أن إدارة كميات هائلة من البيانات وتحسين الاتصالات تتطلب بعض الإبداع الهندسي.

توقعات معدل ارتباط إيثرنت

وفي الختام

إلى جانب الزيادة في حركة الإنترنت والنمو السريع في عرض النطاق الترددي ، أصبحت مسألة استهلاك الطاقة في مراكز البيانات أكثر بروزًا. ستصبح مراكز البيانات الموفرة للطاقة والصديقة للبيئة اتجاهًا حتمًا. سيكون تحقيق التوازن وتحقيق اختراقات بين الأداء العالي والاستهلاك المنخفض للطاقة تحديًا. كما أن تلبية الطلب على مراكز البيانات الخضراء ومنخفضة الكربون والفعالة وعالية السرعة والفعالة من حيث التكلفة ستشكل تحديًا أيضًا. علاوة على ذلك ، مع الاعتماد الواسع لأجهزة الإرسال والاستقبال 800G وتطوير 1.6T ، بالإضافة إلى التكرار التكنولوجي للوحدات والمفاتيح الضوئية ، إذا أخطأ المستخدمون في تقدير وقت الانتقال ، فقد يؤدي ذلك إلى اختلافات كبيرة في التكلفة وصعوبات كبيرة للمستخدمين. كشركة مصنعة رائدة ، يمكن لـ FiberMall مساعدتك في نشر حلول مخصصة. لقد نجحنا في تطوير وإطلاق سلسلة من حلول أنظمة الكابلات لمراكز البيانات ، والتي يمكن أن توفر للعملاء الحلول التي تلبي التيار 400غ التطبيقات مع الأخذ في الاعتبار إجراء ترقيات سلسة وفعالة من حيث التكلفة لشبكات 800G في المستقبل.