800G光トランシーバー：次世代DCI用の新しいドライブ

コンポーネント企業に対する現在の需要の増加は400G光モジュールである可能性がありますが、800G光ネットワークアプリケーションは、高速、高密度ポート、および低遅延DCIの旅に着手しようとしています。 この記事では、現在のイーサネット光モジュール市場、800G光モジュールのDCI市場予測、および800つの2GMSAによる800Gモジュールの仕様について説明しました。

1. イーサネット光モジュール市場の現状

400G光トランシーバーは、ここ数年注目を集めていますが、コストが高く、技術が未成熟であるため、まだ展開が始まったばかりです。 光通信マーケティング研究機関であるLightcountingが発表した統計によると、現在の光モジュール市場では100G光トランシーバーが支配的な役割を果たしていますが、200Gおよび400Gモジュールの出荷は徐々に増加しており、その中で400G光モジュールはさらに大幅に増加しています。 。

 

∆イーサネット光モジュール（10GbE～2x400GbE）市場予測

800つの400G光チャネルを2021つの光モジュールに統合した800G光トランシーバーは、800年に市場に出ると予想されます。ただし、このようなXNUMXG光ファイバーモジュールは、低コストで高性能なXNUMXGデータセンター相互接続ソリューションを提供できません。 

 

2. QSFP-DD800MSAおよび800GプラガブルMSA

400G 光トランシーバーの展開が進行中であることを考えると、800G 光モジュールの探索が業界の注目を集め始めています。 これまで、QSFP-DD 仕様の 800G モジュールを標準化する MSA 組織は 800 つあり、800 つは QSFP-DDXNUMX MSA、もう XNUMX つは XNUMXG Pluggable MSA です。

∆ QSFP-DD800 MSAの8メンバー

 

● QSFP DD800 MSA

2019年9月19日に設立されたQSFP DD800 MSAは、光モジュールメーカーからシステムメーカーまで、業界を代表する8社のメーカーで構成されています。この800G MSAは、既存の400G QSFP-DD光モジュールの設計を継続し、合計8チャネル、シングルリンク100Gbpsの次世代QSFP-DD光モジュールの開発に取り組んでいます。

 

QSFP-DD800 MSAは、今年数か月以内に800人のメンバーが協力して最初のMSA 8G標準ドラフトを完成させる予定であり、他の企業も参加してMSA仕様を改善することができます。 業界の予測では、800Gイーサネット規格はQSFPフォームファクタの光トランシーバの成功を継承すると予測しています。これらの8つのメンバーは業界をリードする企業だからです。

 

● 800G光モジュールのQSFP-DD800MSA仕様

QSFP-DD800 MSA標準プロジェクトによると、QSFP-DD800光モジュールの消費電力は24Wに達し、ケージとケージ内のコネクタは既存のQSFP-DDおよびQSFPモジュールとの互換性を維持すると予想されます。

 

QSFP-DD800 MSAは、モジュールの機械的寸法、1×1表面実装ケージ、コネクタ信号分配、モジュール管理、放熱設計などを含む次の側面を具体的に定義します。さらに、800G光学モジュールが2×を採用することを指定します。 BiPass / Flyoverコネクタと統合コネクタを備えた1つの圧着ケージ。

800G光モジュールに設計された光コネクタと電気コネクタの図

以前の MSA 組織とは異なり、かなりの数の国際メーカーで構成されるこの QSFP-DD800 MSA は、BiPass/Flyover コネクタを備えた 2 x 1 圧着ケージが開発され、800G 光トランシーバに適用されることを強調しました。 このプロジェクトの理由は 2 つあります。 112 つは、ASIC と光モジュール間の電気リンクの損失を最小限に抑えることです。 もう 2019 つは、XNUMX Gbps のデータ レートの時代に、ケーブル ベースのリンク トポロジがより広く使用されるようになることを示しています。 XNUMX 年の HW Full Connect Conference で、HW は Cable Cage を使用したラインカード設計のデモを行いました。

 

● 800G 光ファイバートランシーバー用の 800G プラガブル MSA

800G Pluggable MSA は、国際メーカーで構成される QSFP-DD800 MSA とは異なり、5 年 2019 月 XNUMX 日に開催された CIOEC (中国国際光電子会議) で中国のメーカーによって組織されました。

∆ 800G プラグイン式 MSA は、中国の光モジュールまたはサービスサプライヤーによって構成されています。

OTT サービス サプライヤーの Tencent、システム サプライヤーの HW および H3C、光モジュールおよびデバイス メーカーの武漢 Guangxun/Hisense/Luxshare Precision などはすべて、この MSA 組織に積極的に関与しています。 800G Pluggable MSA の確立は、IEEE などの標準化団体の注目も集めています。

∆ 800G プラグイン MSA の現在のメンバー

3. 800G光モジュールのDCI市場予測

LightCountingは2019年に発表したメガデータセンター光通信レポートの中で、データセンター内のトラフィックが継続的に増加する限り、超大規模クラウドサービスプロバイダーは2023年から2024年までに800G光トランシーバーモジュールの需要を持つだろうと予測した。同時に、51.2Tbpsのスイッチングチップも市場に投入されるだろう。

∆ラムダあたりの光速度の進化（G b / s ）

4. 800G光モジュールの実装

長期的には、800G 光トランシーバーの需要が持ちこたえていることは疑いの余地がありません。 ただし、技術の実現可能性、具体的な実装、および 800G 光モジュールのコストなどの問題が、業界の新たな焦点となっています。

 

技術的な観点から言えば、最新のQSFP DD DAC/ADCの帯域幅は約45GHzに達し、より高度なPAM信号変調に基づいて200Gbps信号に使用できます。光信号の単一波長がまだ100Gbpsファイバーモジュールの場合、既存の仕様で基本的にカバーできます。8x100G PSM8、4x200G PSM4、または4x200G CWDM4の具体的なアプリケーションについては、まだ議論の余地があります。しかし、シングルリンク200Gbps光モジュールが開発できれば、わずか4チャネルで800Gの帯域幅容量を実現でき、 DAC/ADCケーブルデバイスを半分に削減できるため、コスト効率が向上します。

∆ 8x100GbE PSM8、4x200G PSM4、および CWDM4 光モジュールの実装

 

5. 800G光モジュールの伝送距離

400G光ファイバー送受信モジュールには、短距離、中距離、長距離それぞれに対応したQSFP DD管理インターフェース仕様と規格が存在します。800Gコヒーレント光送受信モジュールについても、伝送距離に応じて同様の要件が設けられる予定です。しかし、800G Pluggable MSAは、データセンターで最も一般的に使用されている仕様である100m、500m、2kmの3つの伝送距離に対応する光モジュールのみを対象とします。10～80kmおよび80kmを超える伝送距離のアプリケーションについては、IEEE 802.3規格策定機関で対応する規格が策定される予定です。

∆ 800G プラグイン式MSA：短距離モジュールPSM8、PSM4、CWDM4に焦点を当てる

 

6. Tテクニカル 光モジュールの革新

800G光トランシーバーに関するあらゆる研究開発は、技術の向上と成熟にとって意義深いものです。現在までに、16QAM変調方式は200Gおよび400G光トランシーバーに適用されており、より複雑な64QAMは400Gおよび800Gモジュールで使用される可能性が高いと考えられます。

 

光モジュール内のチップ製造プロセスも現行の16nmプロセスから最新の7nmプロセスにアップグレードします。 さらに、PCB 上のパッシブ リンク設計と信号調整アルゴリズムは、それに応じてさらに改善されます。 しかし、光モジュールの場合、コスト、性能、および消費電力のバランスを取ることが重要です。

 

 

∆ FlexGrid：コヒーレント光モジュール向け高速相互接続技術

 

7. 800GMSA標準のロードマップ

800G Pluggable MSAのロードマップによると、Spec1.0 MSA標準バージョンは4年の第2020四半期に導入されます。また、QSFP-DD800 MSA組織によって指定された標準は、2020年に完成し、2つあることを示しています。 800G光モジュールの詳細仕様のコピー。 その結果、800Gへの移行が徐々に行われ、次世代のデータセンター接続が新しい時代へと駆り立てられています。

 

∆ 800GプラグインMSA規格のロードマップ

 

結論

2020年以降、5G、AI、およびIoTテクノロジーの開発により、エンドユーザーにまったく新しいユーザーエクスペリエンスがもたらされるだけでなく、オンライン世界全体へのデータトラフィックの急速な増加が促進されます。 したがって、データセンター内およびデータセンター間のビッグデータ帯域幅に対する相互接続の需要が増加している限り、800T光モジュールでさえ1.6Gの研究開発は新しくホットなトピックになります。