Émetteur-récepteur optique 400G : le courant dominant du futur centre de données

L'émetteur-récepteur optique 400G est un produit de module optique avec un taux de transmission de 400 Gbps, qui est actuellement un produit avancé dans le domaine de la transmission à grande vitesse. Le type de package courant actuel est QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density), qui est largement utilisé dans les centres de données hautes performances, les réseaux de communication, l'informatique à grande échelle, le cloud computing et d'autres domaines.

Pourquoi le 400G est de plus en plus adopté en masse

D'abord et avant tout, la hausse de la demande. Les plates-formes d'innovation ouverte, l'intelligence artificielle (IA), l'apprentissage automatique et le stockage en nuage se sont combinés pour générer une croissance exponentielle du trafic. Alors que les grands centres de données passent à des infrastructures plus rapides et plus évolutives, une connectivité haute capacité est essentielle pour suivre le nombre croissant d'utilisateurs, d'appareils et d'applications. Le réseau 100G a dépassé la demande d'applications et le réseau 400G a émergé.

Croissance du trafic réseau

La seconde est la réduction des coûts. Gordon Moore, le co-fondateur d'Intel, a proposé la loi de Moore, prédisant que le nombre de transistors pouvant s'intégrer dans un circuit intégré double tous les 18 mois, soutenant le succès de l'industrie des semi-conducteurs pendant plus d'un demi-siècle. La « loi de Moore en optique » existe aussi dans le domaine de l'optoélectronique. Les modules optiques à courte portée évoluent d'une génération tous les quatre ans environ, réduisant de moitié le coût des bits et la consommation d'énergie. À l'heure actuelle, la technologie 400G est très mature, ce qui peut réduire considérablement les coûts d'approvisionnement des clients et les coûts d'exploitation et de maintenance.

La loi de Moore en optique

Pourquoi choisir le package QSFP-DD

Afin d'atteindre des débits plus élevés, les modules optiques utilisent généralement trois méthodes : augmenter le débit du dispositif optique (débit en bauds plus élevé), augmenter le nombre de canaux (multivoies) et adopter une technologie de modulation d'ordre supérieur pour réduire le coût de transmission par bit. . Les modules 400G ont un itinéraire technique relativement clair : les signaux 8*50G PAM4 sont utilisés pour compléter la transmission 400G, mais une variété d'options ont émergé au début des normes d'emballage des modules : CFP8, OSFP, et QSFP-DD : CFP8, OSFP et QSFP-DD, parmi lesquels QSFP-DD a occupé le marché 400G avec une densité plus élevée, une consommation d'énergie plus faible et une meilleure écologie.

Le chemin technique des modules optiques pour augmenter la cadence

Quels sont les principaux modèles de Émetteurs-récepteurs optiques 400G

Émetteur-récepteur 400G SR8

Les modules optiques 400G SR8 de FiberMall sont conformes au protocole standard IEEE 802.3cm et répondent aux exigences des liaisons de transmission 70m OM3 et 100m OM4/OM5. Le module utilise une interface MPO multimode standard à 16 cœurs et se compose d'un composant optique émetteur-récepteur, d'un pilote VCSEL, d'un amplificateur de trans-impédance (TIA), d'une puce de service PAM4 (oDSP), d'un contrôleur et de six autres composants. Chaque composant optique et électrique à 8 canaux côté émetteur-récepteur est placé dans un boîtier QSFP-DD grâce à une conception technique compacte.

Schéma fonctionnel du module optique 400G SR8

Le module optique 400GE-SR8 dispose de 8 canaux, chacun transportant des signaux de 53.125 Gbps avec une modulation d'ordre élevé PAM4, et l'oDSP à l'intérieur du module effectue des fonctions de récupération d'horloge et de mise en forme et de conditionnement du signal.

Module optique 400G DR4, 400G DR4+ et 400G FR4

Les modules optiques 400GE-DR4, DR4+ et FR4 de FiberMall sont conformes aux protocoles standard IEEE 802.3bs et 802.3cu avec des solutions de conception matérielle basées sur la plate-forme pour répondre respectivement aux exigences de liaison de transmission de 500 m et 2 km. Les modules optiques 400G DR4, DR4+ et 400G FR4 sont illustrés dans le schéma fonctionnel ci-dessous. Le module 400GE-DR4/DR4+ utilise un connecteur MPO standard à 12 cœurs, et le module 400G FR4 utilise un connecteur LC double standard. Le module se compose principalement de composants optiques pour l'émetteur-récepteur et l'émetteur, le pilote EML, l'amplificateur de trans-impédance (TIA), la puce de service PAM4 (oDSP), le contrôleur et six autres parties. La conception du module utilise une gamme complète de composants sous-jacents développés indépendamment, couvrant une solution intégrée verticalement de bout en bout, de la puce optique (EML, PD) à la puce électrique (Driver, TIA, oDSP).

Schéma fonctionnel des modules optiques 400G DR4 et 400G DR4+

Les émetteurs-récepteurs optiques 400G DR4, DR4+ et 400G FR4 ont un total de 4 canaux de signaux optiques, chacun transportant des signaux de 106.25 Gbps. Le signal électrique a 8 canaux, chaque canal transporte un signal de 53.125 Gbps. Les signaux optiques et électriques sont tous deux modulés par la modulation d'ordre élevé PAM4, et la conversion de débit est réalisée par l'oDSP interne du module, qui exécute simultanément les fonctions de récupération d'horloge et d'amplification et de conditionnement du signal. De plus, le module optique 400GE-DR4/DR4+ est conçu pour une sortie de lumière parallèle, et le signal optique à 4 canaux adopte la même conception de longueur d'onde ; le module optique 400GE-FR4 est conçu pour une longueur d'onde combinée, et le signal optique à 4 canaux adopte différentes longueurs d'onde et est émis par le port optique après que le multiplexeur à division de longueur d'onde optique synthétise le signal optique à 1 canal. Par rapport aux 100GE-CWDM4 et 100GE-PSM4, les 400GE-DR4/DR4+ et FR4 peuvent atteindre des taux de transmission système plus élevés en augmentant simultanément le taux de transmission des signaux monocanaux optiques et électriques et le nombre de canaux électriques.

Schéma fonctionnel du module optique 400G FR4

Modules émetteurs-récepteurs optiques 400G LR8 et 400G ER8

Le module 400G LR8/ER8/ER8 Lite se compose de TOSA, ROSA, pilote EML, puce de service PAM4 (oDSP) et contrôleur. Le schéma fonctionnel du système est illustré ci-dessous. Le connecteur du module reçoit huit signaux électriques PAM53.125 parallèles de 4 Gbit/s de la carte. Après le traitement adaptatif de la puce de traitement du signal numérique (oDSP) dans le module optique, le pilote a amplifié le laser à semi-conducteur à 8 canaux (TOSA), le laser à semi-conducteur à 8 canaux a produit des signaux laser stables, puis à travers la sortie d'onde combinée MUX , pour réaliser une conversion électrique-optique à 8 canaux.

Schéma fonctionnel des modules optiques 400G LR8 et 400G ER8

Émetteur-récepteur optique FiberMall 400G

FiberMall est l'un des principaux fournisseurs de solutions de réseaux optiques en Chine avec des capacités de R&D, de fabrication et de services techniques de pointe. Continuer à fournir aux utilisateurs des produits, des solutions et des services de réseau optique innovants, efficaces et fiables.

modèle du produit	Description
QSFP-DD-400G-SR8	modules optiques d'émetteur-récepteur de 400GBASE-SR8 QSFP-DD 400G 850nm 100m DOM MPO/MTP MMF
QSFP-DD-400G-FR4	modules optiques d'émetteur-récepteur de 400GBASE-FR4 QSFP-DD 400G 1310nm 2km DOM LC SMF
QSFP-DD-400G-DR4	modules optiques d'émetteur-récepteur de 400GBASE-DR4 QSFP-DD 400G 1310nm 500m DOM MTP/MPO SMF
QSFP-DD-400G-LR4	modules optiques d'émetteur-récepteur de 400GBASE-LR4 OSFP-DD 400G 1310nm 10km DOM LC SMF
QSFP-DD-400G-ER4	400GBASE-ER4 QSFP-DD modules optiques d'émetteur-récepteur LC duplex SMF 1310nm 40km
QSFP-DD-400G-ER8	Modules optiques d'émetteur-récepteur de 400GBASE-ER8 QSFP-DD 400G 1310nm 40kmDOM LC SMF
QSFP-DD-400G-XDR4	modules optiques d'émetteur-récepteur de 400GBASE-XDR4 QSFP-DD PAM4 1310nm 2km DOM MTP/MPO-12 SMF
QSFP-DD-400G-LR8	Modules optiques d'émetteur-récepteur de 400GBASE-LR8 QSFP-DD PAM4 1310nm 10km DOM duplex LC SMF
QSFP-DD-400G-PLR4	4x100GBASE-LR OSFP-DD modules optiques d'émetteur-récepteur 1310nm 10km DOM MTP/MPO-12 SMF

À l'ère de la puissance de calcul élevée, les centres de données ultra-larges ont des demandes croissantes en bande passante. Le module de communication optique 400G est devenu le meilleur choix pour améliorer les performances du système et réduire les coûts de bande passante. FiberMall offpropose une gamme complète de produits de modules optiques 400G allant de 100 m à 40 km, fournissant une solution complète pour les réseaux de centres de données 100G/400G et les interconnexions de centres de données à utiliser dans une grande variété de scénarios de mise en réseau, y compris les réseaux de centres de données, les réseaux d'hébergement intégrés métropolitains, et des réseaux de transmission à grande capacité et longue distance.