Понимание оптического трансивера OSFP с плоским верхом: совместимость, возможности и варианты использования

С быстрыми изменениями в технологиях, центры обработки данных и сети призваны увеличивать скорость соединения и в то же время управлять бесперебойной производительностью. Среди этих достижений OSFP с плоским верхом который является Octal Small-Form Factor Pluggable Optical Transceiver. Это ответ на растущую потребность в пропускной способности и эффективности. В этой статье делается попытка объяснить соответствующие характеристики и преимущества Flat-Top OSFP transceiver, включая то, как его можно использовать в существующих сетях, технические характеристики и то, как его можно развернуть в различных приложениях. Это поможет сетевым инженерам и лицам, принимающим решения, в принятии решений относительно развертывания современный оптический устройств в сетях.

Каковы основные характеристики OSFP с плоской вершиной?

Оптический трансивер OSFP с плоским верхом обеспечивает отличительные особенности, которые отвечают текущим требованиям к сетям. Он способен поддерживать скорость передачи данных до 400 Гбит/с, что идеально подходит для приложений с высокими требованиями к пропускной способности. Его размер упрощает интеграцию в плотные сети, добавьте к этому конструкцию с возможностью горячей замены, и сетевые службы практически не будут прерываться во время обслуживания или восстановления устройства. Трансивер работает с различными протоколами и имеет расширенную дальность действия для поддержки на больших расстояниях. Энергоэффективная конструкция устройства помогает снизить нагрузку на электропитание для достижения организационных целей устойчивости. Эти особенности в совокупности позволяют рассматривать OSFP с плоским верхом как фундаментальный элемент в будущих подходах к архитектуре сетевой инфраструктуры.

Каким образом конструкция с плоским верхом повышает производительность?

Форма OSFP, известная как Flat-Top, как говорят, улучшает общую производительность устройства, поскольку обеспечивается однородность и надежность качества сигналов по всем каналам данных. При плоской вершине сигнал всегда имеет одинаковую форму спектрального сечения, что снижает искажения и потери сигнала во время передачи, что является фундаментальной предпосылкой высокоскоростной передачи данных. Это свойство увеличивает отношение сигнал/шум сигнала, а также обеспечивает более эффективное использование полосы пропускания, что очень важно для обеспечения скорости, с которой данные перемещаются на большие расстояния. Кроме того, форма приемопередатчика с плоской вершиной помогает устройству противостоять эффектам дисперсии, что приводит к улучшению качества передачи и повышению надежности сети.

Какую роль играет оптическая технология?

Оптическая технология открывает новые горизонты в проектировании и предоставлении быстрых сети связи. Это связано с тем, что оптические системы используют свет вместо медных проводов для передачи информации, что значительно ускоряет операции и требует гораздо меньше усилий. Еще одной важной особенностью оптической технологии является возможность передачи огромных объемов данных на большие расстояния без больших потерь, что является необходимым условием не только для современные дата-центры но и для современных телекоммуникационных систем. Информация, полученная из различных источников в отрасли, показывает, что без использования усилителей оптические волокна способны передавать информацию на расстояние до 60 км, тем самым обеспечивая высокоуровневую сеть с эффективным использованием площади. Кроме того, оптические устройства, такие как трансивер OSFP Flat-Top, используют мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM) для увеличения объема данных, которые могут быть отправлены через определенное оптическое волокно, позволяя нескольким потокам данных проходить через это интегрированное волокно. Это не только способствует увеличению емкости данных сети, но и приводит к улучшению таких качеств, как масштабируемость и гибкость сети для удовлетворения растущих требований, особенно для услуг, требующих полосы пропускания.

Сравнение 800G OSFP и 400G OSFP

По мере того, как мир движется вперед, развитие телекоммуникационных сетей требует трансиверов с увеличенной скоростью передачи данных и диапазоном измерения. Трансиверы 800G OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable) и 400G OSFP объединяют такие выдающиеся характеристики и хорошо служат как для передачи данных на короткие, так и на большие расстояния. Ниже приведено сравнение двух типов трансиверов по их характеристикам данных:

Скорость передачи данных

• 800G OSFP-модуль: Пропускная способность составляет 800 Гбит/с, что вполне достаточно для приложений с передачей больших объемов данных, специально установленных в более сложных центрах обработки данных.
• 400G OSFP-модуль: Пропускная способность 400 Гбит/с соответствует основным требованиям к подключению для приложений, требующих высокой скорости передачи данных, однако с более низкой скоростью передачи данных.

потребляемая мощность

• 800G OSFP-модуль: Средняя требуемая мощность составляет от 16 Вт до 20 Вт, что делает очевидным тот факт, что OSFP потребляет много энергии из-за более высокой пропускной способности данных.
• 400G OSFP-модуль: Уровень потребляемой мощности составляет 12–15 Вт, что делает его пригодным для приложений, где требования к данным не слишком высоки.

Возможность преодоления расстояний

• 800 G OSFP: диапазон передачи данных составляет от ста метров до десяти километров в зависимости от типа установленного модуля и варианта использования.
• 400G OSFP-модуль: Передача данных в зависимости от расстояния подходит для средних и больших расстояний между соединениями центров обработки данных одного устройства.

Каналы и модуляция 

• 800G OSFP-модуль: Здесь применяется амплитудно-импульсная модуляция (PAM4), которая использует 8 каналов для эффективной передачи данных по сети.
• 400G OSFP-модуль: Он использует PAM4 и мультиплексирует четыре своих канала, но при более низкой агрегации потоков данных.

Физический дизайн:

• 800G OSFP-модуль: Единый форм-фактор обеспечивает обратную совместимость с существующим сетевым оборудованием через соответствующие интерфейсы, одновременно рассеивая избыточное тепло, выделяемое высокопроизводительными модулями.
• 400G OSFP-модуль: Усовершенствованный форм-фактор, разработанный для охвата существующих конструкций и обеспечивающий минимальное нарушение работы во время модернизации.

Такие характеристики подчеркивают прогресс, достигнутый при переходе от трансиверов OSFP 400G к трансиверам OSFP 800G, с упором на повышение скорости передачи данных и масштабируемости, что полезно для защиты инвестиций в сеть от роста объемов данных в будущем.

Как работает прямое подключение с OSFP?

Каковы преимущества прямого подключения меди?

Прямое подключение модулей OSFP с помощью медных кабелей имеет несколько преимуществ. Во-первых, задержка намного ниже, чем у оптических альтернатив, благодаря гораздо более высокой скорости, которую медь обеспечивает на соединениях на коротких расстояниях. Во-вторых, медь дешева; это позволяет использовать недорогие решения для подключения для соединения уплотненных и высокопроизводительных центров обработки данных. Прочная физическая природа медных кабелей обеспечивает прочные соединения, которые способны выдерживать различные механические и экологические нагрузки. Более того, функция plug-and-play меди упрощает процесс установки и сокращает время и перерывы, необходимые для настройки, что делает ее идеальной для расширения сетевых пространств.

Чем отличаются кабели DAC и AOC?

Активные оптические кабели (AOC) и медные кабели прямого подключения (DAC) широко используются для высокоскоростной передачи данных, но имеют разные характеристики и области применения. Благодаря низкому энергопотреблению и экономической эффективности DAC чаще всего развертывается на коротких расстояниях, обычно в стойках. Они используют медные проводники вместо изолированных проводов, что позволяет им передавать электрические сигналы, обеспечивая при этом удобные и мгновенные соединения без каких-либо задержек, что гарантирует надежную работу в средах с низкой задержкой.

С другой стороны, кабели AOC специально созданы для межсоединений на большие расстояния и передают информацию в виде электрических сигналов через свет с помощью оптоволокна. Сочетание функций электрической передачи и оптической сигнализации позволяет им передавать данные на многочисленные метры, опережая расстояния, которые может обеспечить DAC. Как правило, AOC легкие и имеют более широкий диапазон пропускной способности, что делает их подходящими для больших систем данных, требующих высокопроизводительного вывода. Недостатком является то, что они потребляют больше электроэнергии из-за принятия электрооптического преобразования и, как правило, дороже, чем DAC. Поэтому решение об использовании DAC или AOC определяется физическим расстоянием, скоростью передачи и конкретными системными критериями центра обработки данных.

Изучение вариантов прямого подключения для центров обработки данных

Поскольку я не могу извлекать контент из самых заметных веб-сайтов в режиме реального времени, я могу предоставить прямое сравнение, опираясь на выдающиеся технические различия, которые обычно подчеркиваются большинством сайтов. Как и в любой другой технологии, при исследовании режимов прямого подключения для центров обработки данных необходимо учитывать требования приложения в отношении расстояния и уровня производительности. Полное отключение центров обработки данных рассматривалось как подход к экономии владельцам центров обработки данных, пользователям и менеджерам некоторых расходов на медь прямого подключения. Остальные называются межсоединениями большой протяженности, которые включают активные медные и оптоволоконные кабели. Большинство AOC предлагают механизмы управления и регулирования для эффективной пропускной способности на больших расстояниях, хотя они недостаточны для многих приложений. Они больше подходят для приложений с требованиями более высоких скоростей каналов и больших расстояний, хотя и с более высокой стоимостью и энергопотреблением. Выбор между этими шнурами заключается в использовании комбинации ограничений по стоимости и основных требований, необходимых в приложении, которые включают диапазон, объем информации и масштаб сети.

Почему оптические трансиверы так необходимы?

Каким образом модули приемопередатчиков поддерживают сетевое подключение?

Трансиверы, также называемые модулями трансиверов, являются неотъемлемыми частями устройств в сети, обеспечивая передачу информации между устройствами. Они интегрируются в оборудование центра обработки данных, например, коммутаторы и маршрутизаторы, для обеспечения широкополосной передачи по оптоволоконным соединениям. Они включают в себя интерфейс, который можно заменить, что упрощает модернизацию устройства и использование с различными сетевыми стандартами, что повышает сетевую совместимость. Кроме того, усовершенствование технологии трансиверов сделало возможным передачу данных на большие расстояния, с большей скоростью и с большей производительностью. Эта централизованная функция, исходящая от трансиверов, обеспечивает подключение в нескольких местах, повышая масштабируемость, что очень важно для современных операций центра обработки данных.

Почему стоит выбрать Flat Top PAM4 1310 нм?

Flat Top PAM4 1310 нм эффективен для оптических сетей благодаря своей высокой скорости передачи данных на средних расстояниях передачи. Эта технология использует четырехуровневую амплитудно-импульсную модуляцию (PAM4), что означает, что объем данных, передаваемых на оптический сигнал, вдвое превышает объем, передаваемый традиционными методами NPZS. Длина волны 1310 нм выбрана из соображений соотношения стоимости и производительности, а также минимизации дисперсии для лучшего использования сигнала. Его конструкция имеет плоскую вершину, что помогает достичь более стабильной производительности с меньшими искажениями, что важно при использовании в центре обработки данных с высокой плотностью и ограничениями по мощности.

Как обеспечить совместимость с OSFP Flat Top Passive Direct?

Понимание стандартов MSA и OEM

В различных оптических модулях, таких как OSFP Flat Top Passive Direct, для поддержания совместимости важны Multi-Source Agreement (MSA) и Original Equipment Manufacturer (OEM). Можно создать несколько продуктов взаимодействия, рассматривая MSA как соглашения, в то время как требования OEM описывают детали того, как развернуть систему для работы с ее материнскими системами. В качестве способа обеспечения соответствия этим стандартам соответствующая документация в отношении электрического и механического интерфейса между продуктами доступна для проверки. Комментарии о недавних улучшениях, внесенных несколькими из выявленных ведущих технологических игроков, включая Google, подтвердили значимость этих стандартов для эффективности центра обработки данных, разнообразия поставщиков и простоты интеграции.

Проверка совместимости с существующей инфраструктурой

При применении OSFP Flat Top Passive Direct в существующей сети необходимо отдать приоритет анализу существующей инфраструктуры. Архитектура места развертывания должна быть проверена на наличие маршрутизаторов, коммутаторов и оптических модулей, а их конфигурации должны быть сравнены с конфигурациями новых модулей для обеспечения совместимости. Важно дважды проверить тип интерфейсов, которые будут использоваться в системе, объединенной в сеть, и сами сигналы, передаваемые между приемопередатчиками системы. Кроме того, это может быть полезно путем исследования любых возможных проблем совместимости или обновлений прошивки в соответствующей литературе, опубликованной основными производителями сетевых компонентов. Также может быть полезно использовать некоторые инструменты для анализа сети, чтобы проверить, насколько хорошо будет работать интеграция и какие факторы влияния могут возникнуть на этапах развертывания сети. Обязанности включают полное тестирование среды и возможное и потенциальное тестирование внутри сети. Это необходимо для того, чтобы гарантировать, что единичное развертывание или крупное развертывание не приведет к полному коллапсу сети.

Какие приложения выигрывают от решений на основе оптоволоконной связи?

Как оптическая связь влияет на центры обработки данных?

Благодаря высокой скорости и пропускной способности передачи данных оптическая связь обеспечивает значительное повышение эффективности в центре обработки данных. Эта технология уменьшает задержку и обеспечивает масштабируемость, что необходимо для удовлетворения растущих потребностей в данных. Недавнее исследование Google подчеркивает, что оптические решения снижают энергопотребление и тепловыделение, что, в свою очередь, снижает эксплуатационные расходы и повышает энергоэффективность. Более того, использование оптической связи также приводит к улучшению сетевой архитектуры за счет включения различных компонентов и более легкого перехода на новые технологии.

Роль оптоволокна в беспроводных и оптических сетях 5G

Быстро расширяющуюся сферу беспроводных и 5G телекоммуникационных сетей невозможно представить без волоконно-оптической технологии в качестве ее основного поставщика. Ее важнейшим преимуществом является передача огромных объемов данных на очень высоких скоростях передачи, на значительные расстояния и с минимальным ухудшением исходного сигнала. Эта функция необходима, если мы хотим иметь возможность удовлетворить растущий спрос на полосу пропускания и низкую задержку, которые требуются для аппаратных и программных систем с поддержкой 5G. Кроме того, волоконно-оптические компоненты помогают уплотнить сетевые архитектуры, в которых установлено много малых сот для обеспечения дополнительного покрытия в высокочастотных диапазонах в системах 5G. Это, в свою очередь, улучшает производительность и покрытие беспроводных сетей. Кроме того, и что еще более интересно, волоконно-оптические кабели представляют собой архитектуру, которая способна масштабироваться, тем самым ускоряя развертывание новых технологий, таких как Интернет вещей (IoT) и автоматизированные системы, которые в противном случае было бы трудно развернуть из-за огромных объемов данных и трафика данных, связанных с их развертыванием.

Справочные источники

приемопередатчик

Оптоволокно

Ethernet

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Что такое оптический трансивер OSFP с плоским верхом?

A: Трансиверы OSFP Flat-Top принадлежат к расширенному семейству оптических трансиверов, которые были созданы для работы в высокоскоростных и высокоплотных режимах, подходящих для гиперсетей центров обработки данных и облачных систем. Они поддерживают типичную пропускную способность 400G через модуляцию PAM4 и совместимы с определенными оптоволоконными аксессуарами, такими как smf и mmf.

В: Как функциональность коммутации применяется к оптическим трансиверам OSFP?

A: Трансивер OSPF имеет функцию разветвления, что означает, что один трансивер OSFP может быть разделен на несколько портов для использования на более низкой скорости, например 8x100G. Это может помочь максимизировать использование портов с трансивером в случае потребности в разнесении полосы пропускания.

В: Совместимы ли модули OSFP с плоским верхом с устройствами SFP или XFP?

A: Устройства SFP полностью отличаются от устройств XFP и устройств ISFP, поэтому из-за разницы в форм-факторе и используемых выводах они не могут быть напрямую интегрированы с модулями Femto Flat-Top OSFP. Тем не менее, можно адаптировать различные стандарты коммуникационных сред с помощью оптоволоконных медиаконвертеров.

В: Могу ли я использовать трансиверы OSFP с напрямую подключенными кабелями?

A: Да, трансиверы OSFP вместе с кабельными системами, такими как кабели DAC-разъема, могут помочь установить соединение «точка-точка» между двумя сетевыми устройствами на небольшом расстоянии с очень высокой скоростью передачи данных.

В: Каковы основные характеристики трансивера OSFP 8x100G?

A: Трансивер OSFP 8x100G реализует концепцию высокой плотности скоростей передачи данных, обеспечивая совокупную пропускную способность 800 Гбит/с по восьми каналам по 100 Гбит/с, что делает его очень подходящим для кабельных соединений в центрах обработки данных с высокой пропускной способностью.

В: Существуют ли совместимые трансиверы OSFP, производимые сторонними производителями?

A: Да, доступны трансиверы OSFP сторонних производителей, которые прошли проверку на совместимость с основными сетевыми провайдерами. Кроме того, перед приобретением желательно убедиться, что они впишутся в вашу существующую сеть.

В: Как выбрать трансивер OSFP?

A: При выборе трансивера OSFP следует учитывать такие факторы, как скорость передачи данных, тип используемого волокна (SMF или MMF), доступность оборудования, номинальная мощность, а также другие принятые политики, такие как FCC и RoHS.

В: Как использовать трансиверы OSFP в устройстве, монтируемом в стойку?

A: Трансиверы OSFP могут быть установлены в стоечных устройствах, которые соответствуют спецификации OSFP. Обычно такие типы устройств имеют различные слоты или порты для модулей оптических трансиверов с возможностью горячей замены, предназначенные для легкой установки и модернизации.

В: Каково значение OSFP AOC в области сетевых технологий центров обработки данных? 

A: OSFP AOC (активный оптический кабель) играет важную роль в области сетевых технологий центров обработки данных, поскольку это экономически эффективное решение, обеспечивающее высокоскоростное соединение между сетью и устройствами хранения данных с низкой задержкой и высокой плотностью.