Понимание совместимого 400GBase-DR4 QSFP-DD PAM4 1310 нм

Оптический модуль 400GBase-DR4 QSFP-DD PAM4 1310 нм также был добавлен к элементам, необходимым для высокоскоростной передачи данных. Этот модуль предназначен для удовлетворения потребности в повышении эффективности и пропускной способности в центрах обработки данных и телекоммуникационных сетях. Скорость передачи данных для этого модуля становится еще выше и достигает 400 Гбит/с с помощью четырех полос модуляции PAM4, что удваивает его емкость данных в одном PAM4 по сравнению с системами без PAM4. Для длин с низкими потерями, используемых для подключение крупных центров обработки данных с использованием одномодового оптоволокна, диапазон длин волн 1310 нм является наиболее эффективным. Этот блог предоставляет технические характеристики этого передового оптический модуль и его совместимость вопросы и приложения, предоставляя профессионалам полное описание значения этого типа модуля в проектировании оптических сетей.

Что такое оптический трансиверный модуль QSFP-DD?

QSFP-DD (четырехканальный модуль малого форм-фактора с двойной плотностью) оптический приемопередатчик Модуль представляет собой удобное и компактное сетевое оборудование со скоростью передачи данных до 400 Гбит/с. Он обладает функциями интерфейса двойной плотности, которые позволяют достичь более высокой плотности упаковки и улучшить пропускную способность сети. Модуль QSFP-DWDM обеспечивает высокую скорость передачи данных 400G, используя восемь полос электрических или оптических сигналов, которые способны обслуживать передовые сетевые приложения, особенно в технологиях следующего поколения, таких как центры обработки данных. Его конструкция позволяет пользователю продолжать использовать существующее оборудование, поддерживающее популярный интерфейс QSFP, что позволяет легко модернизировать сеть с минимальными усилиями.

Как QSFP-DD повышает плотность данных?

QSFP-DD представляет собой новейший шаг в эволюционной линейке подключаемых модулей малого форм-фактора (SFP), разработанных с учетом потребностей сетевых компаний, которые фокусируются на высоких скоростях передачи данных, а также на значительной плотности портов. Используя интерфейс с двойным контактом, QSFP-DD обеспечивает восемь полос передачи данных вместо четырех, имеющихся в обычном QSFP. Это обеспечивает значительное увеличение объема данных без увеличения размера трансивера QSFP))). Еще одним заметным преимуществом QSFP-DD является то, что общая совокупная пропускная способность модуля может достигать 400 Гбит/с благодаря восьми сигнальным полосам по 50 Гбит/с с использованием PAM4. Наиболее важным теоретическим преимуществом этой повышенной плотности является применение в центрах Коста-Рики, где в условиях ограниченного физического пространства максимизация пропускной способности имеет важное значение. Кроме того, стоит отметить, что эта спецификация не усложнит предыдущие задачи, поскольку QSFP-DD совместим со старыми поколениями и больше ориентирован на экономически эффективные обновления всей системы.

Каковы преимущества оптического трансивера QSFP-DD?

Оптический трансивер QSFP-DD обладает различными функциями, которые отвечают требованиям современных сетей. Во-первых, он имеет более чем достаточную способность поддерживать скорость передачи данных до 400 Гбит/с. Это стало возможным благодаря разъемам двойной плотности и методам модуляции, таким как PAM4. Увеличенная пропускная способность имеет важное значение для удовлетворения требований высокопроизводительных вычислений и сетей центров обработки данных. Более того, тот факт, что QSFP-DD способен поддерживать интерфейсы существующих QSFP, улучшает модернизацию сети, сохраняя статус-кво в том, что касается инфраструктурных изменений. Его малый форм-фактор достигает максимальной плотности данных без дополнительных затрат на пространство, тем самым оптимизируя стойки в центрах обработки данных. Все эти атрибуты указывают на то, что увеличение производительности и масштаба сети является прибыльным и управляемым с помощью QSFP-DD.

Какие производители поставляют модули QSFP-DD, включая Cisco?

Внимание производителей к модулям QSFP DD вполне оправдано, поскольку их модули были замечены в увеличении пропускной способности сети. Согласно последним данным из ведущих изданий, среди других производителей основными являются следующие: 

1. Системы Сиско: Обладая широким ассортиментом сетевых продуктов, компания широко представлена ​​по всему миру и может предложить полный набор модулей QSFP DD, а также центры обработки данных с возможностью дополнительного масштабирования.
2. Сети Ариста: Они проектируют и производят не только высокопроизводительные, но и эффективные и надежные модули QSFP DD с высокой пропускной способностью, которые ориентированы на модули с более высокой производительностью и специально предназначены для молодых требовательных центров обработки данных.
3. Можжевельник сети: Они предлагают разнообразные решения QSFP DD, стремясь предоставить новейшие технологии, которые повышают эффективность использования сети, а также помогают в интеграции уже существующих сетевых решений.

Эти производители нацелены на Top Cut и дальнейшее увеличение доли на вторичном рынке, поскольку их продукция демонстрирует высокий уровень производительности и совместимости, ориентируясь на глобальное расширение центров обработки данных.

Как работает технология 400G DR4?

Какую роль играет модуляция PAM4 в 400G DR4?

Уровень амплитудной модуляции импульсов 4, или PAM4, является функцией модуляции технологии 400G DR4. Он изменяет сигнал как улучшение по сравнению с использованием Non Return to Zero, NRZ, но вместо двух уровней амплитуды он использует четыре. Это приводит к видимому увеличению скорости передачи данных, поскольку NRZ использовал только два. Таким образом, эффективность полосы пропускания повышается в пределах существующего физического уровня передачи.

PAM4 способствует эффективной полосе пропускания, обеспечивая четырехуровневые сигналы, что повышает плотность, так что каждый символ теперь может покрывать два бита данных, что обеспечивает более высокие скорости передачи данных, такие как 400 Гбит/с. Эта функция имеет решающее значение для использования 400G DR4, поскольку она соответствует высокому уровню взаимосвязей и пропускной способности, требуемой в современных центрах обработки данных. Кроме того, стоимость за бит при использовании технологии PAM4 при реализации 400G DR4 ниже, что делает ее экономичной для повышения пропускной способности сети. Однако PAM4 имеет серьезные ограничения, такие как сложные методы выравнивания и обработки сигналов, которые позволяют улучшить устойчивость к уровню шума и SNR, но усложняют интеграцию высокоскоростных оптических систем связи.

Каким образом длина волны 1310 нм поддерживает передачу данных?

Из-за своей низкой дисперсии и затухания при распространении в оптических волокнах, диапазон длин волн 1310 нм весьма полезен для связи на средние и большие расстояния. Сигналы, передаваемые на этой длине волны, испытывают низкие потери в волокне, что помогает поддерживать сигнал сильнее на большем расстоянии с небольшим усилением, необходимым для этого. Более того, диапазон 1310 нм совпадает с длиной волны нулевой дисперсии, что обеспечивает низкое разброс импульсов и, следовательно, меньше ошибок при передаче данных. Это делает его идеальным для использования в высокоскоростных и высокопроизводительных оптических сетях передачи данных, таких как те, которые реализованы в приложениях 400G DR4.

Какова дальность действия 400G DR4 на расстоянии 500 м?

Спецификация 400G DR4 охватывает передачу данных по многомодовым оптоволоконным (MMF) каналам на расстояние до 500 метров. Это расстояние особенно подходит для внутрицентровых каналов, требующих высокой пропускной способности соединений. Возможность достижения цели облегчается множеством одномодовых волокон, заканчивающихся разъемами MPO, с использованием схем модуляции, которые приводят к снижению энергопотребления и стоимости за бит с малой задержкой передачи сигнала. Такая инфраструктура имеет решающее значение для преодоления растущих требований к взаимодействию центров обработки данных и масштабируемости полосы пропускания.

Почему стоит выбрать оптический трансивер SMF для 400G?

Что делает SMF пригодным для оптических трансиверов?

Для построения сетей 400G одномодовое волокно (SMF) неизменно считается наилучшим вариантом. Это связано с тем, что SMF позволяет передавать данные на большие расстояния, но с низким степенным законом и помехами. Кабели SMF имеют меньший диаметр сердечника (от 8 до 10 микрометров в диаметре), что позволяет передавать только одну световую моду. В результате это уменьшает модовую дисперсию и обеспечивает высокую пропускную способность, что делает одномодовое волокно, возможно, лучшим для дальних, а также для городских сетей высокой плотности. SMF также позволяет использовать методы мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM), которые помогают увеличить скорость передачи данных, позволяя нескольким сигналам передаваться одновременно, но на разных длинах волн. Такое минимальное использование повторителей сигналов помогает поддерживать качество данных и снижать стоимость и сложность структуры. Подводя итог, можно сказать, что эти функции повышают производительность, масштабируемость и жизненный цикл современных оптических систем связи соответственно.

Как SMF повышает производительность 400G Ethernet?

Производительность сетей Ethernet 400G значительно улучшена за счет использования функций одномодового волокна (SMF). Его ограничение в модовой дисперсии и низкое затухание позволяют передавать звук и данные на большие расстояния, тем самым устраняя проблему «ударов» или «затухания» сигнала. Более того, способность SMF работать с передовыми схемами модуляции и WDM позволяет увеличить скорость передачи данных и передачу нескольких сигналов по одному волокну. Все эти характеристики работают вместе, чтобы максимизировать пропускную способность, уменьшить задержку и обеспечить высоконадежное соединение, тем самым повышая эффективность сетей Ethernet 400G.

Какие преимущества дает SMF FEC для центров обработки данных?

Одним из примечательных достижений в системах связи, развернутых в центрах обработки данных, является интеграция одномодового оптоволокна (SMF) с кодами прямой коррекции ошибок (FEC). В этой системе целостность данных обеспечивается за счет того, что ни одна ошибка не остается неисправленной во время передачи, что позволяет системе работать на больших расстояниях без усилий по повторной передаче. Внедрение такой системы значительно снижает частоту ошибок по битам, что в результате улучшает доступность услуг и порядок передачи данных.

Значительно сокращаются дорогостоящие затраты на инфраструктуру и ее обслуживание, и все это благодаря охвату системы, поскольку не требуются дополнительные усилители или ретрансляторы. Эта функция особенно полезна для облачных провайдеров и больших центров обработки данных, которые регулярно передают данные между большими серверными зонами, расположенными далеко друг от друга. Кроме того, внедрение FEC в SMF позволяет облачным центрам получать дополнительные потоки данных на единицу полосы пропускания передачи за счет улучшения схем модуляции и внедрения более сложного мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM).

Обширный анализ показывает, что включение кодов SMF FEC позволяет системам достичь квадратного корня из 10 степени отрицательного15 снижения коэффициента достижения частоты битовых ошибок, что улучшает качество обслуживания (качество обслуживания), предлагаемое в такой системе, особенно в нижней строке. Такие особенности делают SMF FEC ключевым строительным блоком в построении современной архитектуры центра обработки данных и позволяют такой системе легко расти, чтобы удовлетворить растущий спрос на большую надежность передачи данных и сетей.

Как внедрить 400G QSFP-DD в центрах обработки данных?

Какие варианты разъемов существуют для развертываний 400G?

Точки соединения Создание инфраструктуры 400G в центрах обработки данных требует соответствующего выбора разъемов для облегчения работоспособности и производительности. Существуют различные типы разъемов, которые используются во время развертывания 400G, и некоторые из них лучше подходят для этой работы. Некоторые из них являются самыми основными типами, которые используются для приложений 400G: 

1. QSFP-DD (четырехканальный модуль с малым форм-фактором и двойной плотностью): Один из самых дружественных разъемов приложений 400G, разъемы QSFP-DD сумели занять самое высокое приложение по всем направлениям. Эта система поддерживает 8 линий электрических данных, а также предоставляет функциональность для соединения с другими сетями более низкого уровня.  
2. OSFP (восьмикратный подключаемый модуль малого форм-фактора): Один из самых уникальных разъемов с соответствием специально для приложений 400G, разъем OSFP обеспечивает широкую функциональную поддержку с конструкцией типа «Томми» среднего размера. Этот разъем способствует повышению производительности, однако модули плотности мощности будут установлены в 8 широких электрических полос. 
3. CFP8 (C-форм-фактор, подключаемый 8): Из различных реализаций 400G, где требуются кабели с теплоотводом и увеличенной протяженностью, кабель с C-образной формой и подключением 8 решает эту проблему благодаря расширенным возможностям встраивания модулей питания и наличию разъемов, позволяющих кабелю передавать более широкий диапазон сигналов.
4. КОБО: Разъемы Cobo 'пистолет' для 'нового' 'порядка', где оптические трансиверы монтируются непосредственно на материнской плате коммутатора, таким образом минимизируя вносимые потери и улучшая тепловые характеристики. Это особенно помогает в расширении пределов в высокоплотных развертываниях 400G.

Эти различные типы соединений имеют свой собственный набор преимуществ и недостатков в отношении их требований к питанию, размера или пространственного объема и тепловыделения. Архитекторам центров обработки данных рекомендуется оценить требования, предъявляемые к построению всей сети, чтобы выбрать наиболее подходящий тип разъема для нужд их развертываний 400G.

Могут ли модули 400G QSFP-DD поддерживать конфигурации коммутации?

При использовании модулей 400G QFSPS-DD есть возможность использовать конфигурации разрыва. Такая гибкость встроена в модули, что позволяет разделить один порт 400G на более низкие скорости передачи данных, например 4x100G. Эта функция улучшает расширение сетей и повышает эффективность использования полосы пропускания в настройках центра обработки данных. Когда требуется высокая плотность соединений, конфигурации разрыва очень полезны, позволяя сетевым операторам повышать производительность сети, при этом выполняя некоторые физические требования.

Каковы основные характеристики Cisco QDD-400G-DR4-S?

Каким образом этот модуль поддерживает стандарты QSFP-DD MSA?

Модуль Cisco QDD-400G-DR4-S имеет четырехуровневый интерфейс разъема, который предназначен для поддержки любой сетевой среды и соответствует стандарту модулей QSFP-DD MSA. Кроме того, в соответствии с проектами, разработанными QSFP-DD MSA, модуль имеет спецификации по электрическим, механическим и тепловым параметрам, которые позволяют интегрировать его в существующие сетевые системы. Модуль соответствует механической структуре устройства QSFP-DD и может использоваться в уже существующих портах того же типа в сетях для легкой установки и снятия. При передаче данных 400G он обеспечивает реализацию всего управления питанием и высокоскоростной сигнализацией. Модули также имеют термическую поддержку, так что выделяется мало тепла даже при прохождении через них больших объемов данных. Он имеет хорошо построенную конструкцию для поддержки данных в самых требовательных приложениях, сохраняя при этом высокую скорость и очень малые потери при пересылке пакетов. Такая стандартизация определяет его важность в стремлении к повышению скоростей в сетевой помощи при росте ориентированных инфраструктур.

Что отличает предложения Cisco 400G DR4 от предложений конкурентов?

Модули Cisco 400G DR4 лучше всего известны своей простотой использования, передовыми функциями и длительной поддержкой экосистемы. Вот ключевые отличия, которые, вероятно, выделят их среди конкурентов:

1. Лучшие оптические характеристики: В маршрутизаторах Cisco DR4 реализовано использование оптики для обеспечения целостности сигнала, расширения и дальности действия, а также поддержки длины передачи, что является важным фактором для сред с конфиденциальными данными по всему миру.
2. Повышенная надежность и долговечность: Благодаря использованию прочных конструкций и материалов модули Cisco отличаются прочностью и отказоустойчивостью, отлично работают в суровых условиях и сетях, а также имеют более длительный срок хранения.
3. Широкая совместимость: Соблюдая требуемые стандарты, а также обеспечивая обратную совместимость со старой инфраструктурой, Cisco может уменьшить проблемы совместимости, гарантируя при этом обширную совместимость в многочисленных сетевых средах.
4. Расширенная диагностика и мониторинг: Использование этих модулей позволяет предвидеть неполадки и принимать меры до их возникновения, поскольку для оценки производительности сети предусмотрены инструменты диагностики и проверки производительности.
5. Снижение потребления электроэнергии: Модули Cisco 400G DR4 помогают сократить потребление электроэнергии за счет управления питанием и тепловой эффективности, тем самым обеспечивая экологичность и сокращая эксплуатационные расходы.
6. Уникальное сочетание технологий: Сложные алгоритмы объединяются для достижения оптимального результата, повышения уровня производительности и перевода в более высокую скорость передачи данных, обеспечивая при этом меньшую задержку и меньшую потерю пакетов.
7. Непревзойденная помощь и обслуживание: Cisco — это поставщик обширной поддержки и услуг, включая обслуживание, программное обеспечение и профессиональные консультации, которые дают операторам возможность в полной мере использовать возможности своих сетей. 

Эти отличия демонстрируют намерение Cisco гарантировать предоставление превосходных сетевых возможностей с намерением не только удовлетворить текущие потребности, но и обеспечить будущие потребности в высокоскоростной передаче данных.

Каковы соображения совместимости с Cisco QDD-400G-DR4-S?

Модуль Cisco QDD-400G-DR4-S будет стремиться поддерживать максимальную совместимость в различных сетевых средах. Некоторые из бросающихся в глаза аспектов:

1. Соответствие стандартам IEEE: Этот модуль соответствует IEEE 802.3bs. Это обеспечит некоторую степень мультивендорной совместимости и интеграции в уже существующие сетевые системы.
2. Совместимость с отраслевыми протоколами: QDD-400G-DR4-S поддерживает сетевые протоколы Ethernet и InfiniBand, поэтому он обеспечивает подключение ко многим высокоскоростным сетевым интерфейсам, а также используется в гибридных системах.
3. Обратная совместимость: Это особенно актуально для высокоскоростной передачи данных, но при этом сохраняется обратная совместимость с модулями с меньшей пропускной способностью, что обеспечивает гибкость при модернизации сетей без необходимости замены всей инфраструктуры.

Эти характеристики демонстрируют возможности модуля QDD-400G-DR4-S для эффективной работы в различных конфигурациях в настоящее время или в будущем в сетях.

Справочные источники

приемопередатчик

100 Gigabit Ethernet

Cisco

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Что такое совместимый трансивер 400GBase-DR4 QSFP-DD PAM4 1310 нм?

A: Совместимый трансивер 400GBase-DR4 QSFP-DD PAM4 1310 нм — это оптический модуль для широкополосной передачи, разработанный для использования по одномодовым кабелям. Он способен передавать сигналы 550 Гбит/с на расстояние 500 метров с использованием кодирования PAM4.

В: Как QSFP-DD DR4 соотносится с другими оптическими трансиверами 400G?

A: Протокол DR4 QSFP-DD был специально разработан для соединения серверов на коротких расстояниях с использованием длины волны 1310 нм и достижением скорости свыше 500 м. Это делает его лучше, чем некоторые другие конструкции, такие как FR4 и LR4, которые предназначены для больших расстояний, но обеспечивают более низкую скорость передачи данных.

В: Что отличает QSFP-DD 400G от других модулей приемопередатчиков?

A: По сравнению со своими более примитивными предшественниками, QSFP-DD 400G поддерживает высокие скорости линий и высокую плотность, позволяя передавать сигналы 400 Гбит/с по 8 электрическим линиям. Благодаря этому его могут использовать лучшие современные сети с высокой пропускной способностью.

В: Можно ли использовать QSFP-DD 400G DR4 на расстоянии 10 км?

A: Ответ на этот вопрос — нет. Максимальный радиус действия модели QSPF-DD DR4 составляет 500 метров. Если требуется большая дальность действия, могут быть полезны другие модели, например LR4.

В: Какую цель преследует модуляция PAM4 в контексте модулей QSFP-DD DR4?

A: Благодаря реализации модуляции PAM4 в модулях QSFP-DD DR4 можно передавать данные из 2 бит, закодированные как «символы», что позволяет увеличить скорость передачи данных за счет удвоения скорости передачи по сравнению со стандартной передачей модуляции NRZ.

В: Имеют ли коммутаторы Cisco поддержку опций для 400G DR4 QSFP-DD?

A: Существуют совместимые варианты для 400G DR4, такие как Cisco QDD-400G-DR4-S, которые предназначены для работы совместно с устройствами Cisco.

В: Для чего используется разъем в модуле QSFP-DD 400GBase-DR4?

A: Модуль QSFP-DD 400GBase-DR4 имеет разъем QSFP-DD, который поддерживает 8 линий электрических сигналов в пределах небольшого размера.

В: Чем модуль DOM 400GBase-DR4 1310 нм 500 м отличается от других модулей?

A: Модуль DOM 400GBase-DR4 PAM4 1310 нм 500 м оснащен цифровым оптическим мониторингом, который контролирует диапазон распространения сигнала, что позволяет проводить диагностические проверки информации.

В: Каким образом оптический приемопередающий модуль SMF FEC объединяется в сеть?

A: Модуль оптического приемопередатчика SMF FEC интегрирован с функцией прямой коррекции ошибок, которая повышает производительность и точность сигналов в одномодовом оптоволокне; таким образом, обмен данными может осуществляться на высоких скоростях без риска ошибок.

В: Совместимы ли дополнительные модули QSFP-DD SMF с текущими сетями?

A: Короткий ответ — да; модули QSFP-DDSMF созданы для совместимости с существующими одномодовыми оптоволоконными сетями. Это означает, что их можно легко модернизировать до более высоких скоростей, не меняя при этом многого в инфраструктуре.