Обзор оптического приемопередатчика 400G ZR, DR4, FR4, LR4, SR8 QSFP-DD

Оптические трансиверы являются ключевыми устройствами для реализации взаимосвязи оптических сетей в центре обработки данных. По мере увеличения количества и плотности портов центры обработки данных должны учитывать стоимость оптических модулей, поскольку ожидается, что они будут составлять почти половину стоимости оптических сетей в IDC. В настоящее время построенные дата-центры крупных интернет-компаний собираемся перейти на 400G Ethernet. Оптические модули 400G QSFP-DD являются наиболее распространенными оптическими решениями для подключения к сети с высокой скоростью передачи данных 400G. Краткое описание оптики 400G QSFP-DD будет дано в этом посте.

Что такое QSFP-DD в модуле приемопередатчика 400G?

QSFP-DD, сокращение от Quad Small Form-factor Pluggable (QSFP) — Double Density (DD) — это высокоскоростной форм-фактор с возможностью «горячей» замены, определенный группой QSFP-DD MSA как ключевой элемент индустрии оптических коммуникаций для достижения сетей высокой плотности. Как лучший вариант для форм-фактора оптического приемопередатчика 400G, этот разъем QSFP-DD позволяет центрам обработки данных эффективно расти и расширять облачную емкость по мере необходимости. 

QSFP-DD имеет прямую и обратную совместимость с портом QSFP, а также совместим с существующими Оптические модули QSFP28 и AOC / DAC и т. д. Электрический интерфейс соединителя QSFP-DD состоит из 8 электрических линий, каждый из которых работает с сигналом NRZ 25 Гбит / с или сигналом PAM50 4 Гбит / с для общей полосы пропускания 200 или 400 Гбит / с. QSFP-DD может достигать агрегированной полосы пропускания до 14.4 Тбит / с в одном слоте коммутатора.

Оптический интерфейс

Скорость оптического сигнала

Режим передачи

Стандарт

Скорость электрического сигнала

Форм-фактор

400Г-СР16

16 * 26.5 Гбит / с NRZ

100 м ММ

802.3bs

16 * 26.5 Гбит / с NRZ

CDFP / CFP8

400G-FR8

8λ* 53 Гбит / с PAM4

2 км SM

802.3bs

8* 53 Гбит / с PAM4

QSFP DD / OSFP

400G-LR8

8λ* 53 Гбит / с PAM4

10 км SM

802.3bs

8* 53 Гбит / с PAM4

QSFP DD / OSFP

400Г-СР8

8λ* 53 Гбит / с PAM4

100 м ММ

802. см

8* 53 Гбит / с PAM4

QSFP DD / OSFP

400Г-СР4.2

4 * 2λ* 53 Гбит / с PAM4

100 м ММ (2λ)

802.3cm

8* 53 Гбит / с PAM4

QSFP DD / OSFP

400Г-ДР4

4 * 106 Гбит / с PAM4

500 м SM

802.3bs

8* 53 Гбит / с PAM4

QSFP DD / OSFP

400G-FR4

4 * 106 Гбит / с PAM4

2 км SM

100G /λ MSA

8* 53 Гбит / с PAM4

QSFP DD / OSFP

400G-LR4

4 * 106 Гбит / с PAM4

10 км SM

TBD

8* 53 Гбит / с PAM4

QSFP DD / OSFP

400Г-ЗР

DWDM + 59.8 Гбит / с DP-16QAM

> 80 км DWDM

МОФ

 

QSFP DD / OSP

Δ Технические индикаторы для различных типов оптоволоконных трансиверов 400G

 

Какие типы приемопередатчиков 400G распространены на рынке?

● Приемопередатчик 400G DR4 QSFP-DD

400 г DR4 представляет собой оптический модуль приемопередатчика, предназначенный для межсоединения центров обработки данных 400G Ethernet в форм-факторе QSFP-DD (Quad Small Form Factor Pluggable-double Density). На стороне передатчика этот модуль DR4 преобразует 8 каналов электрического сигнала 50 Гбит/с (PAM4) в 4 канала параллельных оптических выходных данных, каждый из которых поддерживает скорость передачи данных 100 Гбит/с для совокупной полосы пропускания 400 Гбит/с. На стороне приемника оптический трансивер преобразует 4 полосы параллельных оптических данных со скоростью 100 Гбит/с каждая в совокупную скорость 400 Гбит/с для поддержки 8 полос электрического выходного сигнала PAM50 со скоростью 4 Гбит/с.

QSFP-DD-400G-DR4 400G Модуль оптического трансивера QSFP-DD DR4 с разъемом MTP / MPO и 1310 нм SMF

Модуль оптического трансивера Fiber Mall 400G DR4 QSFP-DD

 

Игровой автомат 400G КСФП-ДД ДР4 Оптоволоконный модуль обеспечивает передачу по SMF (одномодовое волокно) с Разъем МПО-12. Обычно приемопередатчик 400G форм-фактора QSFP-DD DR4 поддерживает максимальное расстояние передачи 500 метров на центральной длине волны 1310 нм. Продукт разработан с цифровыми диагностическими функциями в соответствии с 400G КСФП-ДД Соглашение с несколькими источниками (MSA).

● Оптический приемопередатчик 400G FR4 QSFP-DD

Модуль 400GBASE-FR4 представляет собой приемопередатчик с возможностью горячей замены 400 Гбит/с в форм-факторе QSFP-DD, который поддерживает 8 высокоскоростных электрических интерфейсов для подключения к хосту. То 400 г FR4 приемопередатчик включает 4 независимых канала на центральных длинах волн CWDM4 1271/1291/1311/1331 нм со скоростью 100 Гбит/с на канал. 4 неохлаждаемых CWDM EML 100 Гбит/с используются в лазерах DSP AND EML в качестве оптического привода с оптическим мультиплексором. Он разработан с дуплексным разъемом LC для оптического интерфейса для поддержки передачи до 2 км для каналов Ethernet 400G по одномодовому волокну (SMF). 400 г FR4 Модуль оптоволоконного приемопередатчика QSFP DD следует аналогичному протоколу Спецификация 100G Single Lambda MSA для 400 г FR4 и КСФП-ДД MSA Спецификация.

Оптический модуль QSFP-DD FR400 4G с дуплексным разъемом LC

Δ Схема модуля приемопередатчика 400G FR4 QSFP-DD с Дуплексное волокно

 

● Модуль приемопередатчика 400G LR4 QSFP-DD

Оптоволоконные модули 400GBase LR4 разработаны со встроенным чипом коробки передач, который мультиплексирует входные электрические данные двух каналов в одноканальный выходной сигнал, а затем модулирует его на стороне оптического приемника. В частности, редуктор на базе DSP преобразует 8 каналов сигналов PAM25 4 Гбод в 4 канала сигналов 50 Гбод (PAM4) в течение SMF (Одномодовое волокно) кабель с дуплексными разъемами LC. Этот 400 г LR4 Приемопередатчик оснащен функцией FEC и полным цифровым диагностическим мониторингом в реальном времени, обеспечивая дальность передачи до 10 км. It определяет 400Gb/s PHY для работы на четырех Центральные длины волн CWDM: 1271, 1291, 1311 и 1331 нм. Приемопередатчик 400G LR4 от Fiber Mall имеет те же функции и качество, что и приемопередатчик Cisco 400G и приемопередатчик Arista 400G, и обладает лучшей совместимостью.

400G QSFP-DD LR4 PAM4 CWDM4 10 км LC SMF модуль оптического приемопередатчика с FEC / Fiber Mall

Оптический трансивер Fiber Mall 400G QSFP-DD LR4

● Оптический трансивер 400G SR8 

400G SR8 - это Подключаемый модуль Quad Small Form Factor - удвоенная плотность волоконно-оптический трансивер, соответствующий спецификации IEEE 802.3bs. Этот модуль offERS 8 параллелей Передатчик и приемник полосы, где переносится сигнал 400 Gigabit Ethernet. Каждый из этих 8 независимых каналов поддерживает скорость передачи данных 53.125 Гбит / с.(ПАМ4) dата rели агрегировать общую пропускную способность 400 Гбит/с на 100 метрах многомодового оптоволоконного кабеля OM3 с разъемом MTP/MPO-16. Центральная длина волны 8 независимых каналов составляет 850 нм. Аналогично оптическому модулю DR4, FR4, LR4 QSFP-DD 400G, 400 г SR8 соответствует спецификации QSFP-DD MSA и ИЭЭЭ 802.3бс протокол. 

Согласно исследованию Lightcounting, исследовательской организации в отрасли оптической связи, на мировом рынке оптических приемопередатчиков, Fiber Mall проанализирует и обобщит спрос и поставки на мировом рынке оптических приемопередатчиков в 2021 году.

появляется подключаемый рынок

Недавний исследовательский отчет LightCounting показывает, что продажи оптических приемопередатчиков Ethernet достигнут 4.6 млрд долларов США в 2021 году, что на 25% больше, чем в прошлом году. LightCounting ожидает, что среднегодовой темп роста рынка (среднегодовой темп роста) замедлится до 14% в 2022–2027 годах, но даже при таких скромных темпах роста к 10 году этот сегмент все равно достигнет 2027 миллиардов долларов.

Что способствует росту?

Фактически, поставщики оптических приемопередатчиков оправились от воздействия COVID-19 в начале 2020 года всего за несколько месяцев, а спрос на продукты от 1GbE до 400GbE превысил их ожидания на весь год. «По мере того, как поток растет, растут даже продажи оптических приемопередатчиков 1GbE, не говоря уже о продуктах 10G и 40G». Спрос на традиционные низкопроцентные товары начал снижаться в конце 2020 г., но неожиданно вырос в первой половине 2021 г. Скорее всего, новая и, возможно, последняя волна спроса на традиционные низкотарифные продукты связана с модернизацией корпоративных и телекоммуникационных сетей, которая была отложена в основном из-за COVID-19.

Еще одним важным фактором роста рынка является очень высокий спрос на оптические модули 200GbE и 400G. Google начал развертывание оптических модулей 400G 3 года назад, в то время как Amazon — в 2020 году, а Meta (ранее Facebook) отложила развертывание 200G до 2021 года, что оказало огромное влияние на рынок. Кроме того, первая продажа 2x400G оптических модулей Google также способствовала росту рынка в 2021 году. Ожидается, что этот импульс сохранится и в 2022 году, но LightCounting прогнозирует более медленный рост в 2023-2027 годах.

годовой рост продаж оптических трансиверов Ethernet

LightCounting отмечает, что его модель прогноза основана на предположениях о росте пропускной способности оптических соединений Ethernet в многочисленных приложениях. Кроме того, LightCounting также смоделировал потребление оптических модулей для каждой из десяти ведущих компаний, занимающихся облачными вычислениями. Например, по оценкам LightCounting, Amazon почти удвоит пропускную способность сети своего центра обработки данных за счет масштабного обновления до 400G в 2020 и 2021 годах. В более долгосрочной перспективе ожидается, что рост пропускной способности снизится до 40% в год или удваивается каждые два лет или около того.

В то же время LightCounting также повысила свои ожидания в отношении продуктов 800G и 1.6T. LightCounting отмечает, что консервативные прогнозы подходят для рынков, склонных к волатильности, поскольку они помогают объяснить неожиданное замедление спроса и экономические спады. Необычно, что пандемия идет на пользу индустрии оптических модулей в целом. Рынок Ethernet достиг CAGR 18% с 2011 по 2021 год без значительного спада. Имея это в виду, среднегодовой темп роста в 14% на 2022–2027 годы является очень разумным предположением.

ежеквартальные связные портовые отгрузки

Поставки модулей 400G ZR/ZR+ выросли в четвертом квартале 2021 года, поскольку Cisco (Acacia) и Marvell быстро расширили свои производственные мощности, согласно отчету исследовательской фирмы Cignal AI о транспортных приложениях за четвертый квартал 4 года. Однако спрос со стороны поставщиков облачных услуг по-прежнему превышает предложение, которое в этом году увеличится по мере роста производства таких поставщиков, как Ciena, NeoPhotonics и II-VI. Cignal AI ожидает, что поставки модулей 2021G ZR/ZR+ вырастут на 400% в 200 году, поскольку облачные операторы, такие как Microsoft, Amazon и Google, а также традиционные сетевые операторы, такие как AT&T, Windstream и COLT, развертывают крупномасштабные развертывания. .

Скотт Викинсон, главный оптический аналитик Cignal AI, сказал: «Поставщики облачных услуг и операторы связи вносят фундаментальные изменения в свои сетевые архитектуры из-за коммерческой доступности подключаемых когерентных модулей 400G. Отгрузки 400Г ЗР Module быстро растут, и на данный момент более половины отгрузок приходится на четвертый квартал».

Другие основные моменты из Отчета о транспортных приложениях за четвертый квартал 4 года:

  • Поскольку подключаемые когерентные модули меняют ландшафт поставщиков, количество когерентных портов, закупаемых напрямую операторами, быстро растет.
  • Поставки подключаемых модулей Gen60C 400G ZR по-прежнему ограничены, и на сегодняшний день только два поставщика удовлетворяют почти весь спрос.
  • Ciena остается крупнейшим поставщиком современных когерентных портов Gen90P 800G, хотя поставки продуктов Infinera и ICE6 быстро растут.
  • В 25 году выручка компактных модульных систем в Северной Америке выросла на 2021%, и Cienais стала лидером рынка в этой категории.
  • Только Huawei добилась роста продаж Packet-OTN в 2021 году. Продолжающиеся инвестиции Nokia в свой портфель продуктов OTN сделали ее ведущим поставщиком OTN в Европе и США, где компания имеет наилучшие возможности для завоевания бизнеса Huawei.

общий доход от оптических компонентов по компаниям

Согласно последнему отчету Cignal AI об оптических компонентах, капитальные затраты поставщиков облачных услуг на гипермасштабные центры обработки данных стимулируют рост доходов от оптических компонентов для передачи данных на 27%, и этот рост достиг 4.7 млрд долларов в 2021 году, что опережает рост доходов от компонентов для телекоммуникаций, потребления и промышленной оптики. Приложения.

Поставки модулей с такой скоростью удвоились до рекордного уровня в 2021 году, поскольку спрос крупных облачных провайдеров и некоторых корпоративных клиентов перешел со 100G на 400GbE. «Переход к 400GbE идет полным ходом, а подключаемая когерентная технология 400Gbps революционизирует проектирование оптических сетей, соединяющих центры обработки данных», — сказал Скотт Уилкинсон, главный аналитик по оптике в Cignal AI. «Скорость 400 Гбит/с будет стимулировать рост расходов и пропускной способности в центрах обработки данных и за их пределами в 2022 году».

Другие важные моменты отчета об оптических компонентах за 4 квартал 21 года:

  • В 2021 году поставки модуля передачи данных QSFP-DD составили 8 миллионов, большинство из которых были в формате DR4;
  • В 2021 году было отгружено более 60,000 400 сменных когерентных модулей XNUMX Гбит/с, большинство из которых КСФП-ДД ЗР;
  • В 2021 году поставки когерентных модулей CFP200 со скоростью 2 Гбит/с увеличились на 17% и составили немногим более 200,000 XNUMX единиц, поскольку китайский OEM-центр Fiber Mall увеличил пропускную способность на этой скорости для более дальних городских и дальних приложений.

Как известно, Cisco наконец-то приобрела Acacia за 4.5 миллиарда долларов. 

инвестиции в оптику, кремний и программное обеспечение

Темпы роста обычных оптических модулей замедляются, а когерентных оптических модулей удваиваются. То, что Acacia делает лучше всего, это именно связная часть.

Согласованные интерфейсы и платформы Acacia

Данные Dell'Oro показывают, что 400G ZR достигнет 250,000 2026 единиц в 800 году, а 400G ZR будет производиться быстрее, чем XNUMXG ZR в самом начале, что будет способствовать быстрому росту темпов.

когерентный 400 zr и 800 zr подключаемый

Постепенно миниатюризируемый согласованный модуль может удовлетворить краткие и открытые требования DCI. Будь то ZR или ZR+, 400G или 800G, возможности рынка DCI перевешивают проблемы.

экосистема DCI

проблемы DCI

Заключение

Трансиверы 400G в Quad Small Form-factor Pluggable-Double Density (QSFP-DD), основанные на методе модуляции PAM4, стали популярными для соединения оптических сетей 400G в центрах обработки данных. Оптические устройства 400G ZR, DR4, FR4, LR4 и SR8 QSFP-DD являются примером технологии PAM4 в приложении 400G Ethernet. Fiber Mall является профессиональным интегрированным поставщиком оптических коммуникаций, в настоящее время поставляющим продукты, включая оптоволоконные приемопередатчики, кабели DAC и AOC, волоконно-оптические кабели, сплиттеры WDM и PLC, а также другие сетевые серии. Оптические приемопередатчики 400G DR4/FR4/LR4/SR8/ZR доступны в Fiber Mall, и вы всегда можете связаться с нами или посетить наш веб-сайт.

Оставьте комментарий

Наверх