В последние годы, поскольку спрос на высокоскоростную передачу данных вырос практически во всех отраслях, оптические трансиверы стали важнейшими элементами современных сетей связи. В частности, 400г ПСМ4 Оптический трансивер выделяется тем, что может поддерживать скорость передачи данных в четыреста гигабит в секунду. Это руководство подробно расскажет о трансивере 400g PSM4, изложив его технические характеристики, режим работы и области развертывания в центрах обработки данных и сетях дальней связи. Благодаря этому анализу читатели поймут позиционирование этой технологии среди семейства других передовых оптических коммуникационных решений с четким фокусом на решении текущих и будущих потребностей расширения полосы пропускания современных технологий.
Что такое трансивер и как он работает?
Конъюгат — это пара электронных компонентов с одним устройством — передатчиком и приемником. Он функционирует в системах связи, отправляя и получая данные по одному каналу. Например, по 100GBASE-PSM4. В течение оптической передачи, трансиверы, передатчики и приемники преобразуют электрический сигнал в оптический сигнал для передачи и входящий сигнал обратно в электрический сигнал при приеме сигнала. Это делается с помощью лазера путем генерации световых импульсов, которые несут информацию для передачи. Когда световые импульсы обнаружены, фотодетектор преобразует эти световые импульсы в электронные данные, которые интерпретирует сеть. Эта двусторонняя функциональность устраняет задержки передачи, поскольку данные могут отправляться и приниматься по оптоволоконным сетям через трансиверы, основные компоненты высокоскоростной передачи данных на большие расстояния.
Понимание основ работы приемопередающего модуля
Чтобы оценить модуль приемопередатчика, необходимо понять его элементы и то, как он работает в оптических каналах связи. Как правило, модуль приемопередатчика Включает драйвер лазера, лазер, фотодетектор и соответствующую электронику. Драйвер лазера управляет лазером для создания соответствующих диапазонов световых импульсов для входящих электрических данных, тем самым превращая их в оптический сигнал. Напротив, фотодетектор принимает диапазоны и превращает их обратно в электрические сигналы для последующей обработки данных. Этот цикл преобразования обеспечивает хорошо защищенный сигнал. Он минимизирует потери данных по оптоволоконным каналам, улучшая высокоскоростную передачу данных, что необходимо для большинства современных услуг связи.
Как работает трансивер QSFP28?
Трансивер QSFP28 работает как интерфейс для передачи данных по Ethernet и обмена данными, в основном используемый в центрах обработки данных. Только один из его передающих и принимающих портов может достигать скорости до 25 Гбит/с. Учитывая, что трансивер может отправлять или получать данные по четырем полосам, максимальная пропускная способность трансивера возрастает до 100 Гбит/с. Модуль трансивера использует модули на основе DSP и четырехслойных лазеров, которые наиболее важны для систем 100GBASE-PSM4. Все полосы работают логически и пространственно параллельно; это означает, что потоки данных, которые плотно упакованы в пакет QSFP28, могут одновременно передаваться без многих ограничений. Это повысит эффективность полосы пропускания и позволит масштабировать сетевую архитектуру, что имеет решающее значение для современных систем высокой плотности. Модуль может защитить от потери данных на больших расстояниях, что критически важно для приложений 100GBASE PSM4, используя протоколы, которые обеспечивают непрерывный мониторинг используемых параметров для обеспечения идеального приема и передачи сигналов данных.
Преимущества использования оптического трансивера PSM4
ПСМ4 оптический трансивер обеспечивает надежные сетевые возможности благодаря своим различным достоинствам. Во-первых, устройство может передавать данные на большие расстояния, как правило, максимум 500 метров, с помощью одномодового оптоволокна модема и, следовательно, подходит для сред массовой передачи данных, таких как центры обработки данных. Кроме того, стандарт PSM4 допускает экономичное расширение структуры с использованием параллельной волоконной техники, при которой несколько линий данных мультиплексируются без необходимости использования дорогостоящих устройств с избирательной длиной волны. Кроме того, он был разработан для обеспечения низкого энергопотребления, что позволяет решать некоторые проблемы с питанием в больших экосистемах данных, особенно при использовании технологии 400G QSFP-DD. Кроме того, трансиверы PSM4 совместимы с различными сетевыми устройствами 100G, что обеспечивает плавную ассимиляцию в сети в соответствии с требованиями пользователя. Такие преимущества в совокупности обеспечивают уверенность и избыточность, необходимые для эффективной передачи информации, что имеет решающее значение для поддержки работы современных сетей высокой плотности.
Каким образом стандарт PSM4 улучшает оптическую передачу?
Основные характеристики 100G PSM4 и 400G PSM4
Суть стандарта 100G PSM4 заключается в том, что он передает данные по четырем каналам, каждый из которых работает на скорости 25 Гбит/с, что в сумме обеспечивает полосу пропускания 100 Гбит/с. Эта философия проектирования проста, поскольку не требует сложного мультиплексирования длин волн. Кроме того, он использует одномодовое волокно, которое гарантирует передачу на большие расстояния до 500 метров и, следовательно, подходит для соединений в центрах обработки данных.
Аналогичным образом, стандарт 400G PSM4 был разработан после расширения этой архитектуры дополнительными полосами для обеспечения общей пропускной способности 400 Гбит/с. Каждая полоса намного быстрее, чем у предыдущего стандарта, поскольку в современных сетях растет спрос на более высокие скорости передачи данных. Для стандарта PSM4 в этих проектах основными областями внимания были более низкое энергопотребление и меньшее тепловыделение, что очень важно для повышения эффективности работы плотно заполненных стоек сетевых устройств. Это обеспечивает уверенность в высококачественной скорости передачи данных, отвечая критическим потребностям современных центров обработки данных и высокоскоростных сетевых приложений.
Роль технологии 1310 нм в PSM4
В контексте технологии приемопередатчиков PSM4 использование длины волны 1310 нм имеет решающее значение, поскольку она обеспечивает хороший компромисс между производительностью и ценой. Длина волны 1310 нм является идеальным выбором для одномодовых волоконно-оптических волноводов, которые необходимы при проектировании стандартов PSM4, особенно приложений на основе приемопередатчиков 100GBASE PSM4. Эта длина волны значительно снижает дисперсию и затухание на больших длинах, что делает ее пригодной для использования в межсоединениях центров обработки данных, где важны большие расстояния и высокая надежность. Кроме того, принятие 1310 нм соответствует отраслевой практике и, следовательно, может быть реализовано без конфликтов с другими элементами оптической инфраструктуры. Это решение дополнительно повышает эффективность передачи данных. Следовательно, можно внедрять современные масштабируемые и недорогие решения в высокопроизводительных сетях, в основном при использовании конфигураций PSM4 MPO.
Почему стоит выбрать QSFP28 для нужд вашего центра обработки данных?
Преимущества использования трансиверов 100g qsfp28 psm4
- Высокая пропускная способность и производительность: Трансиверы 100G QSFP28 PSM4, похоже, имеют разумные скорости передачи данных, поэтому они хорошо подходят для увеличения сетевых возможностей в современных средах центров обработки данных. Они обеспечивают пропускную способность 100 Гбит/с на одномодовое волокно и удовлетворяют требованиям высокопроизводительных вычислений и сетей хранения данных.
- Экономичность и эффективность: Ожидается, что эта группа трансиверов увеличит общие сетевые расходы за счет использования экономичных одномодовых волокон, что снизит стоимость. Они также имеют тенденцию снижать номинальную мощность и рассеивание тепла, тем самым снижая эксплуатационные расходы и повышая энергоэффективность центров обработки данных.
- Передача на большие расстояния и надежность: Трансиверы 100G QSFP28 PSM4 могут поддерживать расстояние передачи до 500 метров, что означает, что их можно использовать в приложениях для соединения и соединения центров обработки данных. Они соответствуют основным спецификациям, определенным производителями для их продукции, что приводит к превосходной производительности в различных сетевых системах.
Сравнение QSFP28 с другими оптическими модулями
Поскольку трансиверы QSFP28 обладают набором отличительных достоинств и вариантов использования в различных сетях, их часто сравнивают с другими оптическими модулями, такими как SFP+, CFP и XFP. Критический фактор, который QSFP28 затмевает, — это его пропускная способность, которая составляет 100 Гбит/с на модуль, что значительно выше пропускной способности 10 Гбит/с модулей (SFP+) и 40 Гбит/с, обеспечиваемых предыдущим поколением модуля QSFP+ 40 Гбит/с. Это позволяет центрам обработки данных эффективно переходить на сети 100 Гбит/с, полагаясь на существующую структуру волокна. Кроме того, когда этот модуль размещается, он занимает гораздо меньше места, чем модули на основе CFP, и, таким образом, увеличивается плотность портов, поэтому больше портов находится в той же области. Повышенная плотность портов жизненно важна в современных центрах обработки данных для повышения сетевой емкости при одновременном уменьшении размера и веса серверов, как в случае 100GBASE-PSM4. Кроме того, модули QSFP28 демонстрируют универсальность, поскольку они соответствуют многим стандартам MSA и могут монтироваться в высокоскоростную и производительную сетевую инфраструктуру, работающую по различным протоколам.
Реализация решений QSFP28 1310 нм 500 м
Успешная реализация решений QSFP28 1310 нм 500 м требует оценки спецификаций, требующих обеспечения достижимости межсоединений ЦОД на короткой дистанции. Разработанный для использования в сетях Ethernet 100G, этот трансивер использует четыре полосы по 25 Гбит/с, каждая из которых обеспечивает полосу пропускания 100 Гбит/с. Поскольку длина волны передачи установлена на 1310 нм, он обеспечивает эффективную передачу сигнала по одномодовому волокну на расстояние не более 500 метров, что делает его подходящим для внутреннего соединения в крупных ЦОД. При развертывании этого решения необходимо позаботиться о совместимости с существующими решениями, такими как типы волокон и топологии сетей. Кроме того, проектирование и конструкция межсоединительных устройств в международных организациях по стандартизации, таких как спецификации IEEE и MSA, обеспечивают совместимость и высокие показатели производительности. Необходимо учитывать рассеиваемую мощность и количество портов на устройство, чтобы не влиять на эффективность и избыточность политик масштабирования центра обработки данных.
Каковы особенности установки и производительности оптических приемопередающих модулей?
Руководство по настройке оптических систем связи
При развертывании оптических систем и их предоставлении для гарантии производительности и надежности необходимо учитывать несколько аспектов. Во-первых, необходимо тщательно продумать тип используемого оптического приемопередающего модуля, обеспечив возможность текущей сетевой инфраструктуры или будущих расширений. Обеспечить адекватную поддерживаемую скорость передачи данных, типы волокон, одномодовые или многомодовые, а также дальность передачи. Во-вторых, правильная установка обеспечивается соблюдением рекомендаций производителя, подчеркивающих физические повреждения кабеля и разъема, которые могут отрицательно повлиять на производительность сигнала. Регулярное тестирование и калибровка оборудования с использованием стандартизированных инструментов и процедур может смягчить ухудшение производительности и снижение долговечности системы. Наконец, температура и влажность являются факторами окружающей среды, которые необходимо контролировать, поскольку они влияют на производительность оптических устройств. Все эти советы имеют решающее значение для успеха любой системы с точки зрения ее производительности и срока службы, как предполагают некоторые известные отраслевые эксперты.
Ключевые факторы поддержания низкого энергопотребления
Сокращение энергопотребления в оптических системах связи имеет решающее значение с экономической и экологической точки зрения. Прежде всего, это выбор маломощных оптических приемопередающих модулей, которые сокращают общие эксплуатационные операции. Энергоэффективная конструкция интегрирует достаточную технологию чипсета, снижая потребление энергии в режиме ожидания при сохранении адекватной пропускной способности данных. Кроме того, можно воспользоваться технологией динамического масштабирования мощности, которая позволяет приемопередатчикам масштабировать свое энергопотребление в соответствии с объемом трафика данных в любой момент времени.
Еще одним критическим фактором является оптимизация ресурсов физического уровня. Использование высококачественных волокон с низкими потерями минимизирует требования к усилению сигнала и, следовательно, затраты на электроэнергию, связанные с использованием оптических усилителей. Кроме того, проектировщикам систем также необходимо рассмотреть потенциальное включение WDM, поскольку оно может повысить использование емкости одного волокна, позволяя передавать через него несколько сигналов, тем самым оптимизируя использование энергии.
Наконец, развертывание автоматических систем мониторинга достойно проактивного управления энергопотреблением. Такие системы могут контролировать переменные рабочие параметры в зависимости от окружающей среды и состояния оборудования, например, для улучшения охлаждения или поддержания электропитания, что в совокупности сократит потери энергии. Подробный анализ параметров энергопотребления в ваттах или киловатт-часах полезен для разработки целевых показателей и мониторинга прогресса с течением времени, чтобы объект потреблял энергию оптимально.
Обеспечение совместимости с кабелями smf и mpo
Для правильной интеграции с одномодовым оптоволокном (SMF) и многоволоконным Push On (MPO) я считаю обязательным оценить потребности всех типов кабелей. Первым шагом является обеспечение того, чтобы оптические трансиверы могли одновременно использовать разъемы SMF и MPO. Это автоматически означает рассмотрение физических спецификаций интерфейса оборудования, с которым ведется работа. Кроме того, я обсуждаю ограничения по полосе пропускания и расстоянию, которые имеют кабели SMF и MPO. Они имеют большое значение в данном случае. Кроме того, принятие строгих процедур, которые гарантируют совместимость кабелей SMF и MPO с сетевым взаимодействием, гарантирует минимизацию недостатков передачи данных и максимизацию эффективности системы.
Как можно эффективно использовать кабели для коммутации и решения прямого подключения?
Понимание кабелей ЦАП в настройках PSM4
При объяснении роли кабелей для коммутации в реализациях PSM4 следует подчеркнуть гибкость и эффективность сети. В конфигурациях PSM4 используются кабели для коммутации DAC (Direct Attach Copper) для разделения одного порта с высокой пропускной способностью на несколько портов с более низкой пропускной способностью. Как я обнаружил в ходе своего исследования, кабели для коммутации DAC лучше всего подходят для использования в центрах обработки данных, где первостепенное значение имеют экономия пространства и электроэнергии. Такие пассивные устройства не нужно подключать к какому-либо источнику питания; следовательно, они энергоэффективны. Кроме того, они также более экономичны, поскольку эти кабели могут исключить приемопередатчики для соединений на коротком расстоянии между коммутаторами и серверами. В результате нетрудно увидеть, как включение кабелей для коммутации DAC в решения PSM4 может реализовать гибкую сеть, которая может эффективно расти.
Преимущества активных оптических кабелей
Активные оптические кабели (AOC) имеют преимущества по сравнению с альтернативными медными соединениями. Во-первых, использование оптоволокна позволяет AOC разрешать более высокие скорости передачи данных на больших расстояниях, что делает AOC хорошо подходящими для соединений центров обработки данных и высокопроизводительных вычислительных сред, которым требуется большая пропускная способность. Во-вторых, по сравнению с медными кабелями они легче, тоньше и меньше, что помогает уменьшить вес, приходящийся на стойки, и делает управление кабелями более простым. Более связанная проблема — электромагнитные помехи. Благодаря своей конструкции AOC менее восприимчивы к электромагнитным помехам, что способствует более надежной передаче данных в средах с высокой электромагнитной активностью. Наконец, эксплуатационные расходы и энергоэффективность сохраняются в таких областях, как AOC, поскольку требуется меньше энергии; это очень выгодно в современных ИТ-средах, которые стремятся к устойчивости.
Справочные источники
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В: Что такое оптический трансивер PSM400 4g и чем он отличается от других трансиверов?
A: Оптический трансивер 400g PSM4 — это передатчик в центрах обработки данных и телекоммуникационных сетях. Он состоит из четырех каналов и может передавать данные объемом до 400 ГБ с использованием одномодового волокна. В отличие от других трансиверов, таких как QSFP-DD или 100G QSFP28 PSM4, которые имеют более низкую скорость передачи данных, чем 400 PSM4, 400 PSM4 имеет гораздо большую пропускную способность и был разработан для бесперебойной работы с соединениями на короткие расстояния менее 2 километров.
В: Каковы преимущества использования модулей PSM4 в решениях для оптических соединений?
A: Модули PSM4 обладают множеством преимуществ, особенно при их использовании в решениях с оптической проникающей проволокой. Предоставляемые межсоединения имеют более высокую плотность, более широкую область, низкое потребление энергии и низкую стоимость при использовании в местах с меньшими, чем более всеобъемлющими требованиями к диапазону. Технология PSM4 повышает эффективность параллельной оптики, что приносит пользу взаимосвязям между центрами обработки данных и соединениям для высокопроизводительных вычислительных систем, таких как те, которые соединены с модулями 400G QSFP-DD. Что еще? Модули PSM4 имеют MPO/MTP-бусины, что позволяет легко подключаться к существующим оптоволоконным сетям.
В: Каковы основные различия и сходства между оптическим трансивером PSM4 400g и модулем 100G QSFP28 PSM4 1310nm 500m?
A: Трансивер 400g PSM4 обеспечивает в четыре раза большую пропускную способность, чем модуль 100G QSFP28 PSM4 1310nm 500m. Хотя оба работают в стандарте PSM4, вариант 400g имеет более высокую скорость потребления данных и дальность передачи до 2 км в отличие от диапазона 500 м модели 100G. Модуль 400g PSM4 нацелен на будущие центры обработки данных и суперкомпьютеры с большей потребностью в данных, одновременно улучшая время передачи данных.
В: Обеспечивают ли трансиверы 400g PSM4 гибкость использования оптоволоконных разветвителей в своих оптических сетевых конфигурациях?
A: Хотя оптоволоконные разветвители могут использоваться со многими оптическими сетями, они не рекомендуются для трансиверов PSM400 4g. PSM4 использует оптическую параллельную конструкцию с четырьмя каналами Tx и четырьмя каналами Rx, которая может отсутствовать в большинстве разветвителей. Лучше всего использовать кабели прямого подключения или кабели AOC для сложных сетевых конструкций, поскольку они специально разработаны для высокоскоростной параллельной оптики с короткими расстояниями между ними.
В: Может ли оборудование Cisco работать с оптическими трансиверами 400g PSM4?
A: Да, это так. Модуль 100GBASE-PSM4 QSFP28 и различные трансиверы 400G PSM4 предназначены для оборудования Cisco. Однако проверьте конкретную серию Cisco и версию прошивки. В зависимости от некоторых производителей, они могут продавать совместимые с OEM модули, которые имеют встроенную логику Cisco, поддерживающую взаимодействие с коммутаторами/маршрутизаторами Cisco. Рекомендуется дважды проверить любую информацию о совместимости с производителем трансивера или отправить нам электронное письмо, поскольку коммутационные устройства, прошивка и конфигурация могут иметь решающее значение в среде Cisco.
В: Чем отличаются трансивер PSM400 4g и трансивер LR400 4g?
A: Между трансиверами 400g PSM4 и 400g LR4 есть разница в отношении дальности действия и методов передачи. PSM4 (Parallel Single Mode 4-lane) — это серия, которая использует четыре параллельных одномодовых волокна, каждое из которых передает со скоростью 100 Гбит/с. Таким образом, общая кумулятивная передача составит 400 Гбит/с при условии сохранения оптимального расстояния менее 2 км. С другой стороны, трансивер 400g LR4 оснащен технологией мультиплексирования с разделением по длине волны, что обеспечивает большую дальность действия, которая передает 400 Гбит/с по паре одномодовых волокон на расстоянии максимум 10 км.
В: Соответствует ли оптический трансивер PSM400 4g стандарту DDM (цифровой диагностический мониторинг)?
A: Стандарт определяет мониторинг DDM как функцию управления оптическим трансгрисом 400g PSM4. Это позволяет пользователю постоянно проверять и регистрировать различные параметры, включая, помимо прочего, температуру, напряжение питания, ток смещения лазера и оптическую мощность. DDM необходим для обслуживания, устранения неполадок и, при необходимости, калибровки трансивера в сети. Кроме того, он помогает улучшить управление оптической сетью, поскольку гарантирует, что администраторы будут уведомлены о надвигающихся проблемах до того, как они возникнут.
В: Можно ли встроить приемопередатчики 400g PSM4 в слоты функциональных модулей OTN (оптическая транспортная сеть)?
A: Трансиверы 400g PSM4 поддерживают приложения Ethernet. Хотя они не предназначены для такого использования, их можно использовать в некоторых функциональных модулях OTN с интерфейсами 400G. Однако следует подчеркнуть, что OTN обычно предоставляет стандартный формат кадра и прямое исправление ошибок FEC. При использовании трансиверов 400g PSM4 для систем OTN, пожалуйста, свяжитесь с производителем оборудования OTN, чтобы убедиться, что устройства совместимы и будут работать надлежащим образом в среде OTN.
В: Каковы требования к источнику питания для оптических трансиверов PSM400 4g?
A: Сообщалось, что источник питания 3.3 В является типичным для нескольких оптических трансиверов PSM4, среди которых также есть оптические трансиверы 400G PSM4. Однако следует отметить, что индивидуальные требования к питанию могут различаться в зависимости от типа модулей и их производителя. Крайне важно убедиться, что хост-компьютер или стоечное устройство имеют достаточные возможности питания и охлаждения, которые хорошо соответствуют этим трансиверам. Для получения более конкретных рекомендаций по требуемой энергии и тепловым решениям для модулей передатчиков PSM4 всегда рекомендуется проверять технические описания модулей PSM4.
В: Какую роль трансиверы 400g PSM4 играют в беспроводных и оптических сетях 5G?
A: В центре офисов и радиосетей существует пустота, которую трансиверы 400G PSM4 заполнили высокой связью между центрами обработки данных и сетями, включая все беспроводное и работающее. Более того, многие проблемы, включая передачу полос данных в разные места, были быстро решены с помощью множества передатчиков PSM4. Растущий спрос на скорость в технологии PSM4 и ее многочисленные параллельные оптические устройства облегчили покрытие и рассеивание многочисленных сигналов 5G, что повысило различные потребности в данных будущих беспроводных сетей.