차세대 데이터 전송: SFP112/QSFP112/QSFP-DD800/OSFP 800G DAC

빅 데이터 시대의 도래와 데이터 센터의 급속한 발전으로 직접 연결 케이블 또는 고속 케이블이라고도 하는 DAC(직접 연결 케이블)는 상당한 가격 이점과 빠르고 안전하며 안정적인 전송 특성으로 인해 대규모 데이터 센터에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 그들은 대규모 데이터 센터에서 상당한 점유율을 차지했습니다. 고화질 라이브 스트리밍, AI, IoT 및 기타 5G 네트워크 애플리케이션이 지속적으로 빠르게 발전함에 따라 대규모 데이터 센터에서 더 높은 전송 속도에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

데이터 센터에서 라우터와 스위치는 I/O 패널 측에 인터페이스가 있으며 네트워크 장치 간의 연결(IO 인터페이스를 통해 상호 연결됨)은 주로 구리 케이블 연결과 광섬유 연결의 두 가지 연결 유형에 의존합니다. 광섬유 비용이 높기 때문에 캐비닛 내부 또는 캐비닛 간 단거리 전송에 이상적인 솔루션은 DAC(고속 케이블)입니다. 또한 단일 링크 신호 속도가 56Gbps에서 112Gbps로 발전하고 네트워크 장치의 I/O 인터페이스가 400G에서 800G로 업그레이드됨에 따라 직접적인 결과는 링크 손실이 급격히 증가하여 수동 구리 케이블 I/O 모듈의 전송 거리가 짧아지는 것입니다.

위에서 언급한 XNUMX가지 고속 구리 케이블 솔루션은 다음과 같은 특징이 있습니다.

• 우수한 성능을 가진 FiberMall의 자체 개발 High Speed ​​112 시리즈 고속 나선을 사용합니다.
• 전송 인코딩은 PAM4-112G 기술을 채택하여 최대 40GHz 사전 공명(Suck-out)을 지원하고 QSFP56 및 QSFP28과 역호환됩니다.
• 이 제품은 IEEE 802.3ck 사양을 준수하며 최대 전송 속도는 800Gbps이고 400G 제품과 역호환됩니다.
• 삽입 손실은 19.75dB@26.56GHz 미만이며, 근단 누화 8개와 원단 누화 7개를 쌓은 조건에서 채널 작동 마진(COM)이 4dB보다 좋습니다.

특정 DAC 기술 사양은 다음과 같습니다.

• SFP112 30AWG-1.5M / 28AWG-2.0M
• QSFP112 30AWG-1.5M / 28AWG-2.0M
• QSFP-DD800      30AWG-1.5M / 28AWG-1.5M
• OSFP 800 30AWG-1.5M / 28AWG-2.0M

FiberMall QSFP112 26AWG 2M 제품 테스트

112G 고속 상호 연결 구리 케이블 기술

개요 고속 구리 케이블의

고속 구리 케이블은 일반적으로 DAC(Direct Attach Cable)를 말하며 다이렉트 케이블 또는 다이렉트 구리 케이블입니다. 은도금 전도 및 발포 절연 코어를 사용하고 와이어 쌍 차폐 및 전체 차폐를 채택하여 고속 케이블을 형성합니다. 광 모듈에 비해 고속 구리 케이블에는 고가의 광 레이저 및 기타 전자 부품이 없으므로 단거리 애플리케이션에서 비용과 전력 소비를 크게 절감할 수 있습니다. 광 모듈을 대체할 수 있는 저렴하고 효율적인 통신 솔루션 역할을 합니다.

고속 DAC 주요 구성 요소

QSFP112G DAC

그러나 전송 속도가 증가함에 따라 전체 링크는 케이블 손실에 대해 더 엄격한 요구 사항을 부과합니다. 기존 구리 케이블은 더 이상 데이터 센터 캐비닛 내의 장거리 애플리케이션을 커버할 수 없습니다. 이로 인해 ACC(Active Copper Cable)와 같은 선형 이득을 갖는 활성 구리 케이블과 AEC(Active Electric Cable)라는 CDR(Clock Data Recovery)이 있는 훨씬 더 강력한 활성 구리 케이블이 등장했습니다. ACC의 원리는 아날로그 수단을 통해 케이블의 수신단에 선형 보상(CTLE)을 추가하여 구리 케이블 애플리케이션의 고손실 상황을 보상하고 시스템의 링크 요구 사항을 충족하는 것입니다. AEC의 원리는 CDR 또는 더 복잡한 것을 추가하는 것입니다. 디지털 신호 처리(DSP) 케이블 양쪽 끝의 알고리즘. 입력 및 출력 신호의 프리엠퍼시스, 디엠퍼시스, 재컴파일 및 재구동을 수행하여 지터와 노이즈를 효과적으로 분리하고 더 높은 신호 대 비(SNR) 전송을 달성합니다.

선형 이득이 있는 ACC 신호 전송 원리

AEC(CDR 또는 CDR+DSP 활성 구리 케이블 신호 전송 원리)

응용 프로그램 개요 고속 구리 케이블의

인터넷 트래픽의 70%는 데이터 센터 내에서 발생하므로 데이터 센터 내 상호 연결 기술은 증가하는 데이터 흐름을 따라잡아야 합니다. 대규모 인터넷 데이터센터는 상호접속 측면에서 가장 빠르게 성장하는 시장이자 최근 기술혁신이 가장 빠른 분야이다. 현재 널리 사용되는 CLOS 데이터 센터 네트워크 아키텍처에서 Leaf와 Sp 레이어 사이의 단거리에서 장거리 광 모듈을 사용하는 링크의 비율은 액세스 레이어 스위치와 서버 사이의 전체 링크 수의 약 20/XNUMX입니다. 상호 연결 사용의 대부분을 차지하는 서버 및 TOR 스위치의 경우 고속 구리 케이블(DAC/ACC/AEC) 및 활성 광 케이블(AOC)을 상호 연결에 사용할 수 있으며 최대 XNUMXm 거리를 커버합니다. DAC(수동 구리 케이블)는 AOC(능동 광 케이블)보다 고장률이 낮고 전력 소모가 적으며 비용이 저렴하다는 점에서 자연스러운 이점이 있습니다. "탄소 중립성"에 대한 현재 요구 사항으로 인해 데이터 센터의 PUE(Power Usage Effectiveness)는 데이터 센터 운영 효율성을 측정하는 핵심 지표가 되었습니다. 최근 몇 년 동안 대규모/초대형 데이터 센터의 건설 및 설립으로 고급 통합 설계는 개별 서버 캐비닛의 전력 용량을 크게 증가시켜 서버 액세스를 위한 수직 케이블 연결 거리를 효과적으로 줄였습니다(TOR 스위치의 배치 위치 조정). 화이트 박스 네트워크 장치 및 맞춤형 컴퓨팅 노드의 배치와 함께 DAC 또는 DAC+ACC 솔루션은 캐비닛 내의 서버 네트워크 액세스 링크에 널리 사용되어 데이터 센터 구축을 위한 높은 신뢰성, 낮은 비용 및 낮은 전력 소비 요구 사항을 충족합니다.

일반적인 데이터 센터 네트워크 아키텍처 1

일반적인 데이터 센터 네트워크 아키텍처 2

112G 시리즈의 다양한 범위의 고속 구리 케이블 인터페이스 유형은 다양한 아키텍처 수준 및 애플리케이션 시나리오를 위한 다양한 옵션을 제공합니다. 다양한 고속 구리 케이블 인터페이스의 설계 특성에 대한 수년간의 시장 경험과 분석을 기반으로 112G PAM4 세대의 주류 고속 구리 케이블 인터페이스는 400G, QSFP-DD 800G 및 OSFP 800G를 기반으로 합니다. 또한 SFP112G/SFP-DD112G/DSFP112G의 병렬 반복이 있습니다.

인터페이스 산업 표준 참조

고속 구리 케이블 설계

112G PAM4 고속 구리 케이블 솔루션의 호환성이 높은 반복 업그레이드는 차세대 외부 고속 구리 케이블 기술의 안정적인 마이그레이션을 보장합니다. 새로운 솔루션은 업그레이드 및 진화를 위한 기존 구조적 특성과 결합된 기존 제품군의 요구 사항을 기반으로 설계되었습니다. 속도를 향상시키는 동시에 관리 인터페이스 및 핀 정의의 연속성을 보장합니다.

구리 케이블 구조 설계

다양한 응용 환경을 기반으로 다양한 형태의 OSFP 및 QSFP-DD 제품이 파생되었습니다. 다양한 형태의 설계는 모듈의 방열 요구 사항을 고려한 것입니다. 패시브 구리 케이블의 전력 소비가 매우 낮고(밀리와트 수준) 제품 형태의 정상화를 고려하여 제품과 시장의 건전한 발전을 촉진한다는 점을 고려할 때 QSFP-DD Type1 및 OSFP Open Top은 일반적으로 패시브 구리 케이블에 대해 선호되는 모델입니다. QSFP112G 예로서).

QSFP112 치수 참조

구리 회로 설계

QSFP112 핀 정의

E패시브 구리 케이블용 QSFP112 호스트 보드 계통도 예

관리 인터페이스 표준

EEPROM 맵 참조 사양

위의 내용은 다음을 참조하십시오. 케이블 연결 환경용 SFF-8636 관리 인터페이스 Rev 2.9.

CMIS 모듈 메모리 맵

위의 내용은 다음을 참조하십시오. 공통 관리 인터페이스 사양 Rev 4.0.

고속 구리 케이블의 테스트 및 인증

EIA-364 테스트 표준 요구 사항의 전제를 기반으로 외부 고속 구리 케이블의 설계 및 적용 특성, 전기, 기계 및 환경 신뢰성 요구 사항과 결합하여 고속 케이블 인증 프로세스의 단일성과 표준화를 보장합니다.

1. 신호 무결성 테스트 항목 요구 사항 및 방법

다음 항목은 다음 그림과 같이 MCB PCB 정렬 및 커넥터를 포함한 TP1-TP4의 테스트 데이터입니다.

테스트 사양:

2. 전기 신뢰성 테스트 요구 사항

3. 기계적 신뢰성 테스트 요구 사항

4. 환경 신뢰성 테스트 요구 사항

5. 수냉식 호환성 테스트 요구 사항