Den optischen Flat-Top-OSFP-Transceiver verstehen: Kompatibilität, Funktionen und Anwendungsfälle

Mit den rasanten technologischen Veränderungen sind Rechenzentren und Netzwerke gefordert, die Verbindungsgeschwindigkeit zu erhöhen und gleichzeitig eine reibungslose Leistung zu gewährleisten. Zu diesen Fortschritten gehört das Flat-Top-OSFP Dabei handelt es sich um einen Octal Small-Form Factor Pluggable Optical Transceiver. Er ist die Antwort auf den steigenden Bedarf an Bandbreite und Effizienz. In diesem Dokument werden die relevanten Eigenschaften und Vorteile des Flat-Top OSFP-Transceivers erläutert, einschließlich seiner Verwendung in vorhandenen Netzwerken, technischen Spezifikationen und seiner Bereitstellung in verschiedenen Anwendungen. Dies hilft Netzwerkingenieuren und Entscheidungsträgern bei der Entscheidungsfindung hinsichtlich der Bereitstellung von moderne optische Geräte innerhalb der Netzwerke.

Was sind die Hauptmerkmale von Flat-Top-OSFP?

Der optische Flat-Top OSFP-Transceiver bietet besondere Funktionen, die den aktuellen Netzwerkanforderungen gerecht werden. Er unterstützt Datenraten von bis zu 400 Gbit/s und ist damit ideal für Anwendungen mit hohem Bandbreitenbedarf. Seine Größe macht die Integration in dichte Netzwerke einfach. Hinzu kommt das Hot-Swap-Design, sodass es während der Wartung oder Überholung des Geräts praktisch zu keiner Unterbrechung der Netzwerkdienste kommt. Der Transceiver arbeitet mit verschiedenen Protokollen und verfügt über eine erweiterte Reichweite für die Unterstützung großer Entfernungen. Das energieeffiziente Design des Geräts trägt dazu bei, die Stromlast zu senken, um die Nachhaltigkeitsziele des Unternehmens zu erreichen. Diese kombinierten Funktionen ermöglichen es dem Flat-Top OSFP, als grundlegendes Element in zukünftigen Ansätzen zur Netzwerkinfrastrukturarchitektur angesehen zu werden.

Wie verbessert das Flat-Top-Design die Leistung?

Die Form des OSFP, bekannt als Flat-Top, soll die Gesamtleistung des Geräts verbessern, da die Signalqualität über alle Datenkanäle hinweg einheitlich und zuverlässig ist. Mit einem Flat-Top hat das Signal immer die gleiche spektrale Querschnittsform, wodurch Verzerrungen und Signalverluste während der Übertragung reduziert werden, was eine grundlegende Voraussetzung für die Übertragung mit hoher Datenrate ist. Diese Eigenschaft erhöht das SNR-Verhältnis des Signals und sorgt auch dafür, dass die Bandbreite effizienter genutzt wird, was sehr wichtig ist, um die Geschwindigkeit sicherzustellen, mit der Daten über weite Strecken übertragen werden. Darüber hinaus hilft die Flat-Top-Form des Transceivers dem Gerät, den Auswirkungen der Dispersion entgegenzuwirken, was zu einer besseren Übertragungsqualität führt und die Robustheit des Netzwerks erhöht.

Welche Rolle spielt die optische Technologie?

Die optische Technologie bietet eine neue Dimension in der Entwicklung und Bereitstellung schneller Kommunikationsnetzwerke. Dies liegt daran, dass optische Systeme Licht statt Kupferdrähte zur Informationsübertragung verwenden, was die Vorgänge erheblich beschleunigt und viel weniger Aufwand erfordert. Ein weiteres wichtiges Merkmal der optischen Technologie ist die Fähigkeit, große Datenmengen ohne große Verluste über große Entfernungen zu übertragen, was nicht nur eine Voraussetzung ist für moderne Rechenzentren sondern auch für moderne Telekommunikationssysteme. Informationen aus verschiedenen Branchenquellen zeigen, dass Glasfasern ohne Verstärker Informationen über Entfernungen von bis zu 60 km übertragen können und so flächeneffiziente Netzwerke auf hohem Niveau ermöglichen. Außerdem verwenden optische Geräte wie der Flat-Top-OSFP-Transceiver Wellenlängenmultiplex (WDM), um die Datenmenge zu erhöhen, die über eine bestimmte Glasfaser gesendet werden kann, indem mehrere Datenströme durch diese integrierte Faser geleitet werden. Dies dient nicht nur der Erhöhung der Datenkapazität des Netzwerks, sondern verbessert auch Eigenschaften wie Netzwerkskalierbarkeit und -flexibilität, um den steigenden Anforderungen gerecht zu werden, insbesondere bei bandbreitenintensiven Diensten.

Vergleich von 800G OSFP und 400G OSFP

Die Welt entwickelt sich weiter und die Weiterentwicklung von Telekommunikationsnetzen erfordert Transceiver mit höheren Datenraten und Messreichweiten. Die 800G OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable) und 400G OSFP Transceiver integrieren diese herausragenden Funktionen und eignen sich sowohl für die Datenübertragung über kurze als auch lange Distanzen. Nachfolgend finden Sie einen direkten Vergleich der beiden Transceivertypen hinsichtlich ihrer Datenspezifikationen:

Datenrate

• 800G OSFP: Bandbreitenkapazität von 800 Gbit/s, die für Anwendungen mit Massendatentransport ausreichend ist, insbesondere in komplexeren Rechenzentren.
• 400G OSFP: Bandbreitenkapazität von 400 Gbit/s, die die grundlegenden Verbindungsanforderungen für Anwendungen erfüllt, die eine hohe Datenübertragung erfordern, jedoch bei einer niedrigeren Datenrate.

Energieverbrauch

• 800G OSFP: Der durchschnittliche Leistungsbedarf liegt zwischen 16 W und 20 W. Dies macht deutlich, dass das OSFP aufgrund seiner höheren Datenbandbreite viel Energie verbraucht.
• 400G OSFP: Der Stromverbrauch liegt zwischen 12 und 15 W und ist daher für Anwendungen geeignet, bei denen die Datenanforderungen nicht zu hoch sind.

Distanzfähigkeit

• 800 G OSFP: Je nach Modultyp und Anwendungsfall erfolgt die Übertragung in einer Reichweite von einhundert Metern bis zehn Kilometern.
• 400G OSFP: Die entfernungsabhängige Datenübertragung eignet sich für mittlere bis große Reichweiten über Rechenzentrumsverbindungen eines einzelnen Geräts.

Kanäle und Modulation 

• 800G OSFP: Hier kommt die Pulsamplitudenmodulation (PAM4) zum Einsatz, die 8 Kanäle für eine effektive Datenübertragung über das Netzwerk nutzt.
• 400G OSFP: Es verwendet PAM4 und multiplext seine vier Kanäle, allerdings mit einer geringeren Aggregation der Datenströme.

Physisches Design:

• 800G OSFP: Einheitlicher Formfaktor, um über entsprechende Schnittstellen die Abwärtskompatibilität mit vorhandener Netzwerkausrüstung sicherzustellen und gleichzeitig die von leistungsstärkeren Modulen erzeugte überschüssige Wärme abzuleiten.
• 400G OSFP: Ein fortschrittlicher Formfaktor, der dafür ausgelegt ist, vorhandene Strukturen zu überspannen und gleichzeitig minimale Störungen während der Aktualisierung sicherzustellen.

Solche Spezifikationen unterstreichen die Fortschritte, die von den 400G- bis zu den 800G-OSFP-Transceivern erzielt wurden, wobei der Schwerpunkt auf einer verbesserten Datenrate und Skalierbarkeit liegt, was nützlich ist, um Netzwerkinvestitionen vor einem zukünftigen Wachstum des Datenvolumens zu schützen.

Wie funktioniert Direct Attach mit OSFP?

Welche Vorteile bietet die direkte Anbringung von Kupfer?

Die direkte Verbindung von OSFP-Modulen mit Kupferkabeln bietet mehrere Vorteile. Zunächst einmal ist die Latenzzeit viel geringer als bei optischen Alternativen, da Kupfer bei Verbindungen über kurze Distanzen eine viel höhere Geschwindigkeit ermöglicht. Außerdem ist Kupfer billig; dies ermöglicht kostengünstige Verbindungslösungen für die Verbindung verdichteter und leistungsstarker Rechenzentren. Die robuste physikalische Beschaffenheit von Kupferkabeln sorgt für starke Verbindungen, die verschiedenen mechanischen und umweltbedingten Belastungen standhalten können. Darüber hinaus erleichtert die Plug-and-Play-Funktion von Kupfer den Installationsprozess und reduziert den Zeit- und Unterbrechungsaufwand für die Einrichtung, was es ideal für die Weiterentwicklung von Netzwerkräumen macht.

Worin unterscheiden sich DAC- und AOC-Kabel?

Aktive optische Kabel (AOC) und Direct Attach Copper (DAC) werden beide häufig für die Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikation verwendet, haben jedoch unterschiedliche Funktionen und Anwendungen. Aufgrund ihres geringen Stromverbrauchs und ihrer wirtschaftlichen Effizienz werden DACs am häufigsten über kurze Strecken eingesetzt, normalerweise in Racks. Sie verwenden Kupferleiter anstelle von isolierten Drähten, wodurch sie elektrische Signale transportieren und gleichzeitig bequeme und sofortige Verbindungen ohne Verzögerung bereitstellen können, was eine zuverlässige Leistung in Umgebungen mit geringer Latenz garantiert.

AOC-Kabel hingegen sind speziell für Verbindungen über größere Entfernungen ausgelegt und übertragen die Informationen in Form von elektrischen Signalen durch Licht mithilfe von Glasfasern. Die Kombination aus elektrischen Übertragungsfunktionen und optischer Signalübertragung ermöglicht es ihnen, Daten über mehrere Meter zu übertragen und übertrifft damit die Entfernungen, die DACs ermöglichen. Normalerweise sind AOCs leicht und haben eine größere Bandbreite, wodurch sie sich für große Datensysteme eignen, die eine hohe Leistung erfordern. Der Nachteil ist, dass sie aufgrund der Verwendung einer elektrooptischen Umwandlung einen höheren Stromverbrauch haben und im Allgemeinen teurer sind als DACs. Daher wird die Entscheidung, ob ein DAC oder ein AOC verwendet wird, durch die physische Entfernung, die Übertragungsgeschwindigkeit und bestimmte Systemkriterien des Rechenzentrums bestimmt.

Erkunden von Direktanschlussoptionen für Rechenzentren

Da ich nicht in der Lage bin, Inhalte von den bekanntesten Websites in Echtzeit zu extrahieren, kann ich einen direkten Vergleich anhand herausragender technischer Unterschiede anstellen, die von den meisten Websites normalerweise hervorgehoben werden. Wie bei jeder anderen Technologie muss man bei der Untersuchung von Direktanschlussmodi für Rechenzentren die Anforderungen der Anwendung in Bezug auf Entfernung und Leistungsniveau berücksichtigen. Die vollständige Abschaltung von Rechenzentren wurde als Ansatz gesehen, um Eigentümern, Benutzern und Managern von Rechenzentren einige Kosten für Direktanschlusskupfer zu ersparen. Der Rest wird als Langstreckenverbindung bezeichnet, zu der aktive Kupfer- und Glasfaserkabel gehören. Die meisten AOCs bieten Kontroll- und Regelungsmechanismen für eine effektive Bandbreite über größere Entfernungen, obwohl sie für viele Anwendungen unzureichend sind. Sie eignen sich besser für Anwendungen, die höhere Kanalgeschwindigkeiten und größere Entfernungen erfordern, allerdings zu höheren Kosten und einem höheren Stromverbrauch. Die Auswahl zwischen diesen Kabeln erfolgt anhand einer Kombination aus Kostenbeschränkungen und den grundlegenden Anforderungen der Anwendung, zu denen Reichweite, Informationsvolumen und Größe des Netzwerks gehören.

Warum sind optische Transceiver so unverzichtbar?

Wie unterstützen Transceivermodule die Netzwerkkonnektivität?

Transceiver, auch Transceivermodule genannt, sind unverzichtbare Teile der Geräte im Netzwerk und ermöglichen die Übertragung von Informationen zwischen Geräten. Sie sind wie Switches und Router in die Hardware des Rechenzentrums integriert, um eine Breitbandübertragung über Glasfaserverbindungen zu ermöglichen. Sie verfügen über eine austauschbare Schnittstelle, die das Aufrüsten einer Einheit erleichtert und die Verwendung mit unterschiedlichen Netzwerkstandards ermöglicht, was die Netzwerkinteroperabilität verbessert. Darüber hinaus hat die Verbesserung der Transceivertechnologie die Datenübertragung über größere Entfernungen, mit höheren Geschwindigkeiten und bei höherer Produktivität ermöglicht. Diese zentralisierte Funktion der Transceiver ermöglicht die Konnektivität an mehreren Standorten und verbessert die Skalierbarkeit, die für den Betrieb moderner Rechenzentren von entscheidender Bedeutung ist.

Warum Flat Top PAM4 1310 nm wählen?

Flat Top PAM4 1310 nm ist aufgrund seiner hohen Datenrate innerhalb der mittleren Übertragungsdistanz für optische Netzwerke effektiv. Diese Technologie verwendet die Vier-Stufen-Pulsamplitudenmodulation (PAM4), was bedeutet, dass die pro optischem Signal übertragene Datenmenge doppelt so hoch ist wie bei herkömmlichen NPZS-Methoden. Eine Wellenlänge von 1310 nm wurde aus Kosten-Leistungs-Gründen und zur Minimierung der Dispersion für eine bessere Signalnutzung gewählt. Das Design hat eine flache Oberseite, die zu einer stabileren Leistung mit geringerer Verzerrung beiträgt, was bei der Verwendung in einem Rechenzentrum mit hoher Dichte und Leistungsbeschränkungen wichtig ist.

Wie kann die Kompatibilität mit OSFP Flat Top Passive Direct sichergestellt werden?

MSA- und OEM-Standards verstehen

Bei einer Vielzahl optischer Module wie OSFP Flat Top Passive Direct sind das Multi-Source Agreement (MSA) und die Richtlinien des Original Equipment Manufacturer (OEM) wichtig, um die Kompatibilität aufrechtzuerhalten. Es ist möglich, mehrere Interoperabilitätsprodukte zu erstellen, indem man MSAs als Konventionen betrachtet, während OEM-Anforderungen die Einzelheiten beschreiben, wie ein System bereitgestellt werden muss, damit es mit seinen Muttersystemen funktioniert. Um die Einhaltung dieser Standards sicherzustellen, steht relevante Dokumentation in Bezug auf die elektrische und mechanische Schnittstelle zwischen den Produkten zur Überprüfung zur Verfügung. Kommentare zu den jüngsten Verbesserungen mehrerer der identifizierten führenden Technologieunternehmen, darunter Google, unterstrichen die Bedeutung dieser Standards für die Effizienz des Rechenzentrums, die Anbietervielfalt und die einfache Integration.

Kompatibilität mit vorhandener Infrastruktur prüfen

Bei der Anwendung eines OSFP Flat Top Passive Direct in einem bestehenden Netzwerk muss eine Analyse der bestehenden Infrastruktur Priorität haben. Die Architektur des Einsatzortes sollte auf Router, Switches und optische Module untersucht und ihre Konfigurationen aus Gründen der Interoperabilität mit den neuen Modulkonfigurationen verglichen werden. Es ist wichtig, die Art der Schnittstellen, die im vernetzten System verwendet werden sollen, und die Signale selbst, die zwischen den Transceivern des Systems übertragen werden, noch einmal zu überprüfen. Dies kann auch hilfreich sein, indem man in der entsprechenden Literatur der wichtigsten Hersteller von Netzwerkkomponenten nach möglichen Kompatibilitätsproblemen oder Firmware-Upgrades sucht. Es kann auch von Vorteil sein, einige der Tools für die Netzwerkanalyse zu verwenden, um zu prüfen, wie gut die Integration funktioniert und welche Einflussfaktoren in den Einsatzphasen des Netzwerks auftreten können. Zu den Aufgaben gehören das vollständige Testen der Umgebung und mögliche und potenzielle Tests innerhalb des Netzwerks. Dadurch soll sichergestellt werden, dass die einzelne oder die große Bereitstellung nicht zum vollständigen Zusammenbruch des Netzwerks führt.

Welche Anwendungen profitieren von Glasfaser-Kommunikationslösungen?

Welche Auswirkungen hat die optische Kommunikation auf Rechenzentren?

Durch die Datenübertragung mit hoher Geschwindigkeit und Bandbreite verbessert die optische Kommunikation die Effizienz eines Rechenzentrums erheblich. Diese Technologie verringert die Latenz und bietet Skalierbarkeit, die für die Erfüllung wachsender Datenanforderungen unerlässlich sind. Die jüngsten Untersuchungen von Google betonen, dass optische Lösungen den Stromverbrauch und die Wärmeentwicklung senken, was wiederum die Betriebskosten senkt und die Energieeffizienz erhöht. Darüber hinaus führt die Verwendung optischer Kommunikation auch zu einer verbesserten Netzwerkarchitektur durch die Einbindung einer Vielzahl von Komponenten und einfachere Umstellungen auf neue Technologien.

Die Rolle von Glasfaser in drahtlosen und optischen 5G-Netzwerken

Der rasch wachsende Bereich der drahtlosen und 5G-Telekommunikationsnetze wäre ohne Glasfasertechnologie als Kernanbieter undenkbar. Ihr wichtigster Vorteil ist die Übertragung riesiger Datenmengen mit sehr hohen Übertragungsgeschwindigkeiten, über beträchtliche Entfernungen und mit minimaler Verschlechterung des ursprünglichen Signals. Diese Funktion ist unerlässlich, wenn wir den steigenden Bedarf an Bandbreite und geringer Latenz erfüllen wollen, die für 5G-fähige Hardware- und Softwaresysteme erforderlich sind. Darüber hinaus tragen Glasfaserkomponenten dazu bei, Netzwerkarchitekturen zu verdichten, in denen viele kleine Zellen installiert werden, um eine zusätzliche Abdeckung bei Hochfrequenzbändern in 5G-Systemen bereitzustellen. Dies wiederum verbessert die Leistung und Abdeckung von drahtlosen Netzwerken. Darüber hinaus, und das ist noch interessanter, stellen Glasfaserkabel die skalierbare Architektur dar und beschleunigen so die Einführung neuer Technologien wie des Internets der Dinge (IoT) und automatisierter Systeme, die ansonsten aufgrund der mit ihrer Einführung verbundenen riesigen Datenmengen und des damit verbundenen Datenverkehrs nur schwer umzusetzen wären.

Referenzquellen

Transceiver

Glasfaser

Ethernet

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F: Was ist ein optischer Flat-Top-OSFP-Transceiver?

A: OSFP Flat-Top-Transceiver gehören zur erweiterten Familie optischer Transceiver, die für den Betrieb in Hochgeschwindigkeits- und Hochdichteregimen entwickelt wurden, die für Hypernetzwerke von Rechenzentren und Cloud-Systeme geeignet sind. Sie unterstützen den typischen 400G-Durchsatz über PAM4-Modulation und sind mit bestimmten Glasfaserzubehörteilen wie SMF und MMF kompatibel.

F: Wie lässt sich die Breakout-Funktionalität auf optische OSFP-Transceiver anwenden?

A: Der OSPF-Transceiver verfügt über eine Breakout-Funktion, was bedeutet, dass ein OSFP-Transceiver für niedrigere Geschwindigkeiten wie 8x100G in mehrere Ports aufgeteilt werden kann. Dies kann dazu beitragen, die Nutzung der Ports mit dem Transceiver zu maximieren, wenn Bandbreitendiversität erforderlich ist.

F: Sind Flat-Top-OSFP-Module mit SFP- oder XFP-Geräten kompatibel?

A: SFP-Geräte unterscheiden sich grundlegend von XFP-Geräten und ISFP-Geräten. Aufgrund der unterschiedlichen Formfaktoren und verwendeten Pins können diese nicht direkt in Femto Flat-Top OSFP-Module integriert werden. Dennoch ist es möglich, die verschiedenen Kommunikationsmedienstandards mithilfe von Glasfaser-Medienkonvertern anzupassen.

F: Kann ich OSFP-Transceiver mit direkt angeschlossenen Kabeln verwenden?

A: Ja, OSFP-Transceiver können zusammen mit Verkabelungssystemen wie DAC-Breakout-Kabeln dabei helfen, eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen zwei Netzwerkgeräten über eine kurze Distanz mit sehr hoher Übertragungsgeschwindigkeit herzustellen.

F: Was sind die Hauptmerkmale des OSFP 8x100G-Transceivers?

A: Der OSFP 8x100G-Transceiver implementiert das Konzept hochdichter Datenübertragungsraten, indem er einen Gesamtdurchsatz von 800 Gbit/s über acht 100-Gbit/s-Kanäle ermöglicht, wodurch er sich sehr gut für Verkabelungsanwendungen mit hoher Bandbreite für die Verbindung von Rechenzentren eignet.

F: Gibt es kompatible OSFP-Transceiver von Drittanbietern?

A: Ja, es sind OSFP-Transceiver von Drittanbietern erhältlich, deren Kompatibilität mit den wichtigsten Netzwerkanbietern getestet wurde. Außerdem ist es ratsam, vor dem Kauf sicherzustellen, dass sie in Ihr bestehendes Netzwerk passen.

F: Wie wähle ich einen OSFP-Transceiver aus?

A: Bei der Auswahl des OSFP-Transceivers sollten Faktoren wie Transportrate, Art der zu verwendenden Faser (smf oder mmf), Hardwareverfügbarkeit, Nennleistung sowie andere akzeptierte Richtlinien wie FCC und RoHS berücksichtigt werden.

F: Wie kann ich OSFP-Transceiver in einem Rack-Gerät verwenden?

A: OSFP-Transceiver können in Rack-Geräte eingebaut werden, die der OSFP-Spezifikation entsprechen. Normalerweise verfügen diese Gerätetypen über mehrere Steckplätze oder Anschlüsse für Hot-Swap-fähige optische Transceivermodule, die eine einfache Installation und Aktualisierung ermöglichen.

F: Welche Bedeutung hat das OSFP AOC im Bereich der Rechenzentrumsvernetzung? 

A: Das OSFP AOC (Active Optical Cable) ist im Bereich der Rechenzentrumsvernetzung von Bedeutung, da es eine kostengünstige Lösung darstellt, die eine Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen dem Netzwerk und den Speichergeräten mit geringer Latenz und hoher Dichte bietet.