高速データセンター向け1.6T光トランシーバモジュールの潜在能力を解き放つ

2024 年 11 月 5 日

ジェイソンリーブス

データセンター技術における継続的な課題は、より広い帯域幅とより高速なデータ伝送への進化です。そのため、組織は、データセンターのパフォーマンスを効率的に向上させる1.6T機能を備えた高度な光トランシーバーモジュールを導入しています。この論文では、データセンターの将来の進歩におけるこれらの高性能モジュールの重要性と、技術的な詳細、利点、実装方法について説明します。 1.6 T光トランシーバー この取り組みを通じて、より少ない遅延とより広い到達範囲で、より優れた信頼性の高いデータ伝送を実現する方法を示したいと思います。これにより、デジタル世界の将来のインフラストラクチャの基盤が整います。

1.6 T トランシーバーとは何ですか? どのように機能しますか?

1.6 Tトランシーバー技術の主な特徴

1.6Tトランシーバーを現代のデータセンターインフラに統合することで、高まる速度と効率性への要求に応える高度な機能を複数提供します。これらのモジュールはテラビットレベルのデータ伝送をサポートするように設計されており、超高帯域幅を必要とするアプリケーションに不可欠です。

超高データスループット1.6 T トランシーバーは、最大 1.6 テラビット/秒のデータレートを可能にし、クラウドコンピューティングおよび AI 駆動型環境での大規模データ転送のシームレスな処理を促進します。
高度な変調技術4 T トランシーバーは PAM1.6 変調を利用して長距離にわたって信号の整合性を最適化し、エラーを削減してネットワーク全体の信頼性を高めます。
エネルギー効率: 低電力集積回路を使用して設計されたこれらのトランシーバーは、持続可能なデータセンターの運用に不可欠なパフォーマンスを維持しながら運用コストを最小限に抑えます。
互換性と拡張性1.6 T トランシーバーは既存の光ファイバーシステムとの下位互換性をサポートしており、インフラストラクチャを完全に改修することなく段階的にアップグレードできます。

1.6T トランシーバーは、最大 1.6 テラビット/秒 (Tbps) の速度でデータを送信するために考案されたもう 4 つの光モジュールです。ネットワークハードウェアからの電気インパルスを光インパルスに変換し、光ファイバーケーブルで送信します。また、その逆も行います。パルス振幅変調 PAM1.6 などの複数の高度な変調方式は、レーザーや光検出器チップなどの統合テクノロジと組み合わせられる傾向があります。このようなテクノロジは、信号減衰を抑えながら、より長い距離にデータを送信するのに役立ちます。これにより、リソースを消費することなくデータ送信範囲を広げ、データセンターのパフォーマンスと容量を向上させることができます。その結果、XNUMXT トランシーバーは帯域幅と速度の増加に関する問題を解決できます。

トランシーバーモジュールの理解

1.6Tトランシーバーモジュールには、複数の機能とコンポーネントが搭載されています。その一つが人工知能（AI）対応チップセットで、レーザーによって実現される高度な信号処理と通信を効率的に行う集積回路を搭載しています。もう一つの重要なコンポーネントは、正反対のプロセスを実行する光検出器です。PAM4などの高度な変調技術を用いることで、トランシーバー全体として伝送速度を最大化し、結果として帯域幅効率も向上します。これらの高度な技術を1.6Tトランシーバーモジュールに組み込むことで、長距離データ伝送に対応しながら、最適な電力効率と高いデータスループット、そして低遅延を実現し、現代の高速データ処理センターにとって不可欠な要素となっています。

光トランシーバーの背後にある技術を探る

光トランシーバーは現代の通信インフラに欠かせないものであり、短距離で優れた効率で光によるデータ伝送を可能にします。これらは、電気信号と光信号を高度な光インターフェースで処理することにより、光ファイバーネットワークと電子機器を統合します。これは、4 本のファイバーで異なる波長の複数の信号を送信することで容量を増やす高密度波長分割多重 (DWDM) や、既存のインフラで情報伝送容量を増やす PAM400 などのモデム技術などの技術によってさらに可能になります。代わりに、信号を送信するための統合レーザーや受信および変換用の光検出器などの重要な部品が統合されているため、高精度でデータを受信および送信できます。これらの技術を総合すると、データセンターは、特に XNUMXG OSFP ソリューションを使用することで、データ転送速度の向上に対する高まる要件に対応できるようになります。

高速データ伝送におけるPAM4変調の役割

PAM4 変調は、4 つの異なるレベルのパルス振幅変調に変換され、0 つの信号内に大量の情報を収めることができるため、高速データ伝送において重要です。本質的に、PAM1 は、1.6 と 4 の XNUMX つの信号ではなく XNUMX つの異なる信号を持つことで、以前のバイナリ変調と比較してデータレートを XNUMX 倍にします。つまり、物理的なチャネル帯域幅を増やすことなく、帯域幅効率を大幅に向上できます。これは、XNUMXT ESFP モジュールのデータ容量が問題となるデータセンターなどのシナリオで有益です。このように、PAMXNUMX 変調は利用可能な帯域幅をより有効に活用し、高速通信の要件が高まっているため、より優れた高速データ転送を保証します。

データセンターにおける 1.6 T トランシーバーモジュールの利点は何ですか?

現代産業における1.6Tトランシーバーの応用

1.6Tトランシーバーの汎用性は従来のデータセンターにとどまらず、高速接続が不可欠な様々な分野で活用されています。この技術は、低レイテンシと大容量が求められる環境に特に適しています。

ハイパースケールデータセンター大規模施設では、1.6 T トランシーバーがビデオストリーミングやリアルタイム分析などのサービスのための膨大なデータ集約をサポートし、中断のないパフォーマンスを保証します。
電気通信ネットワーク: 通信プロバイダーは 1.6 T トランシーバーモジュールを利用して 5G 以降のインフラストラクチャを拡張し、より高速なモバイルブロードバンドとエッジコンピューティングを実現します。
AIと機械学習のワークロードAI トレーニングクラスターの場合、1.6 T トランシーバーによりサーバー間のデータ交換が高速化され、処理時間が短縮され、モデルの精度が向上します。
エンタープライズネットワーキング企業は、仮想現実シミュレーションやビッグデータ処理などの社内の高帯域幅ニーズに対応するために 1.6 T トランシーバーソリューションを採用しています。

帯域幅とデータレート機能の強化

1.6Tトランシーバモジュールは、最新の光技術を活用することで帯域幅と速度を最大限に活用し、より高密度でデータ量の多い伝送を実現します。この高度なモジュールは、大容量データ転送に効果的なソリューションを提供し、現代のデータハブのスケール要件を満たします。これらのモジュールは、データ量とポート密度の増加に合わせて設計されており、必ずしもより多くのスペースを必要とせずに既存の設備を最大限に活用できます。さらに、1.6Tトランシーバは、複雑な変調および多重化技術を採用することで、一度に大量のデータを伝送できる高ビットレートのデータ伝送をサポートします。これにより、伝送時間が短縮され、ネットワーク全体のサービス品質が向上します。したがって、将来のデータセンター構造と運用トレンドの実現に向けた基盤となります。

消費電力の削減と効率の最適化

1.6Tトランシーバーモジュールは、エネルギー利用効率を高めるための斬新なアイデアを統合することで、確実な省エネと効率性の向上を実現します。シリコンフォトニクスと一体型光学部品の採用により、ビット単位のエネルギー消費量を削減します。これは、一日中稼働する大規模データセンターにとって重要なポイントです。電力管理技術、例えば電力と熱の最適化をインテリジェントに制御する技術も役立ちます。こうしたイノベーションは、データセンターの環境負荷を低減します。データセンター高密度インターフェースに必要なエネルギーコストを削減する上で、経済的にも合理的です。より広範な持続可能かつ高品質なパフォーマンス領域における重要な要素として、1.6Tトランシーバーは全体的な持続可能ケースの達成に貢献します。

高性能データセンターネットワークのサポート

1.6Tトランシーバーは、増大する情報需要を効率的に管理するため、高密度データセンターネットワークの必須条件となります。帯域幅が広いため、これらのトランシーバーを使用することで、ネットワークを介してより多くのデータを転送できます。また、スパインリーフ型などの複雑なネットワークトポロジーをサポートし、拡張性を高め、低遅延を実現します。さらに、これらのトランシーバーは既存のシステムと統合されており、再構築の手間をほとんどかけずに容易にアップグレードできます。この互換性により、データセンターは効率を損なうことなくネットワークリソースを増強し、負荷要件を満たすことができます。

1.6 T OSFP-XD はネットワークインフラストラクチャをどのように改善するのでしょうか?

1.6T OSFP-XD はネットワークインフラストラクチャをどのように改善しますか?

OSFP と OSFP-XD フォームファクタの比較

OSFP (Octal Small Form Factor Pluggable) と OSFP-XD (Extra Density) は、ネットワークインフラストラクチャのパフォーマンスと効率性の向上に重点を置いた新しいフォームファクタです。標準の OSFP は、データセンターレベルでの動作を含むいくつかのユースケースで、コネクタモジュールあたり最大 800Gbps の高密度プロビジョニングを維持するように設計されています。同時に、データセンターアプリケーション向けのこの標準の進化、つまりポートの設計における革命とも言える OSFP-XD MSA は、モジュールあたり 1.6 テラビットを超えるデータ伝送が可能になりました。帯域幅の強化は、正確な物理寸法を維持しながらレーンを追加することで実現され、追加のスペースなしでより優れたカバレッジが可能になります。上記のフォームファクタは両方ともシステム統合に関して下位互換性がありますが、データセンターが注力する将来のネットワークに関しては、OSFP-XD でデータの需要を満たすことは決して問題になりません。

光通信におけるOSFP MSAの利点

OSFP MSA (Multi-Sourced Agreement) は、高速で動作可能なトランシーバーの設計を汎用化することで、光通信に幅広いメリットをもたらします。まず、OSFP フォームファクターは高密度ソリューションとして広く知られており、ポケットサイズのボリューム内で多くの帯域幅を利用できるようになります。これは、スペースが不足している今日の最新のデータセンターでは不可欠な要素です。さらに、400 Gbps から最大 800 Gbps まで処理できるため、ハードウェアを大量に変更することなく、ネットワークインフラストラクチャを拡張するコスト効率も高くなります。さらに、下位互換性と熱性能特性を組み合わせることで、これらのモジュールが既存のインフラストラクチャへのスムーズな統合を妨げることなく、むしろ促進することが保証されます。そのため、ネットワークのアップグレード中に中断が発生する可能性は低くなります。これらの属性により、OSFP MSA は、柔軟性や将来の拡張制限に制限されることなくパフォーマンスを向上させたいと考えている、データが密集したセンターでの使用に適しています。

ネットワークシステムにおける 800G OSFP 以上の統合

OFSP と上記のモジュールをネットワークシステムに統合するには、まず既存のインフラストラクチャを確認して、より高いデータスループットに対する互換性と準備性を確保します。モジュールには、モジュールあたり最大 800 Gbps のデータレートと、QSFP28 インターフェイスを介して大量のデータを送信するための効果的な縫製層が必要です。これらのモジュールは、主要なアプリケーションとサイト統合から始めて、パフォーマンスレベルと既存システム内の適応を変更し、段階的に導入することをお勧めします。スイッチング熱管理システムは、信頼性を損なうことなく、システムのより高い電力要件に対応できるほど堅牢であることが不可欠です。最後に、拡張可能なモジュールと強力な管理およびサポートツールを備えたベンダーを使用すると、これらの高度なモジュールの導入が容易になり、ネットワークシステムの将来の成長が可能になります。

800G 光モジュールの主な機能は何ですか?

1.6 Tトランシーバー開発における将来の動向とイノベーション

データ需要の急増が続く中、1.6Tトランシーバー技術は、性能と適応性をさらに向上させる新たなイノベーションを取り入れるべく進化を遂げています。業界の専門家は、次世代のモジュールを形作るいくつかの重要なトレンドを予測しています。

シリコンフォトニクスとの統合将来の 1.6 T トランシーバー設計では、製造コストを削減し、信号処理速度を向上させるために、シリコンフォトニクスにますます依存するようになる可能性があります。
強化されたDWDM機能高密度波長分割多重 (DWDM) の進歩により、1.6 T トランシーバーは単一のファイバー上でより多くのチャネルを多重化できるようになり、全体的なネットワーク容量が向上します。
持続可能性への焦点: より環境に優しい技術を推進し、今後登場する 1.6 T トランシーバーモデルでは、消費電力がさらに低くなり、リサイクル可能な材料が採用される予定です。
AIに最適化されたチップセットAI 駆動型エラー訂正機能と適応変調機能を組み込むことで、1.6 T トランシーバーはよりインテリジェントになり、変化するネットワーク状況に合わせて自動的に最適化されます。

これらの傾向は、1.6Tトランシーバー技術がデジタル経済の成長を支える長期的な可能性を浮き彫りにしています。これらの動向を常に把握しておくことで、組織は戦略的な投資計画を立てることができます。

光伝送におけるSMFの重要性

シングルモードファイバー (SMF) の重要性を調査しているうちに、長距離での効率的な高速データ転送にはこれが不可欠であることを発見しました。SMF の重要な利点の 800 つは、より広い帯域幅と最小限の信号劣化で長距離通信を送受信できることです。これは、通信やデータセンターでの使用に有利です。シングルモードファイバーは、マルチモードファイバーと比較してモード分散が少ないため、よりクリアな信号を使用してより多くのデータを送信できます。この機能により、ネットワークのパフォーマンスが大幅に向上します。XNUMXG で動作するような高度な光モジュールを適切に導入して、最高の効率で動作し、将来の要件を満たすように拡張できるようにすることが重要です。

波長とラムダ技術の影響

波長とラムダの技術は、データ転送に使用される光周波数を決定することで光ネットワークに影響を与えます。WDM は、異なる波長を異なるチャネルに割り当てて帯域幅を最大化する技術です。つまり、この構成により、1 本の光ファイバーケーブルで多くの信号を伝送できるため、光ファイバーケーブルで伝送できる情報量が増えます。Lambda の技術により、これらの波長を効率的にオーケストレーションし、ネットワークのパフォーマンスと拡張性を最適化できます。ネットワークが成長し、情報に対する需要が高まるにつれて、波長とラムダの技術は、堅牢で適応性の高い通信インフラストラクチャの開発に不可欠になります。

光ファイバーケーブルの互換性の調査

光システムの統合とスムーズな機能は、いくつかの要因に依存します。たとえば、ファイバーがシングルモードかマルチモードかなどのネットワーク仕様は、パフォーマンスメトリックと距離範囲を確保するために準拠する必要があります。さらに、信号損失を最小限に抑えるために、光トランシーバーとコネクタを適切なファイバータイプと統合する必要があります。また、波長の互換性も確認する必要があります。特定の帯域がアプリケーションに最適な場合は高周波伝送を適用し、その逆も同様です。したがって、ネットワーク評価では、100G および 200G テクノロジを採用して、必要なネットワークパフォーマンスレベルと光ファイバーテクノロジの要素の必要な幾何学的分布を実現するなど、これらの要因を考慮する必要があります。

1.6 T トランシーバーソリューションを実装および管理する方法

データセンターネットワークのアップグレード計画

1.6 T トランシーバーを使用してネットワーク統合を実現するには、いくつかの手順に従う必要があります。まず、インフラストラクチャの現在のボトルネックと、それを改善およびオーバーホールする方法を評価します。ネットワークの機能を評価して、大容量トランシーバーが境界外にならないようにします。QSFP112 トランシーバーを配置して、空きスペースの制約がモジュール式のアプローチになるように実装し、シールドを使用してソフトスイッチングを可能にし、接続を全体的に維持します。これを実現するには、シームレスなインフラストラクチャ管理を可能にするネットワーク管理システムを使用して、データセンターを拡張および保護します。さらに、電力使用量の増加に対応しながら信頼性の高いシステムを開発するには、エネルギー効率と熱管理が重要です。これらの原則に従うことで、インターネットの拡大によるデータの規模と需要がますます増加しているため、パフォーマンスを大幅に最適化する機会が生まれます。

既存のインフラストラクチャとの互換性の確保

1.6Tトランシーバーソリューションへの移行中は、ネットワークコンポーネントと構成を統合する前に整合性チェックを実施し、エンドインフラストラクチャが実装された新しいソリューションと整合しているかどうかを確認することが重要です。まず、信号損失を防ぐために、最先端のハイブリッド光ファイバーとコネクタなど、現在の配線規定を満たす新しいトランシーバーを設置することが不可欠です。また、電力と熱の要件が異なる場合があるため、既存の電源システムが要件の増加に対応できることを確認してください。デバイスのアクティベーションに必要な電力を考慮し、400G OSFP規格などの効率的なデータフローを確立するためのポリシーを再評価してください。最後に、ホワイトラベルメーカーやサプライヤーと協力し、統合プロセスがスムーズに進み、将来の適合方法に関する業界の新しい知見に従うことが賢明です。

最適なパフォーマンスを実現するための光ネットワークの監視

光ネットワークで可能な限り最高の結果を達成するには、最新のツールと技術でサポートされた監視の体系的な戦略を開発する必要があります。このようなアプリケーションをインストールすることで、エラーの特定、ファイバー損失の推定、信号が劣化しないようにするためのインストール要件が容易になります。さらに、管理の観点からは、遅延、ジッター、エラー率など、サービス品質に直接影響する重要なパラメータに関するリアルタイム情報を提供するパフォーマンス監視システムを使用する実用的な手順を踏む必要があります。自動監視は、このような異常を迅速に特定して修正し、ネットワークの望ましい制御を実現するのに便利です。このような高度な監視ツールと技術を組み込むことで、管理者は光ネットワークインフラストラクチャで期待されるレベルの信頼性と効率を提供できます。

参照ソース

トランシーバ

光モジュール

光ファイバ

よくある質問（FAQ）

Q: 1.6T 光トランシーバモジュールを 400G モジュールと比較して説明してください。

A：1.6T光トランシーバーモジュールは、1.6Tの速度でデータを転送するように設計された相互接続デバイスです。このデバイスは、ハイパースケールデータセンターでの使用に特化しています。400G光モジュールは、合計400ギガビットのデータ転送のみを目的として設計されていたことに注意してください。その後、技術の進歩により、光エンジンとコヒーレント光ファイバー伝送の採用により1.6Tの転送速度が実現しました。これらの変化により、米国は大幅な電力節約と、競争による利益の増加が期待されています。

Q: データセンターで 1.6T OSFP-XD トランシーバーを使用する利点は何ですか?

A: 1.6T OSFP-XD トランシーバーには、前方互換性などの利点があり、サイジングをサポートし、帯域幅を 112 倍に増やす現在の QSFP1 インターフェイスと統合するように設計されています。これらのトランシーバーは、大幅なエネルギーとコストを節約するテクノロジを備えた高ポート密度を提供し、より長い距離で送信できるようにすることで、コストの課題も軽減します。これらの要素は、世界の規模を拡大することで、データセンターの現在の標準に革命をもたらすのに役立ちます。

Q: 1.6G QSFP-DD および OSFP トランシーバーと比較して、400T 光モジュールにはどのような利点がありますか?

A: 1.6T 光モジュールは、400G モジュールに比べて技術的に大きく進歩しています。まず、前述のように、1.6T モジュールの帯域幅は 1600 倍で、最大 1.6 ギガビットです。次に、XNUMXT モジュールは消費電力が低く、長距離に対応できるため、データセンターの高速ネットワークに非常に役立ちます。

Q: 1.6T 光トランシーバーモジュール: ブレイクアウト構成をサポートできますか?

A: はい、1.6T 光トランシーバーモジュールはブレークアウト構成をサポートできます。これにより、1.6 つの 4T ポートを複数の低速ポートに分割するなど、より汎用性の高い構成が可能になります (たとえば、400x8G または 200xXNUMXG 構成)。このような機能により、データセンターオペレーターはリソースとネットワークアーキテクチャをより効率的に使用できるようになります。

Q: 1.6T 光トランシーバーモジュールで使用できるファイバーは何ですか?

A: 定義上、また環境の性質に基づいて、1.6T OSFP を含む 1.6T 光トランシーバモジュールは、既存のデータセンターケーブルと併用されることが想定されています。ほとんどの場合、これらは、主に高速長距離伝送リンクとして世界中で使用されている標準のシングルモードファイバーケーブルおよび SMF トランシーバと互換性があります。MMF 用の特定の 1.6T モジュールは、特定の目的のために 100 m 未満にしかできません。設計とアプリケーションの要件が決定要因となります。

Q: データセンターの回線における 1.6G から 400G 以上への移行において、800T 光モジュールはどのような役割を果たすのでしょうか?

A: データセンターが 400 G ネットワークから 800 G ネットワーク、およびその子孫へと進化する中で、1.6T 光モジュールはあらゆる段階で重要なコンポーネントとして機能します。これらは、帯域幅を増やして効率を改善することで、ブリッジまたはギャップフィラーとして機能します。これらのモジュールにより、データセンターは、将来のアップグレードによって 200g や 400g などの現在の帯域幅要件を満たすことができます。1.6T モジュールに組み込まれたテクノロジが果たす役割の XNUMX つは、より大規模な光相互接続の開発であり、これにより、将来のデータセンターの相互接続でより高速な光リンクが可能になります。

Q: 1.6T 光トランシーバーモジュールの通常の範囲はどの程度ですか?

A: モジュールの設計パラメータや使用するファイバーの種類など、いくつかの要因が伝送距離に影響します。ただし、多くの 1.6T モジュールは、シングルモードファイバーで最大 2 km 以上の距離をサポートできます。このため、データセンター内接続や近隣のデータセンター施設間のリンクに適しており、ネットワーク設計と拡張の柔軟性が高まります。