데이터 센터의 400G QSFP-DD 트랜시버: 유형 및 배선 방식

모바일 인터넷 기술과 인터넷 기술의 점진적인 발전으로 점점 더 많은 비즈니스가 클라우드 컴퓨팅과 빅데이터를 통해 수행될 것입니다. 클라우드 컴퓨팅의 핵심 기본 설정으로서 데이터 센터의 컴퓨팅 성능 및 내부 데이터 교환 용량도 최종 고객의 요구에 따라 폭발적으로 증가합니다. 인터넷 데이터 센터에는 높은 대역폭과 낮은 종합 비용이 필요합니다. 따라서 병렬 전송 광 모듈 및 다중 코어 종단 종단 광 케이블은 400G 또는 800G 데이터 센터의 상호 연결을 위한 주류 제품이 될 것입니다.

400G 송수신기의 유형은 무엇입니까?

초기 400G 광 트랜시버는 16채널 25Gbps NRZ 변조(예: 400G-SR16)를 사용했으며 CDFP 또는 CFP8에 패키징되었습니다. 그것의 장점은 25G 광 모듈에서 성숙한 100G NRZ 기술을 사용할 수 있다는 것입니다. 그러나 단점은 16개의 신호를 병렬로 전송해야 하고 전력 소비가 크고 볼륨이 커서 데이터 센터 애플리케이션에 적합하지 않다는 것입니다.

현재 400G 트랜시버 제품에서 8채널 53Gbps PAM4(400G-SR8, FR8, LR8) 또는 4채널 106Gbps PAM4(400G-DR4, FR4, LR4)는 주로 광 포트 측에서 400G 신호 전송을 실현하는 데 사용되며, 및 8채널 53Gbps PAM4 전기 신호는 OSFP 또는 QSFP-DD 패키지 형태로 전기 포트 측에서 사용됩니다.

OSFP 및 QSFP-DD 패키지 모두 8채널 전기 신호 인터페이스를 제공할 수 있습니다. 이에 비해 QSFP-DD 패키지는 더 작아서(기존 28G 광 모듈의 QSFP100 패키지와 유사) 데이터 센터 애플리케이션에 더 적합합니다. OSFP 패키지의 크기는 약간 더 큽니다. 더 많은 전력을 소비하기 때문에 통신 애플리케이션에 더 적합합니다. 그리고 CFP8 폼 팩터의 경우 16x25G 레이저가 필요하므로 더 높은 전력 소비, 더 높은 비용 및 큰 크기를 갖습니다.

광파장면에서, 400G 광 트랜시버 다중 모드(MM)와 단일 모드(SM)로 나눌 수 있습니다. 신호 변조 방식은 NRZ와 PAM4 변조(주로 현재 PAM4)로 나뉩니다. 전송 거리 측면에서 400G 트랜시버는 SR, DR, FR 및 LR로 나눌 수 있습니다. 포장 형태 측면에서 400G 트랜시버는 CDFP, CFP8, OSFP, QSFP-DD 등으로 나눌 수 있습니다.

다음 콘텐츠는 400G 트랜시버의 주류 패키징 형식에 중점을 둡니다. 400G QSFP-DD.

QSFP-DD(Quad small form-factor pluggable double density)는 8채널 전기 인터페이스를 채택하고 각 채널의 속도는 최대 25Gb/s(NRZ 변조) 또는 50Gb/s(PAM4 변조)입니다. 200G 및 400G 이더넷에 사용할 수 있습니다. 현재 400G 시장의 QSFP-DD 패키지에는 400G SR8, LR4, FR4, DR4, XDR4, FR8, LR8 및 데이터 센터의 다양한 요구 사항을 충족할 수 있는 기타 유형을 포함하여 많은 유형의 광 모듈이 있습니다. .   

400G 데이터 센터의 400G QSFP-DD 트랜시버 배선 체계

데이터 센터 내부의 광 연결은 광 모듈 및 광섬유 커넥터의 도움으로 실현되어야 합니다. 데이터 트래픽의 증가에 대처하고 보다 유연한 확장, 업그레이드 및 백업 기능을 고려하기 위해 차세대 대형 데이터 센터는 일반적으로 내부에 더 많은 데이터 교환 및 처리 용량을 갖춘 리프 릿지 네트워크 아키텍처를 채택하기 시작했습니다. 데이터 센터뿐만 아니라 더 평평한 네트워크 구조.

데이터 센터에서 상호 연결된 광 모듈의 경우 비용을 고려하여 해당 광 모듈 방식을 선택해야 합니다. 데이터 센터의 릿지 아키텍처에 해당하는 일부 TOR 서버는 리프 레이어까지, 리프 레이어에서 스파인 레이어까지 데이터 교환을 위해 중장거리 광 모듈을 사용해야 합니다. 400G 중장거리 광 모듈의 경우 주로 400G DR4, 400G FR4 및 2x200G FR4의 세 가지 방식이 있습니다. 

• 400G DR4: 이 모듈은 100채널 광 병렬 전송과 함께 4G PAM4 변조 기술을 사용하므로 400G QSFP-DD DR4 광 모듈에는 8코어 단일 모드 광섬유가 필요합니다. 400G DR4 광 모듈은 500m의 전송 거리를 가지며 업그레이드된 400G DR4+ 광 모듈은 2km 전송을 지원할 수 있습니다. 400G QSFP-DD DR4 광 모듈은 실제로 4x100G 광 모듈이며, 400G DR4 광 모듈은 400G ~ 400G 지점 간 연결로 사용하거나 400G ~ 4x100G 연결로 분리할 수 있습니다. 또한 400G DR4는 고객 데이터 센터의 포트 속도 요구 사항에 따라 100G에서 400G까지 유연한 네트워크 배선을 수행할 수 있어 장치 대역폭 리소스를 더욱 절약할 수 있습니다.

• 400G FR4:400G DR4 구조와 달리 400G QSFP-DD FR4에는 100G PAM4 기술을 사용하는 내부 광 파장 분할 구성 요소가 포함되어 있습니다. 400G FR4 광 모듈은 파장 분할 장치를 사용하여 CWDM4의 광 파장을 전송용 단일 모드 광섬유로 다중화합니다. 따라서 400G FR4 광 모듈에는 400개의 단일 모드 광섬유만 필요합니다. 4G FR2는 400km 전송을 지원합니다. 4G FR400 광 모듈은 점대점 연결을 위한 400G 광 모듈로만 사용할 수 있으며 광 파장 분할 요소가 포함되어 있으므로 4G FR400의 전체 모듈 비용은 4G DR400보다 높습니다. 또한 XNUMXG 점대점 연결로만 사용할 수 있고 유연한 연결성이 없기 때문에 고속 포트가 필요한 일부 시나리오에서만 사용하는 것이 더 적절하다.

• 2x200G FR4:이 광 모듈에는 내부에 200G CWDM4 2km 광 모듈 두 세트가 있으므로 본질적으로 2x200G FR4 광 모듈은 기능적으로 200G 광 모듈입니다. 2x200G FR4는 50G PAM4 변조 기술을 사용하며 장치 요구 사항은 100G 광 모듈의 요구 사항과 크게 다르지 않습니다. 따라서 광 칩 및 전기 칩 산업 체인이 충분히 성숙하지 않고 최종 고객이 네트워크 포트를 업그레이드해야 할 때 2x200G FR4가 더 나은 전환 방식입니다.

또한 데이터 센터에서 올바른 광섬유 커넥터를 사용하는 것도 중요합니다. 광섬유 커넥터는 광 모듈과 일치해야 합니다. MPO/MTP-8F 광섬유 점퍼는 SR4/DR4 연결 방식에 적용되고 MPO/MTP-16F 광섬유 점퍼는 400G QSFP-DD SR8 연결 방식에 적용됩니다. 현재 시장 인지도가 높은 400G 광섬유 인터페이스에는 400GBase-SR4.2, 400GBase-DR4 및 400GBase-SR8이 포함됩니다.     

구체적인 배선 방식은 다음과 같습니다.

• QSFP-DD 400G DR4 ~ 400G DR4 연결 방식: MPO/MTP 사전 종단 트렁크 광 케이블은 400개의 8G 스위치 사이에 배치되고, 400코어 MPO/MTP 광섬유 점퍼는 400G DR4 광 모듈을 연결하기 위해 XNUMXG 스위치 말단에 배치되며, 고밀도 광섬유 분배 박스(MPO 어댑터 포함)는 관리를 위해 미리 종단된 트렁크 광 케이블과 광섬유 점퍼 사이에 배치됩니다.

• QSFP-DD 400G SR8 ~ 400G SR8 연결 방식: MPO/MTP 사전 종단 트렁크 광 케이블은 400개의 16G 스위치 사이에 배치되고, 400코어 MPO/MTP 광섬유 점퍼는 연결을 위해 XNUMXG 스위치 끝에 배치됩니다. 400G SR8 광모듈과 고밀도 광배전함(MPO 어댑터 포함)이 미리 종단 처리된 트렁크 광케이블과 광파이버 점퍼 사이에 배치되어 관리됩니다.  

• QSFP-DD 400G SR8 ~ 200G QSFP56 SR4 연결 방식: MPO/MTP 사전 종단 백본 광 케이블은 16코어 MPO-2 * MPO/MTP 광섬유 점퍼가 400G 트랜시버와 400코어 MPO/MTP 광섬유를 연결하기 위해 8G 스위치 끝에 배치됩니다. 점퍼는 200G 스위치 끝단에 배치되고 고밀도 광섬유 분배함(MPO 어댑터 포함)은 관리를 위해 미리 종단된 트렁크 광 케이블과 광섬유 점퍼 사이에 배치됩니다.

요약

현재 세계 초대형 데이터 센터는 400년에 2020G 이더넷을 구축하기 시작했습니다. 400년에는 2022G 이더넷이 대규모 구축 단계에 진입할 것으로 예상됩니다. 오늘날 데이터 센터 애플리케이션, 네트워크 및 광 트랜시버는 빠르게 진화하고 있습니다. . 각 데이터 센터의 업그레이드 계획 시간은 기술 요구 사항, 예산, 규모 및 비즈니스 우선 순위에 따라 다릅니다. FiberMall은 400G DR400, 4G SR400, 8G FR400, 4G LR400, 4G LR400 등을 포함하여 8G QSFP-DD 광 모듈 제품의 전체 범위를 제공하여 데이터 센터의 변환 및 업그레이드를 더 빠르고 더 잘 실현하도록 돕습니다. .