Émetteur-récepteur optique 800G: un nouveau lecteur pour DCI de nouvelle génération

Alors que la montée en puissance actuelle de la demande pour les entreprises de composants peut concerner les modules optiques 400G, l'application de réseau optique 800G est sur le point de se lancer dans le voyage des ports haute vitesse et haute densité et DCI à faible latence. Cet article a traité du marché actuel des modules optiques Ethernet, des prévisions de marché DCI du module optique 800G et des spécifications des modules 800G par 2 800G MSA.

1. État actuel du marché des modules optiques Ethernet

L'émetteur-récepteur optique 400G est devenu un sujet brûlant depuis quelques années, mais il en est encore au début du déploiement en raison du coût élevé et de la technologie immature. Selon les statistiques publiées par Lightcounting, un institut de recherche marketing sur les communications optiques, les émetteurs-récepteurs optiques 100G jouent un rôle dominant sur le marché actuel des modules optiques, bien que l'expédition des modules 200G et 400G augmente progressivement, parmi lesquels les modules optiques 400G augmentent de manière plus significative. .

 

Δ Module optique Ethernet(10 GbE~2 x 400 GbE) Prévisions du marché

Il est prévu que les émetteurs-récepteurs optiques 800G intégrant deux canaux optiques 400G dans un module optique seront sur le marché en 2021. Cependant, un tel module à fibre optique 800G ne peut pas fournir une solution d'interconnexion de centre de données 800G à faible coût et hautes performances. 

 

2. QSFP-DD800 MSA et MSA enfichable 800G

Étant donné que le déploiement des émetteurs-récepteurs optiques 400G est en cours, l'exploration des modules optiques 800G commence à attirer l'attention de l'industrie. Jusqu'à présent, il existe deux organisations MSA pour standardiser les modules 800G pour les spécifications QSFP-DD, l'une est QSFP-DD800 MSA et l'autre est 800G Pluggable MSA.

Δ 8 membres de QSFP-DD800 MSA

 

● QSFP DD800 MSA

Créé le 19 septembre 2019, QSFP DD800 MSA se compose de 8 principaux fabricants de l'industrie, des fabricants de modules optiques aux fabricants de systèmes. Ce 800G MSA s'engage à poursuivre la conception actuelle de 400G QSFP-DD modules optiques et développement d'un module optique QSFP-DD de nouvelle génération avec un total de 8 canaux et 100 Gbps à liaison unique.

 

On s'attend à ce que QSFP-DD800 MSA termine son premier projet de norme MSA 800G avec la coopération de ses 8 membres au cours des prochains mois cette année et d'autres sociétés seront invitées à se joindre à nous pour améliorer la spécification MSA. Les projections de l'industrie prévoient que la norme Ethernet 800G héritera du succès des émetteurs-récepteurs optiques dans le facteur de forme QSFP puisque ces 8 membres sont la société leader du secteur.

 

● Spécification MSA QSFP-DD800 pour le module optique 800G

Selon le projet de norme QSFP-DD800 MSA, la consommation électrique du module optique QSFP-DD800 devrait atteindre 24W avec sa cage et ses connecteurs dans la cage restant compatibles avec les modules QSFP-DD et QSFP existants.

 

QSFP-DD800 MSA définira spécifiquement les aspects suivants, y compris les dimensions mécaniques des modules, la cage de montage en surface 1 × 1, la distribution du signal du connecteur, la gestion des modules, la conception de la dissipation thermique, etc. En outre, il préciserait que les modules optiques 800G adoptent 2 × 1 cages à sertir avec connecteurs BiPass/Flyover et connecteurs intégrés.

Δ Schéma des connecteurs optiques et électriques conçus dans le module optique 800G

Contrairement à l'organisation MSA précédente, cette MSA QSFP-DD800 composée de plusieurs fabricants internationaux a souligné que des cages de sertissage 2 x 1 avec connecteurs BiPass/Flyover seraient développées et appliquées dans les émetteurs-récepteurs optiques 800G. Il y a 2 raisons à ce projet. L'une consiste à minimiser la perte de la liaison électrique entre l'ASIC et le module optique ; l'autre est d'indiquer que la topologie de liaison par câble sera plus largement utilisée à l'ère du débit de données de 112 Gbps. Lors de la conférence HW Full Connect en 2019, HW a présenté la conception de la carte de ligne à l'aide de Cable Cage.

 

● MSA enfichable 800G pour émetteur-récepteur à fibre optique 800G

Différent du QSFP-DD800 MSA composé de fabricants internationaux, le 800G Pluggable MSA a été organisé par des fabricants chinois lors de la CIOEC (China International Optoelectronic Conference) qui s'est tenue le 5 septembre 2019.

Δ MSA enfichable 800G formé par des fournisseurs de services ou de modules optiques chinois 

Le fournisseur de services OTT Tencent, les fournisseurs de systèmes HW et H3C, les fabricants de modules et d'appareils optiques Wuhan Guangxun/Hisense/Luxshare Precision, etc. participent tous activement à cette organisation MSA. La création du 800G Pluggable MSA a également attiré l'attention d'organismes de normalisation tels que l'IEEE.

Δ Membres actuels de 800G Pluggable MSA 

3. Prévisions du marché DCI des modules optiques 800G

LightCounting prédit dans son Mega Optique de centre de données Un rapport publié en 2019 indique que les très grands fournisseurs de services cloud auraient une demande de modules émetteurs-récepteurs optiques 800G d'ici 2023/2024 tant que le trafic interne dans le centre de données ne cesse de croître. Dans le même temps, des puces de commutation 51.2 Tbps seront également introduites sur le marché.

Δ L'évolution de la vitesse optique par lambda (Gb/s)

4. Implémentation du module optique 800G

À long terme, il est incontestable que la demande pour un émetteur-récepteur optique 800G se maintient. Cependant, des problèmes tels que la faisabilité de la technologie, la mise en œuvre spécifique et le coût des modules optiques 800G sont devenus la nouvelle priorité de l'industrie.

 

D'un point de vue technique, la bande passante du dernier DAC/ADC QSFP DD peut atteindre environ 45 GHz, ce qui peut être utilisé pour des signaux de 200 Gbit/s basés sur une modulation de signal PAM plus avancée. Lorsque la longueur d'onde unique du signal optique est encore pour Modules fibre 100 Gbit/s, les spécifications existantes peuvent en principe le couvrir. Il existe encore une certaine controverse quant à l'application spécifique de 8x100G PSM8, 4x200G PSM4 ou 4x200G CWDM4. Néanmoins, si un module optique de 200 Gbit/s à liaison unique peut être développé, vous pouvez atteindre une capacité de bande passante de 800 G avec seulement 4 canaux, ce qui sera plus rentable et économisant la moitié de la consommation. Câble DAC/ADC dispositifs.

∆ Implémentation de modules optiques 8x100GbE PSM8, 4x200G PSM4 et CWDM4

 

5. Distance de transmission du module optique 800G

Il existe une interface de gestion QSFP DD spécifications et normes pour les modules émetteurs-récepteurs à fibre optique 400G en termes de courte portée, de portée intermédiaire et de longue portée. Pour l'émetteur-récepteur optique cohérent 800G, il y aura également des exigences similaires pour différentes distances de transmission. Mais le 800G Pluggable MSA se concentrera uniquement sur le module optique des trois plages de transmission de 100 m, 500 m et 2 km, qui sont également les spécifications les plus couramment utilisées dans les centres de données. En ce qui concerne l'application de la distance de transmission de 10 à 80 km et de plus de 80 km, les normes correspondantes devraient être formulées dans l'organisation de spécification IEEE 802.3.

Δ MSA enfichable 800G se concentre sur le module à courte portée-PSM8, PSM4, CWDM4

 

6. TEchnique Innovation pour les modules optiques

Toutes les recherches et explorations pour Émetteurs-récepteurs optiques 800G sont significatifs pour l'amélioration et la maturité de la technologie. À ce jour, la technique de modulation 16QAM a été appliquée dans les émetteurs-récepteurs optiques 200G et 400G et le 64QAM plus complexe est susceptible d'être utilisé dans les modules 400G et 800G.

 

Le processus de fabrication de la puce à l'intérieur du module optique sera également mis à niveau du processus actuel de 16 nm au dernier processus de 7 nm. De plus, la conception de la liaison passive et les algorithmes de réglage du signal sur le PCB seront encore améliorés en conséquence. Mais pour les modules optiques, il est crucial de trouver un équilibre entre le coût, les performances et la consommation d'énergie.

 

 

Δ FlexGrid, technologie d'interconnexion haut débit pour modules optiques cohérents

 

7. Feuille de route de la norme 800G MSA

Selon la feuille de route de 800G Pluggable MSA, la version standard Spec1.0 MSA serait introduite au quatrième trimestre de 4. De plus, la norme spécifiée par l'organisation QSFP-DD2020 MSA serait achevée en 800, ce qui indiquait qu'il y aurait 2020 copies des spécifications détaillées des modules optiques 2G. En conséquence, la transition vers la 800G s'effectue progressivement, faisant entrer la connectivité des centres de données de nouvelle génération dans une nouvelle ère.

 

Δ Feuille de route de la norme MSA enfichable 800G

 

Conclusion

Depuis l'année 2020, le développement des technologies 5G, IA et IoT apportera non seulement une toute nouvelle expérience utilisateur aux utilisateurs finaux, mais stimulera également une augmentation rapide du trafic de données dans l'ensemble du monde en ligne. Par conséquent, la recherche et le développement de modules optiques 800G, voire 1.6T, deviendront un sujet nouveau et brûlant tant que la demande d'interconnexion sur la bande passante de Big Data au sein et entre les centres de données augmentera.