Comprensión de lo último en tecnología de transceptores de 400 g: su guía completa sobre módulos ópticos y QSFP-DD de 400 g

En el contexto actual de desarrollo de la tecnología de redes, es evidente que los requisitos de transmisión de datos son cada vez mayores y constantes. Este artículo cubre los aspectos convincentes de la Transceptores de 400 g Con especial referencia al Quad Small Form Factor Pluggable Double Density (QSFP-DD) y otros dispositivos optoelectrónicos. Mediante el análisis de los nuevos avances en estos materiales modernos disponibles en el mercado, intentamos aclarar la estructura de dichas unidades, sus características operativas y cómo pueden emplearse dentro de un sistema específico. Este artículo también resultará útil para profesionales de TI, ingenieros de redes o cualquier entusiasta de la tecnología de TI que desee llegar a los fundamentos de los conceptos de transceptores de 400 g y, de esa manera, tomar decisiones efectivas en una industria compleja y de rápido movimiento.

¿Qué es un transceptor de 400 g?

Descripción general del transceptor óptico de 400 g

Los Transceptor óptico 400g Pesa 400 g y es uno de los transceptores de datos más rápidos que puede enviar y recibir datos a una velocidad de hasta 400 Gbps. Contiene ambos elementos, el transmisor óptico y el receptor óptico, en una pequeña carcasa que normalmente es del tipo QSFP-DD. Los componentes que se encuentran en un transceptor de datos de 400 g transceptor óptico Incluyen láseres encargados de la transmisión de la luz, fotodetectores para detectar la luz entrante y otros circuitos eléctricos necesarios para el procesamiento de señales. Estos transceptores proporcionan una completa Soluciones para la conectividad a través de varios canales, como fibras multimodo y monomodo, y se aplican en áreas como centros de almacenamiento de datos, supercomputación y telecomunicaciones para enviar información a distancias con una pérdida insignificante.

Tipos de transceptores de 400 g

Los transceptores del tipo 400g se pueden analizar según el medio de transmisión así como según las características tecnológicas, incluso en la forma fundamental.

1. Transceptores para fibra multimodo (MMF): Están diseñados para aplicaciones de corta distancia y utilizan fibras ópticas multimodo. En su mayoría, se utiliza tecnología óptica paralela, en la que se utilizan varios núcleos simultáneamente para transmitir múltiples señales y, por lo tanto, se pueden utilizar entre centros de datos y también dentro de un edificio.
2. Transceptores para fibra monomodo (SMF): Estos transceptores están diseñados para conexiones de mayor distancia y utilizan fibras monomodo. También funcionan en determinados dominios de longitud de onda de señal y se utilizan en redes de área amplia (WAN), así como en enlaces entre centros de datos debido a las bajas pérdidas y dispersión en enlaces de larga distancia.
3. Cables ópticos activos (AOC): Se trata de cables que llevan puertos transceptores ópticos extrínsecos a través de conjuntos de cables ópticos. Son muy apropiados para su uso en saltos cortos, lo que permite flexibilidad y facilidad de aplicación sin comprometer las velocidades de datos.
4. Transceptores ópticos coherentes: Esta categoría utiliza modulación compleja y procesamiento de señales digitales para maximizar el ancho de banda operativo de larga distancia, principalmente en redes de alta y larga distancia. Los transceptores también permiten el control del ancho de banda dinámico, mejorando así el rendimiento general de la red.

En resumen, comprender el uso previsto de cada tipo de transceptor de 400 g permite al desarrollador de la red determinar el diseño óptimo.

Beneficios de utilizar transceptores de 400 g en centros de datos

Los transceptores 400G aportan una mejora excepcional en el rendimiento y la eficiencia en los centros de datos, ya que ofrecen numerosas ventajas, que incluyen:

1. Capacidad de ancho de banda mejorada: La entrega de datos a una alta velocidad de 400 Gbps requiere un ancho de banda significativo en estos transceptores, lo que mejora el ancho de banda incluso para estos servicios con la creciente demanda de transferencia de datos, así como la provisión tecnológica de ancho de banda con servicios en la nube y sus aplicaciones de uso a gran escala.
2. Latencia reducida: Las características tecnológicas más recientes incorporadas a los transceptores 400G, como la modulación coherente, ayudan a reducir la latencia, algo que es importante en la transmisión de datos. Estas características son esenciales en el sector de las transacciones financieras y la transmisión de vídeo, donde la velocidad de procesamiento de datos y de respuesta es crucial.
3. Economías: A pesar de que la adopción de estas tecnologías en 400G implica un coste considerable, los beneficios son mayores. Una mayor eficiencia implica menos infraestructura de red adicional y menores gastos operativos, de mantenimiento y de consumo de energía.
4. Mejor escalabilidad: La ampliación del centro de datos no implica el cambio a un transceptor de 400G, lo que facilita un gran incremento del tráfico, ya que no es necesario revisar excesivamente el diseño antiguo de la red. Esta adaptabilidad facilita que las organizaciones se mantengan al día con los cambios internos y los avances tecnológicos.

De esta manera, al utilizar transceptores 400G en los centros de datos, se mejora enormemente el rendimiento operativo y la confiabilidad, preparando así a las organizaciones para la creciente revolución digital.

¿Cómo funcionan los transceptores QSFP-DD de 400 g?

Especificaciones técnicas de los transceptores QSFP-DD

Los transceptores QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density) están diseñados para brindar transferencia de datos de alta velocidad y tienen las siguientes características:

1. Velocidad de datos: Capaz de soportar una velocidad de datos de 400 G, acomodando así servicios de gran ancho de banda.
2. Factor de forma: Es compacto y puede albergar el doble de submódulos QSFP estándar y al mismo tiempo es compatible con versiones anteriores del conector QSFP.
3. Tipo de conector: Uso del conector MPO/MTP para configuraciones de múltiples fibras.
4. Rango de distancia: También viene con diferentes opciones de alcance, que van desde corto, es decir, utilizando fibra multimodo, hasta largo alcance, como la fibra monomodo ST que llega hasta 10 km.
5. Longitud de onda óptica: Opera principalmente en una longitud de onda de 850 nm, que se utiliza en multimodo, mientras que en modo único utiliza 1310 K y 1550 nm.
6. El consumo de energía: La mayoría de los módulos desperdician energía a un máximo de 4.5 W por módulo en la mayoría de los centros de datos.
7. Soporte de protocolo: Se admiten varios protocolos, como Ethernet, Fibre Channel e InfiniBand, lo que amplía las capacidades de las redes.

Por estos parámetros, los transceptores QSFP-D se han vuelto indispensables para casi todas las redes modernas de alta velocidad.

Comparación entre QSFP-DD FR400 de 4 g y QSFP-DD SR400 de 8 g

En redes de alta velocidad, los transceptores FR400 QSFP-DD de 4 G realizan funciones diferentes a las de los transceptores SR400 QSFP-DD de 8 G. El transceptor FR4 está diseñado para la transmisión de datos a larga distancia, tiene un alcance de hasta 2 kilómetros a través de fibra monomodo y, por lo tanto, es útil para la interconexión de centros de datos, así como para redes de área metropolitana. Por otro lado, el transceptor SR8 está diseñado para aplicaciones de corta distancia y se utiliza a través de fibra multimodo con una distancia máxima de 100 metros. Se utiliza una interfaz paralela de 8 fibras, lo que aumenta aún más el rendimiento de los datos en situaciones de alta densidad. Sin embargo, si bien ambos dispositivos son de 400 Gbps por naturaleza, los factores de fr4 frente a sr8 indican qué tipo de rendimiento se espera de la implementación en términos de longitud y capacidad del enlace que proporciona la red.

¿Cuáles son las características clave de los módulos ópticos de 400 g?

Factores de forma y compatibilidad

Los módulos ópticos que funcionan a 400G, debido a su amplia aplicabilidad, vienen en diferentes formas, como QSFP-DD, OSFP y CFP2. Debido a un tamaño pequeño pero eficiente, la ingeniería inicial de conectores tuvo éxito en hacer que el QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density) sea muy aceptado debido a su densidad de matriz que le permite transportar muchos parches, en este caso, hasta ocho carriles de 50 Gbps. Además, OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable) tiene características similares pero es diferente en términos de rendimiento y diseño. La razón es que estos diseños se pueden optimizar para la gestión térmica. CFP2 (C Form-factor Pluggable 2) es una mejor opción para aplicaciones de largo alcance, aunque es más grande en comparación con otros. La mayoría de los proveedores se aseguran de que sus transceptores sean compatibles entre sí al observar las especificaciones estándar. Sin embargo, es importante verificar la compatibilidad del proveedor para la integración en la red.

Velocidad de datos y ancho de banda

Comúnmente denominados módulos de confianza óptica de 400 G, esta velocidad de datos está equipada de manera que tenga una gran capacidad de ancho de banda, que es un requisito para las aplicaciones actuales. Tiene una velocidad de datos de 400 Gbps por carril, por lo que se adapta a una red para transferir datos de forma más rápida y eficiente. Este ancho de banda también puede admitir la transmisión simultánea de múltiples flujos de datos, lo que indica que los módulos de 400 G también pueden cargar aplicaciones como la computación en la nube, la computación de alto rendimiento y la transmisión de video. Además, estos módulos también pueden funcionar con varias configuraciones de carril, como 4x100G u 8x50G, lo que sirve para saturar el ancho de banda disponible con respecto a la necesidad de la red y mejorar el rendimiento del sistema en su conjunto.

Distancia de transmisión y longitud de onda

La distancia de transmisión y la longitud de onda se encuentran entre los principales factores que afectan el rendimiento de los módulos ópticos de 400G. Todos estos módulos están diseñados para funcionar principalmente en el rango de longitud de onda de 850 nm para tipos de fibra multimodo y de 1310 nm a 1550 nm para tipos de fibra monomodo. Los módulos multimodo normalmente pueden funcionar dentro de una distancia no mayor a 100 metros (m) para la longitud de onda de 850 nm, que está destinada para su uso en centros de datos. Los módulos monomodo, por otro lado, se pueden utilizar para longitudes mucho mayores, más de 10 kilómetros (km) para la longitud de onda de 1310 nm y más de 40 km para la de 1550 nm, que está destinada a comunicaciones de larga distancia. Estas dependencias asociadas con la elección de una longitud de onda y un modo determinan el grado de atenuación y dispersión de la señal y, por lo tanto, el uso del ancho de banda y la calidad de la comunicación de datos a través de las distancias.

¿Cómo elegir el transceptor de 400 g adecuado para sus necesidades?

Comparación de transceptores QSFP-DD y OSFP de 400 g

Hay muchos criterios a evaluar al momento de decidir si utilizar los transceptores 400G QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density) u OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable), incluidos el factor de forma, la densidad, el consumo de energía y la compatibilidad.

Factor de forma y densidad

El uso de transceptores QSFP-DD en conectividad de 400G es posible porque están alojados en las ranuras QSFP existentes, lo que elimina la necesidad de realizar modificaciones en la infraestructura. Se pueden colocar hasta 8 carriles eléctricos, cada uno de los cuales funciona a una velocidad de datos de 50 Gbps. Al mismo tiempo, los transceptores OSFP incorporan factores de forma más grandes que son más ricos en funciones, incluida la alta potencia y el soporte de refrigeración adicional. Sin embargo, OSFP también tiene 8 carriles de 50 Gbps cada uno, al igual que QSFP-DD, pero incluye disposiciones en el diseño para futuras actualizaciones y mejoras de funciones en lugar de diseños modulares.

Consumo de energía

Los dos transceptores que hemos comentado anteriormente también deben tener en cuenta su posible consumo energético eficiente. Un módulo QSFP-DD individual consumirá en promedio unos 3.5 W, mientras que un módulo OSFP individual consumirá entre 4 W y 6 W debido a funciones adicionales como la refrigeración integrada. Esta variación es importante a la hora de establecer asignaciones generales de energía, especialmente cuando se trata de aplicaciones de centros de datos a gran escala.

Interoperabilidad y compatibilidad

La interconexión QSFP-DD y OSFP se puede utilizar con los conmutadores y enrutadores de diferentes fabricantes que pueden trabajar con interconexiones de alta velocidad para este formato. Sin embargo, en este caso, se puede aprovechar la compatibilidad con versiones anteriores de QSFP-DD y mejorar los sistemas actuales paso a paso o instalar módulos sustitutos sin cambiar los componentes de control de inmediato. En el caso de OSFP, por otro lado, es probable que la penetración de dichos transceptores requiera una infraestructura más nueva si se quiere aprovechar todo su potencial, lo que genera altos costos iniciales.

Rendimiento óptico

En el área del rendimiento óptico, los dos tipos de transceptores buscan mantener las métricas más críticas, que son la distancia máxima alcanzable y el deterioro mínimo aceptable de la señal. Ambos transceptores admiten la amplia gama de longitudes de onda utilizadas tanto en fibras multimodo como monomodo, incluso si el rendimiento aquí depende del fabricante.

Conclusión

Al final, todo se reduce a qué aplicación particular se requiere lograr con la conexión monomodo o multimodo superior, con cualquiera de los transceptores de tipo OSFP y QSFP-DD de 400G en su lugar, los sistemas existentes parcialmente abordados y las posibilidades de expansión en el futuro capturadas. Es necesario apreciar las diferencias en términos de funcionalidad ofrecida por las dos alternativas para que los niveles de rendimiento de la red se mantengan en las expectativas requeridas.

Consideraciones para los módulos transceptores de 400 g

En el proceso general de selección de módulos transceptores de 400G para el ecosistema, se deben tener en cuenta varios puntos principales: el alcance y el consumo térmico y eléctrico también son de gran importancia; es importante determinar el presupuesto de energía específico para cada uno de los módulos QSFP-DD, OSFP. De manera similar, el uso en otros dispositivos debe ser una preocupación secundaria en cuanto a su compatibilidad; las actividades de reducción de costos en este caso pueden respaldarse con un intento de incluir características de compatibilidad con versiones anteriores. Por último, se deben tener en cuenta medidas importantes de rendimiento operativo, como el alcance y la integridad de la señal. Por último, pero no por ello menos importante, también se deben considerar las consecuencias de la evolución de la red; es recomendable optar por la opción modular que puede prometer expansión sin mayores gastos.

Evaluación de la compatibilidad del transceptor y la densidad de puertos

También es prudente tener en cuenta la geometría y las dimensiones de los dispositivos de red al dimensionar los puertos y transceptores utilizados en la red. Este fue el caso principalmente en lo que respecta al tipo de transceptor, como QSFP-DD u OSFP, que determina cuántos encabezados de este tipo tendrá un conmutador/enrutador a partir de la disposición de las ranuras o la configuración del puerto. Los puertos en gran número son útiles, especialmente en entornos que requieren numerosos transceptores, algunos de los cuales deben proporcionar múltiples carriles de transmisión y, por lo tanto, aumentar el ancho de banda de datos sin ocupar demasiado espacio. Al mismo tiempo, también se deben verificar otros parámetros que son necesarios para diseñar los transceptores y los dispositivos de red auxiliares correspondientes, como las velocidades de datos y los protocolos aceptados. Además, investigar las listas de compatibilidad del proveedor y los resultados de las pruebas de interoperabilidad disponibles y analizar estos resultados con frecuencia proporcionará las sugerencias necesarias para ayudar a los usuarios finales a elegir el hardware y las topologías de red más óptimos, mejorando el rendimiento y, por lo tanto, reduciendo el riesgo de congestión en la red.

¿Cuál es el papel de los transceptores 400g en Ethernet 400 Gigabit?

Implementación de Ethernet 400G con transceptores ópticos QSFP-DD

Es necesario cumplir con algunos estándares para garantizar la conectividad y la integridad de los datos durante el uso de transceptores ópticos QSFP-DD para configurar Ethernet 400G mediante métodos de longitud de onda óptica. Junto con la cámara QSFP-DD hay grupos de transceptores que implementan no solo 400G, sino también factores de forma en sistemas de fibra monomodo y multimodo. Los aspectos importantes incluyen el uso de los cables ópticos correctos para cubrir las distancias especificadas mientras se mantiene la intensidad de la señal y se verifica si los conmutadores y enrutadores de la red también incorporan los puntos 400G. Desde una perspectiva más infraestructural, se debe observar la gestión térmica y la eficiencia energética para garantizar una intervención sostenible y una potencia en entornos de datos altamente densos.

Ventajas de las redes de alto rendimiento

La implementación a gran escala de Ethernet 400G con el apoyo de transceptores ópticos QSFP-DD tiene una serie de beneficios para las redes de alta velocidad. Para empezar, trae consigo las restricciones de capacidad necesarias, es decir, aumenta el rendimiento y la velocidad de transferencia de datos, lo que satisface las crecientes necesidades de los sistemas modernos, incluidos los de la nube y los sistemas de big data. Además, la integración de transceptores de próxima generación como los de QSFP-DD también mejora la calidad de las señales transmitidas y reduce la cantidad de tiempo necesario para retransmitirlas. Además, dado que el factor de forma de los transceptores QSFP-DD es pequeño, la densidad de puertos es eficiente y, por lo tanto, se maximiza el espacio en los racks del centro de datos. Por último, la cantidad de energía necesaria para facilitar el movimiento de datos también es menor, y esto reduce los costos operativos generales y los créditos de carbono, creando un caso más convincente para la transición a una infraestructura 400G.

¿Dónde encontrar hojas de datos e información detallada sobre los transceptores de 400 g?

Acceso a las hojas de datos del fabricante

Para obtener especificaciones completas y datos de rendimiento de varios transceptores 400G, se deben revisar los portales en línea de los principales productores de hojas de ruta, como Cisco Networks, Juniper Networks y Mellanox Technologies. En la mayoría de los sitios, hay una sección de documentación del producto donde hay hojas de datos que destacan la compatibilidad y los requisitos operativos y de instalación. Además, otros servicios, como los proporcionados por el IEEE o la OIF si está buscando más información sobre los estándares 400G, proporcionan estándares técnicos y libros blancos. También es importante señalar que se están utilizando las revisiones más recientes de las hojas de datos, ya que son las mejores disponibles actualmente, y las empresas reguladoras esperan esto.

Uso de hojas de datos para comparar especificaciones

La comparación de diferentes transceptores 400G se realiza principalmente mediante hojas de datos a través de la evaluación de parámetros importantes. También se deben considerar aspectos adicionales como el ancho de banda, el consumo total de energía, la distancia máxima de transmisión y los principales formatos de modulación utilizados. Estos datos ayudan a realizar una elección adecuada teniendo en cuenta las aplicaciones previstas. Además, la evaluación de la gestión térmica y el tamaño del transceptor también ayuda a determinar la compatibilidad con el sistema actual. Este enfoque sistemático permite a los expertos en redes elegir la mejor opción e incorporar transceptores 400G en sus sistemas con la máxima eficiencia.

Fuentes de referencia

Pequeño factor de forma enchufable

Transceptor

Centro de datos

Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es el concepto de un transceptor QSFP-DD de 400 g y en qué se diferencia de los módulos transceptores?

A: Un transceptor QSFP-DD (Quad Small Form Factor Pluggable-Double Density) de 400 g es un módulo transceptor óptico que se creó para ayudar en el uso de Ethernet de 400 Gigabit. Se diferencia de otros módulos transceptores en que es dos veces más denso que el módulo QSFP estándar, ya que posee una interfaz eléctrica de ocho carriles que modula cada carril a 50 G PAM4 y, por lo tanto, se pueden alcanzar mayores velocidades de datos.

P: ¿Cuáles son las ventajas de incorporar módulos 400g para comunicación óptica en la infraestructura de red?

R: La utilización de módulos ópticos de 400 g en redes de cable ofrece una serie de ventajas, entre las que se incluyen: mayor ancho de banda, mayores velocidades de transferencia de datos y escalabilidad para las redes en el futuro. Estos módulos poseen métodos de modulación tan modernos como PAM4, que admiten distancias de unos 10 km, lo que es necesario para centros de datos de alto nivel y comunicaciones de larga distancia.

P: ¿Cuál es la clasificación del transceptor de 400 g, como el 400 g QSFP-DD DR4?

A: El DR400 QSFP-DD de 4 g es un transceptor óptico de corto alcance sin itinerancia que está diseñado para una distancia máxima de hasta 100 m y funciona con fibras monomodo. Para ello, toma 4 carriles pasivos, cada uno con una capacidad nominal de 100 G PAM4, y los multiplexa juntos, lo que proporciona una capacidad acumulada de 400 G. El DR4, por otro lado, está más enfocado en alta densidad y corto alcance porque, en comparación con otros tipos de transceptores de 400 g, como el LR400 QSFP-DD de 8 g, admite hasta 10 km.

P: ¿Cuál es la importancia de la modulación PAM4 cuando se trata de la óptica de 400 g?

R: La modulación de amplitud de pulsos (PAM4) con 4 niveles es importante en la óptica de 400 g porque ofrece una ventaja de 2 bits por símbolo, lo que hace que la velocidad de datos sea eficiente, ya que la misma frecuencia puede transportar 2 formas de datos. A primera vista, esto resuelve el problema de que los sistemas de vídeo alcancen velocidades de datos más altas sin multiplicar el ancho de banda, lo que permite construir redes de 400 g e incluso de 800 g en el futuro sobre los sistemas de fibra existentes.

P: ¿Cuál es la diferencia entre 400g OSFP y 400g Qsfp-Dd?

R: El OSFP (Factor de forma pequeño octal conectable) de 400 g y el QSFP-DD de 400 g son dos tipos diferentes de módulos de interfaz de 400 g. Aunque ambos están asociados con altas velocidades de transferencia, el OSFP de 400 g es un poco más voluminoso y tiene una mayor capacidad de gestión térmica, por lo que está destinado a aplicaciones de alta potencia. El QSFP-DD de 400 g, por otro lado, tiene un volumen reducido y una forma más compacta con una mayor densidad y una alta compatibilidad con tipos más antiguos de gabinetes QSFP.

P: ¿De qué manera pueden los transceptores y cables de 400 g aumentar la eficiencia de los centros de datos?

A: Se ha demostrado que los transceptores y cables de 400 g mejoran la eficiencia de los centros de datos, principalmente debido a mayores velocidades de datos y a un mejor uso de los cables de fibra óptica disponibles. Los centros de datos pueden bombear fibra óptica de 400 g y obtener menos capacidad en las estructuras de fibra óptica existentes, lo que permite una disminución de la latencia y del ancho de banda, lo que permite más servicios y aplicaciones más exigentes con menos conexiones y componentes.

P: ¿Qué tan rentable es actualizar el módulo óptico a 400 g?

R: Hay varios factores de costo involucrados cuando se trata de la actualización del módulo óptico a soluciones de 400 g, como el costo de los módulos transceptores más nuevos en los que se debe invertir, la conectividad de red existente y la posibilidad de otros componentes necesarios. En este sentido, sin embargo, se puede argumentar que el gasto puede ser compensado por los plazos prolongados de las ventajas, como el aumento del ancho de banda, la longevidad y la mejor calidad de la red.

P: ¿Cuál es el objetivo principal del QSFP-DD LR400 transgénero 4g?

A: El transpondedor modular 400G QSFP-DD LR4 está diseñado para la transmisión de datos a larga distancia sin obstáculos hasta 10 km, pero con pulidos monomodo. Estos transpondedores son típicos para lugares donde se requiere transferir datos a frecuencias más altas y con alta confiabilidad en grandes distancias, incluidas las redes de área metropolitana y de punto a punto.

P: ¿Qué impacto tendrán los módulos ópticos de 400 g en la escalabilidad futura de la red?

A: La escalabilidad futura de la red se ve mejorada por los módulos ópticos de 400 g, ya que prometen un alto rendimiento de transmisión a estas velocidades de datos e incluso con el uso de modulación PAM4 y otros métodos de modulación. Permiten escalar a velocidades más altas, como 800 g, con una base de clientes potenciales preparada y, por lo tanto, aumentan la satisfacción del cliente para impulsar el modelo de negocio.

P: ¿Cuáles son algunos tipos comunes de factores de forma primarios de transceptores de 400 g?

R: En la lista de factores de forma principales de los transceptores de 400 g, los más destacados son el QSFP-DD de 400 g, el OSFP de 400 g, la lista de materiales y el CDFP de 400 g. Cada factor de forma ofrece su propuesta de valor específica, que se basa en densidades de empaquetado, interfaces, ajuste térmico y simplicidad de ajuste al instalar el accesorio en la infraestructura. Esto dependerá de lo que se requiera o de la política de la agencia que implemente el dispositivo.