800G 광 트랜시버 : 차세대 DCI를위한 새로운 드라이브

구성 요소 회사에 대한 현재 수요 증가는 400G 광 모듈에 있을 수 있지만 800G 광 네트워크 애플리케이션은 고속, 고밀도 포트 및 저지연 DCI의 여정을 시작하려고 합니다. 이 기사에서는 현재 이더넷 광 모듈 시장, 800G 광 모듈의 DCI 시장 전망 및 800개의 2G MSA에 의한 800G 모듈 사양에 대해 논의했습니다.

1. 이더넷 광모듈 시장 현황

400G 광 트랜시버는 몇 년 동안 화두가 되었지만 높은 비용과 미성숙한 기술로 인해 아직 배포 초기 단계에 있습니다. 광통신 마케팅 연구기관인 라이트카운팅(Lightcounting)이 발표한 통계에 따르면 100G와 200G 모듈 출하량이 점진적으로 증가하고 있지만 400G 광 트랜시버가 현재 광모듈 시장에서 지배적인 역할을 하고 있으며 그 중 400G 광모듈이 더 크게 증가하고 있다. .

 

∆ 이더넷 광 모듈 (10GbE~2x400GbE) 시장 전망

800년에는 400개의 2021G 광 채널을 하나의 광 모듈로 통합한 800G 광 트랜시버가 출시될 것으로 예상됩니다. 그러나 이러한 800G 광섬유 모듈은 저비용 및 고성능 XNUMXG 데이터 센터 상호 연결 솔루션을 제공할 수 없습니다. 

 

2. QSFP-DD800 MSA 및 800G 플러그형 MSA

400G 광트랜시버의 보급이 진행되고 있는 상황에서 800G 광모듈 탐색이 업계의 주목을 받기 시작했다. 지금까지 QSFP-DD 사양을 위한 800G 모듈을 표준화하는 두 개의 MSA 조직이 있는데, 하나는 QSFP-DD800 MSA이고 다른 하나는 800G Pluggable MSA입니다.

∆ QSFP-DD800 MSA의 8개 멤버

 

● QSFP DD800 MSA

2019년 9월 19일에 설립된 QSFP DD800 MSA는 광 모듈 제조업체부터 시스템 제조업체에 이르기까지 업계 주요 제조업체 8곳으로 구성되어 있습니다. 이 800G MSA는 현재 400G QSFP-DD 광 모듈의 설계를 계승하고, 총 8개 채널과 단일 링크 100Gbps의 속도를 갖춘 차세대 QSFP-DD 광 모듈 개발에 전념하고 있습니다.

 

QSFP-DD800 MSA는 올해 앞으로 몇 달 안에 800개 회원사가 협력한 첫 번째 MSA 8G 표준 초안을 완료할 것으로 예상되며 다른 회사도 MSA 사양 개선에 참여할 수 있습니다. 업계 예측에 따르면 800G 이더넷 표준은 QSFP 폼 팩터에서 광 트랜시버의 성공을 이어받을 것입니다. 이 8개 멤버는 업계를 선도하는 회사이기 때문입니다.

 

● 800G 광 모듈용 QSFP-DD800 MSA 사양

QSFP-DD800 MSA 표준 프로젝트에 따르면 QSFP-DD800 광 모듈의 전력 소비는 기존 QSFP-DD 및 QSFP 모듈과 호환되는 케이지 및 케이지의 커넥터로 24W에 도달할 것으로 예상됩니다.

 

QSFP-DD800 MSA는 모듈의 기계적 치수, 1×1 표면 실장 케이지, 커넥터 신호 분배, 모듈 관리, 방열 설계 등을 포함하여 다음 측면을 구체적으로 정의합니다. 게다가 800G 광 모듈이 2×를 채택하도록 지정합니다. BiPass/Flyover 커넥터 및 통합 커넥터가 있는 크림핑 케이지 1개.

∆ 800G 광 모듈에 설계된 광 및 전기 커넥터 다이어그램

이전 MSA 조직과 달리 꽤 많은 국제 제조업체로 구성된 이번 QSFP-DD800 MSA는 BiPass/Flyover 커넥터가 있는 2 x 1 압착 케이지를 개발하여 800G 광 트랜시버에 적용할 것이라고 강조했습니다. 이 프로젝트에는 2가지 이유가 있습니다. 하나는 ASIC과 광학 모듈 사이의 전기적 연결 손실을 최소화하는 것입니다. 다른 하나는 케이블 기반 링크 토폴로지가 112Gbps 데이터 속도 시대에 더 널리 사용될 것임을 나타냅니다. 2019년 HW Full Connect Conference에서 HW는 Cable Cage를 사용한 라인 카드 디자인을 시연했습니다.

 

● 800G 광섬유 트랜시버용 800G 플러그형 MSA

국제 제조사로 구성된 QSFP-DD800 MSA와 달리 800G Pluggable MSA는 5년 2019월 XNUMX일 개최된 CIOEC(China International Optoelectronic Conference)에서 중국 제조사가 주최했습니다.

∆ 800G 플러그형 MSA는 중국 광 모듈 또는 서비스 공급업체에 의해 구성됩니다.

OTT 서비스 공급업체 Tencent, 시스템 공급업체 HW 및 H3C, 광학 모듈 및 장치 제조업체 Wuhan Guangxun/Hisense/Luxshare Precision 등이 모두 이 MSA 조직에 적극적으로 참여하고 있습니다. 800G Pluggable MSA의 설립은 IEEE와 같은 표준 기구의 관심도 끌었습니다.

∆ 800G 플러그형 MSA의 현재 회원사

3. 800G 광 모듈의 DCI 시장 전망

LightCounting은 2019년 발표한 '메가 데이터 센터 광학 보고서'에서 데이터 센터 내부 트래픽이 지속적으로 증가할 경우 초대형 클라우드 서비스 제공업체들이 2023/2024년까지 800G 광 트랜시버 모듈에 대한 수요를 보일 것이라고 예측했습니다. 동시에 51.2Tbps 스위칭 칩도 시장에 출시될 것으로 전망했습니다.

∆ 람다당 광속의 변화(G b / s )

4. 800G 광모듈 구현

장기적으로 800G 광 트랜시버에 대한 수요가 유지되고 있다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 그러나 기술 타당성, 특정 구현 및 800G 광학 모듈의 비용과 같은 문제가 업계의 새로운 초점이 되었습니다.

 

기술적인 관점에서 볼 때, 최신 QSFP DD DAC/ADC의 대역폭은 약 45GHz에 달하며, 이는 더욱 발전된 PAM 신호 변조 방식을 기반으로 200Gbps 신호 처리에 활용될 수 있습니다. 단일 파장 광 신호가 여전히 100Gbps 광섬유 모듈 에 사용되는 경우 , 기존 사양으로 충분히 지원 가능합니다. 8x100G PSM8, 4x200G PSM4 또는 4x200G CWDM4의 구체적인 적용 가능성에 대해서는 여전히 논란이 있습니다. 그럼에도 불구하고, 단일 링크 200Gbps 광 모듈이 개발된다면 단 4개 채널로 800Gbps 대역폭을 구현할 수 있어 DAC/ADC 케이블 장치 수를 절반으로 줄여 비용 효율성을 극대화할 수 있을 것입니다.

∆ 8x100GbE PSM8, 4x200G PSM4 및 CWDM4 광학 모듈 구현

 

5. 800G 광 모듈의 전송 거리

400G 광섬유 트랜시버 모듈의 경우, 단거리, 중거리, 장거리 전송에 대한 QSFP DD 관리 인터페이스 사양 및 표준이 존재합니다 . 800G 코히런트 광 트랜시버의 경우에도 전송 거리에 따라 유사한 요구 사항이 있을 것입니다. 하지만 800G 플러그형 MSA는 데이터 센터에서 가장 일반적으로 사용되는 100m, 500m, 2km의 세 가지 전송 거리 범위에 해당하는 광 모듈에만 초점을 맞출 것입니다. 10~80km 및 80km 이상의 전송 거리에 대한 표준은 IEEE 802.3 규격 제정 기구에서 마련될 것으로 예상됩니다.

∆ 800G 플러그형 MSA, 단거리 모듈(PSM8, PSM4, CWDM4)에 집중

 

6. T에키 니컬 광학 모듈을 위한 혁신

800G 광 트랜시버 에 대한 모든 연구와 탐색은 기술 개선 및 성숙도 향상에 중요한 의미를 지닙니다. 현재 16QAM 변조 기술은 200G 및 400G 광 트랜시버에 적용되어 왔으며, 더욱 복잡한 64QAM 변조 방식이 400G 및 800G 모듈에 사용될 가능성이 높습니다.

 

광모듈 내부 칩 제조 공정도 현재 16nm에서 최신 7nm 공정으로 업그레이드된다. 또한 그에 따라 PCB의 패시브 링크 설계 및 신호 튜닝 알고리즘이 더욱 향상될 것입니다. 그러나 광 모듈의 경우 비용, 성능 및 전력 소비 간의 균형을 맞추는 것이 중요합니다.

 

 

∆ 플렉스그리드(FlexGrid), 코히런트 광 모듈용 고속 상호 연결 기술

 

7. 800G MSA 표준 로드맵

800G Pluggable MSA 로드맵에 따르면 Spec1.0 MSA 표준 버전은 4년 2020분기에 도입될 예정입니다. 또한 QSFP-DD800 MSA 조직에서 지정한 표준은 2020년에 완료되어 2개의 800G 광 모듈에 대한 세부 사양 사본. 그 결과 800G로의 전환이 점진적으로 진행되어 차세대 데이터 센터 연결을 새로운 시대로 이끌고 있습니다.

 

∆ 800G 플러그형 MSA 표준 로드맵

 

맺음말

2020년부터 5G, AI 및 IoT 기술의 개발은 최종 사용자에게 완전히 새로운 사용자 경험을 제공할 뿐만 아니라 전체 온라인 세계에 대한 데이터 트래픽의 급격한 증가를 촉진할 것입니다. 따라서 데이터 센터 내부 및 데이터 센터 간의 빅 데이터 대역폭에 대한 상호 연결 요구가 증가하는 한 800T 광 모듈이라도 1.6G의 연구 개발은 새롭고 뜨거운 화두가 될 것입니다.