Optischer 400G-Transceiver: der Mainstream des zukünftigen Rechenzentrums

Der optische 400G-Transceiver ist ein optisches Modulprodukt mit einer Übertragungsrate von 400 Gbit / s, das derzeit ein fortschrittliches Produkt auf dem Gebiet der Hochgeschwindigkeitsübertragung ist. Der aktuelle Mainstream-Pakettyp ist QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density), der in Hochleistungsrechenzentren, Kommunikationsnetzwerken, Großrechnern, Cloud-Computing und anderen Bereichen weit verbreitet ist.

Warum 400G Massenakzeptanz gewinnt

An erster Stelle steht die steigende Nachfrage. Offene Innovationsplattformen, künstliche Intelligenz (KI), maschinelles Lernen und Cloud-Speicher haben zusammen ein exponentielles Wachstum des Datenverkehrs vorangetrieben. Da große Rechenzentren auf schnellere und skalierbarere Infrastrukturen umstellen, ist eine Konnektivität mit hoher Kapazität unerlässlich, um mit der wachsenden Zahl von Benutzern, Geräten und Anwendungen Schritt zu halten. Das 100G-Netz ist der Nachfrage nach Anwendungen entwachsen, und das 400G-Netz ist entstanden.

Wachstum des Netzwerkverkehrs

Die zweite ist die Kostensenkung. Gordon Moore, der Mitbegründer von Intel, entwickelte das Mooresche Gesetz, das voraussagt, dass sich die Anzahl der Transistoren, die in einen integrierten Schaltkreis passen, alle 18 Monate verdoppelt, was den Erfolg der Halbleiterindustrie seit mehr als einem halben Jahrhundert untermauert. „Moore's Law in optics“ existiert auch im Bereich der Optoelektronik. Optische Nahbereichsmodule werden etwa alle vier Jahre um eine Generation weiterentwickelt, wodurch die Bitkosten und der Stromverbrauch halbiert werden. Derzeit ist die 400G-Technologie sehr ausgereift, wodurch die Beschaffungskosten für Kunden sowie die Betriebs- und Wartungskosten erheblich gesenkt werden können.

Moores Gesetz in der Optik

Warum sollten Sie sich für das QSFP-DD-Paket entscheiden?

Um höhere Raten zu erreichen, verwenden optische Module im Allgemeinen drei Möglichkeiten: Erhöhen der optischen Geräterate (höhere Baudrate), Erhöhen der Anzahl der Kanäle (mehrspurig) und Anwenden einer Modulationstechnologie höherer Ordnung, um die Übertragungskosten pro Bit zu reduzieren . 400G-Module haben einen relativ klaren technischen Weg: 8*50G-PAM4-Signale werden verwendet, um die 400G-Übertragung zu vervollständigen, aber in der frühen Phase der Modulverpackungsstandards hat sich eine Vielzahl von Optionen herauskristallisiert: CFP8, OSFP, und QSFP-DD: CFP8, OSFP und QSFP-DD, unter denen QSFP-DD den 400G-Markt mit höherer Dichte, geringerem Stromverbrauch und besserer Ökologie besetzt hat.

Der technische Weg der optischen Module zur Steigerung der Rate

Was sind die Hauptmodelle von Optische 400G-Transceiver

400G SR8-Transceiver

Die optischen 400G-SR8-Module von FiberMall entsprechen dem Standardprotokoll IEEE 802.3cm und erfüllen die Anforderungen von 70 m OM3- und 100 m OM4/OM5-Übertragungsverbindungen. Das Modul verwendet eine standardmäßige Multimode-MPO-Schnittstelle mit 16 Kernen und besteht aus einer optischen Transceiver-Komponente, einem VCSEL-Treiber, einem Transimpedanzverstärker (TIA), einem PAM4-Service-Chip (oDSP), einem Controller und sechs weiteren Komponenten. Jede optische und elektrische 8-Kanal-Komponente auf der Transceiver-Seite ist durch ein kompaktes technisches Design in einem QSFP-DD-Gehäuse untergebracht.

Blockdiagramm des optischen 400G-SR8-Moduls

Das optische Modul 400GE-SR8 verfügt über 8 Kanäle, die jeweils 53.125-Gbit/s-Signale mit PAM4-Modulation höherer Ordnung übertragen, und der oDSP im Inneren des Moduls führt Taktwiederherstellungs- sowie Signalformungs- und Konditionierungsfunktionen durch.

Optisches Modul 400G DR4, 400G DR4+ und 400G FR4

Die optischen Module 400GE-DR4, DR4+ und FR4 von FiberMall erfüllen die Standardprotokolle IEEE 802.3bs und 802.3cu mit plattformbasierten Hardware-Designlösungen, um die Anforderungen für Übertragungsstrecken von 500 m bzw. 2 km zu erfüllen. 400G DR4, DR4+ und 400G FR4 optische Module sind im Blockdiagramm unten dargestellt. Das 400GE-DR4/DR4+-Modul verwendet einen standardmäßigen 12-adrigen MPO-Anschluss, und das 400G FR4-Modul verwendet einen standardmäßigen dualen LC-Anschluss. Das Modul besteht hauptsächlich aus optischen Komponenten für Transceiver und Sender, EML-Treiber, Transimpedanzverstärker (TIA), PAM4-Service-Chip (oDSP), Controller und anderen sechs Teilen. Das Moduldesign verwendet eine vollständige Palette unabhängig entwickelter zugrunde liegender Komponenten und deckt eine vertikal integrierte End-to-End-Lösung vom optischen Chip (EML, PD) bis zum elektrischen Chip (Treiber, TIA, oDSP) ab.

Blockdiagramm des optischen Moduls 400G DR4 und 400G DR4+

Die optischen Transceiver 400G DR4, DR4+ und 400G FR4 verfügen über insgesamt 4 Kanäle mit optischen Signalen, die jeweils 106.25-Gbit/s-Signale übertragen. Das elektrische Signal hat 8 Kanäle, jeder Kanal überträgt ein Signal von 53.125 Gbps. Sowohl die optischen als auch die elektrischen Signale werden durch PAM4-Modulation höherer Ordnung moduliert, und die Ratenwandlung wird durch den internen oDSP des Moduls realisiert, der gleichzeitig Taktrückgewinnung sowie Signalverstärkungs- und Konditionierungsfunktionen durchführt. Darüber hinaus ist das optische Modul 400GE-DR4/DR4+ für parallele Lichtausgabe ausgelegt, und das optische 4-Kanal-Signal nimmt das gleiche Wellenlängendesign an; Das optische 400GE-FR4-Modul ist für kombinierte Wellenlängen ausgelegt, und das optische 4-Kanal-Signal nimmt unterschiedliche Wellenlängen an und wird vom optischen Anschluss ausgegeben, nachdem der optische Wellenlängenmultiplexer ein optisches 1-Kanal-Signal synthetisiert hat. Im Vergleich zu 100GE-CWDM4 und 100GE-PSM4 können 400GE-DR4/DR4+ und FR4 höhere Systemübertragungsraten erreichen, indem sie die Übertragungsrate optischer und elektrischer Einkanalsignale und gleichzeitig die Anzahl der elektrischen Kanäle erhöhen.

Blockdiagramm des optischen Moduls 400G FR4

Optische Transceiver-Module 400G LR8 und 400G ER8

Das 400G LR8/ER8/ER8 Lite-Modul besteht aus TOSA, ROSA, EML-Treiber, PAM4-Service-Chip (oDSP) und Controller. Das Blockdiagramm des Systems ist unten dargestellt. Der Modulanschluss empfängt acht parallele elektrische PAM53.125-Signale mit 4 Gbit/s von der Platine. Nach der adaptiven Verarbeitung des digitalen Signalverarbeitungschips (oDSP) im optischen Modul verstärkte der Treiber den 8-Kanal-Halbleiterlaser (TOSA), der 8-Kanal-Halbleiterlaser gab stabile Lasersignale aus und dann durch den kombinierten MUX-Wellenausgang , um eine elektrisch-optische Umwandlung mit 8 Kanälen zu erreichen.

Blockdiagramm der optischen Module 400G LR8 und 400G ER8

Optischer FiberMall 400G-Transceiver

FiberMall ist ein führender Anbieter von optischen Netzwerklösungen in China mit branchenführenden F&E-, Fertigungs- und technischen Servicekapazitäten. Bieten Sie Benutzern weiterhin innovative, effiziente und zuverlässige Produkte, Lösungen und Dienste für optische Netzwerke.

Produkt-Modell	Beschreibung
QSFP-DD-400G-SR8	400GBASE-SR8 QSFP-DD optische Transceiver-Module 400G 850nm 100m DOM MPO/MTP MMF
QSFP-DD-400G-FR4	400GBASE-FR4 QSFP-DD optische Transceiver-Module 400G 1310nm 2km DOM LC SMF
QSFP-DD-400G-DR4	400GBASE-DR4 QSFP-DD optische Transceiver-Module 400G 1310nm 500m DOM MTP/MPO SMF
QSFP-DD-400G-LR4	400GBASE-LR4 OSFP-DD optische Transceiver-Module 400G 1310nm 10km DOM LC SMF
QSFP-DD-400G-ER4	400GBASE-ER4 QSFP-DD optische Transceiver-Module LC Duplex SMF 1310nm 40km
QSFP-DD-400G-ER8	400GBASE-ER8 QSFP-DD optische Transceiver-Module 400G 1310nm 40kmDOM LC SMF
QSFP-DD-400G-XDR4	400GBASE-XDR4 QSFP-DD optische Transceiver-Module PAM4 1310nm 2km DOM MTP/MPO-12 SMF
QSFP-DD-400G-LR8	400GBASE-LR8 QSFP-DD optische Transceiver-Module PAM4 1310 nm 10 km DOM Duplex LC SMF
QSFP-DD-400G-PLR4	4x100GBASE-LR OSFP-DD optische Transceiver-Module 1310nm 10km DOM MTP/MPO-12 SMF

Im Zeitalter hoher Rechenleistung haben ultragroße Rechenzentren einen steigenden Bedarf an Bandbreite. Das optische 400G-Kommunikationsmodul ist zur besten Wahl geworden, um die Systemleistung zu verbessern und die Bandbreitenkosten zu senken. FiberMall offbietet eine vollständige Produktlinie von 400G-Optikmodulprodukten von 100 m bis 40 km und bietet eine Komplettlösung für 100G/400G-Netzwerke von Rechenzentren und Rechenzentrumsverbindungen für den Einsatz in einer Vielzahl von Netzwerkszenarien, einschließlich Rechenzentrumsnetzwerken, integrierten Hosting-Netzwerken in Großstädten, und Hochleistungs- und Fernübertragungsnetze.