Transceptor óptico 400G: o mainstream do futuro data center

O transceptor óptico 400G é um produto de módulo óptico com uma taxa de transmissão de 400 Gbps, que é um produto avançado no campo de transmissão de alta velocidade atualmente. O tipo de pacote mainstream atual é o QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density), que é amplamente utilizado em data centers de alto desempenho, redes de comunicação, computação em larga escala, computação em nuvem e outros campos.

Por que 400G está ganhando adoção em massa

Em primeiro lugar, está o aumento da demanda. Plataformas de inovação aberta, inteligência artificial (IA), aprendizado de máquina e armazenamento em nuvem se combinaram para impulsionar o crescimento exponencial do tráfego. À medida que os grandes data centers mudam para infraestruturas mais rápidas e escaláveis, a conectividade de alta capacidade é essencial para acompanhar o número crescente de usuários, dispositivos e aplicativos. A rede 100G superou a demanda por aplicativos e surgiu a rede 400G.

Crescimento do tráfego de rede

A segunda é a redução de custos. Gordon Moore, co-fundador da Intel, criou a Lei de Moore, prevendo que o número de transistores que podem caber em um circuito integrado dobra a cada 18 meses, sustentando o sucesso da indústria de semicondutores por mais de meio século. A “Lei de Moore em óptica” também existe no campo da optoeletrônica. Os módulos ópticos de curto alcance evoluem uma geração a cada quatro anos, reduzindo pela metade o custo do bit e o consumo de energia. Atualmente, a tecnologia 400G está muito madura, o que pode reduzir bastante os custos de aquisição do cliente e os custos de operação e manutenção.

Lei de Moore em Óptica

Por que escolher o pacote QSFP-DD

Para atingir taxas mais altas, os módulos ópticos geralmente usam três maneiras: aumentando a taxa do dispositivo óptico (maior taxa de transmissão), aumentando o número de canais (multi-pista) e adotando tecnologia de modulação de ordem superior para reduzir o custo de transmissão por bit . Os módulos 400G têm uma rota técnica relativamente clara: sinais 8*50G PAM4 são usados ​​para completar a transmissão 400G, mas uma variedade de opções surgiu no estágio inicial dos padrões de empacotamento do módulo: CFP8, OSFP, e QSFP-DD: CFP8, OSFP e QSFP-DD, entre os quais o QSFP-DD ocupou o mercado 400G com maior densidade, menor consumo de energia e melhor ecologia.

O caminho técnico dos módulos ópticos para aumentar a taxa

Quais são os principais modelos de Transceptores ópticos 400G

Transceptor 400G SR8

Os módulos ópticos 400G SR8 da FiberMall estão em conformidade com o protocolo padrão IEEE 802.3 cm e atendem aos requisitos de links de transmissão OM70 de 3 m e OM100/OM4 de 5 m. O módulo usa uma interface MPO multimodo padrão de 16 núcleos e consiste em um componente óptico transceptor, driver VCSEL, amplificador de impedância de trans (TIA), chip de serviço PAM4 (oDSP), controlador e outros seis componentes. Cada componente óptico e elétrico de 8 canais no lado do transceptor é colocado em um pacote QSFP-DD por meio de um projeto de engenharia compacto.

Diagrama de blocos do módulo óptico 400G SR8

O módulo óptico 400GE-SR8 possui 8 canais, cada um transportando sinais de 53.125 Gbps com modulação de alta ordem PAM4, e o oDSP dentro do módulo executa funções de recuperação de clock e modelagem e condicionamento de sinal.

Módulo óptico 400G DR4, 400G DR4+ e 400G FR4

Os módulos ópticos 400GE-DR4, DR4+ e FR4 da FiberMall atendem aos protocolos padrão IEEE 802.3bs e 802.3cu com soluções de design de hardware baseadas em plataforma para atender aos requisitos de link de transmissão de 500m e 2km, respectivamente. Os módulos ópticos 400G DR4, DR4+ e 400G FR4 são mostrados no diagrama de blocos abaixo. O módulo 400GE-DR4/DR4+ usa um conector MPO padrão de 12 núcleos e o módulo 400G FR4 usa um conector LC duplo padrão. O módulo consiste principalmente de componentes ópticos para transceptor e transmissor, driver EML, amplificador de transimpedância (TIA), chip de serviço PAM4 (oDSP), controlador e outras seis partes. O design do módulo usa uma gama completa de componentes subjacentes desenvolvidos de forma independente, cobrindo uma solução verticalmente integrada de ponta a ponta, desde o chip óptico (EML, PD) até o chip elétrico (Driver, TIA, oDSP).

Diagrama de blocos do módulo óptico 400G DR4 e 400G DR4+

Os transceptores ópticos 400G DR4, DR4+ e 400G FR4 têm um total de 4 canais de sinais ópticos, cada um transportando sinais de 106.25 Gbps. O sinal elétrico possui 8 canais, cada canal transporta sinal de 53.125 Gbps. Os sinais ópticos e elétricos são modulados pela modulação de alta ordem PAM4, e a conversão de taxa é realizada pelo oDSP interno do módulo, que executa simultaneamente a recuperação do relógio e as funções de condicionamento e amplificação do sinal. Além disso, o módulo óptico 400GE-DR4/DR4+ é projetado para saída de luz paralela e o sinal óptico de 4 canais adota o mesmo design de comprimento de onda; o módulo óptico 400GE-FR4 é projetado para comprimento de onda combinado, e o sinal óptico de 4 canais adota diferentes comprimentos de onda e é emitido pela porta óptica após o multiplexador de divisão de comprimento de onda óptico sintetizar sinal óptico de 1 canal. Comparado com 100GE-CWDM4 e 100GE-PSM4, 400GE-DR4/DR4+ e FR4 podem atingir taxas de transmissão de sistema mais altas aumentando a taxa de transmissão de sinais ópticos e elétricos de canal único e o número de canais elétricos ao mesmo tempo.

Diagrama de blocos do módulo óptico 400G FR4

Módulos Transceptores Ópticos 400G LR8 e 400G ER8

O módulo 400G LR8/ER8/ER8 Lite consiste em TOSA, ROSA, driver EML, chip de serviço PAM4 (oDSP) e controlador. O diagrama de blocos do sistema é mostrado abaixo. O conector do módulo recebe oito sinais elétricos paralelos de 53.125 Gbps PAM4 da placa. Após o processamento adaptativo do chip de processamento de sinal digital (oDSP) no módulo óptico, o driver amplificou o laser semicondutor de 8 canais (TOSA), o laser semicondutor de 8 canais emite sinais laser estáveis ​​e, em seguida, através da saída de onda combinada MUX , para alcançar a conversão elétrica-óptica de 8 canais.

Diagrama de bloco do módulo óptico 400G LR8 e 400G ER8

Transceptor óptico FiberMall 400G

A FiberMall é uma fornecedora líder de soluções de rede óptica na China, com recursos de P&D, fabricação e serviços técnicos líderes do setor. Continue a fornecer aos usuários produtos, soluções e serviços de rede óptica inovadores, eficientes e confiáveis.

Modelo Produto	Descrição
QSFP-DD-400G-SR8	400GBASE-SR8 QSFP-DD Módulos Transceptores Ópticos 400G 850nm 100m DOM MPO/MTP MMF
QSFP-DD-400G-FR4	400GBASE-FR4 QSFP-DD Módulos Transceptores Ópticos 400G 1310nm 2km DOM LC SMF
QSFP-DD-400G-DR4	400GBASE-DR4 QSFP-DD Módulos Transceptores Ópticos 400G 1310nm 500m DOM MTP/MPO SMF
QSFP-DD-400G-LR4	400GBASE-LR4 OSFP-DD Módulos Transceptores Ópticos 400G 1310nm 10km DOM LC SMF
QSFP-DD-400G-ER4	400GBASE-ER4 QSFP-DD Módulos Transceptores Ópticos LC Duplex SMF 1310nm 40km
QSFP-DD-400G-ER8	400GBASE-ER8 QSFP-DD Módulos Transceptores Ópticos 400G 1310nm 40kmDOM LC SMF
QSFP-DD-400G-XDR4	400GBASE-XDR4 QSFP-DD Módulos Transceptores Ópticos PAM4 1310nm 2km DOM MTP/MPO-12 SMF
QSFP-DD-400G-LR8	400GBASE-LR8 QSFP-DD Módulos Transceptores Ópticos PAM4 1310nm 10km DOM Duplex LC SMF
QSFP-DD-400G-PLR4	4x100GBASE-LR OSFP-DD Módulos Transceptores Ópticos 1310nm 10km DOM MTP/MPO-12 SMF

Na era do alto poder de computação, os data centers ultragrandes têm demandas crescentes de largura de banda. O módulo de comunicação óptica 400G tornou-se a melhor escolha para melhorar o desempenho do sistema e reduzir os custos de largura de banda. FiberMall offoferece uma linha completa de produtos de módulos ópticos 400G que variam de 100m a 40km, fornecendo uma solução completa para redes 100G/400G de datacenter e interconexões de datacenter para uso em uma ampla variedade de cenários de rede, incluindo redes de datacenter, redes metropolitanas integradas de hospedagem, e redes de transmissão de alta capacidade e longa distância.