فرستنده و گیرنده نوری 400G چیست؟ انواع، کاربردها و راهنمای منبع یابی عمده فروشی

معماران مرکز داده و مهندسان شبکه که زیرساخت های خود را فراتر از 100G مقیاس می دهند، به طور فزاینده ای با فرستنده گیرنده نوری 400G به عنوان گام بعدی در طراحی اتصالات با چگالی بالا و پهنای باند بالا مواجه می شوند. با این حال گیرنده های نوری 400G دارای چندین فاکتور هستند، از فناوری‌های نوری مختلف استفاده می‌کنند، و از نظر دسترسی، نیاز فیبر و مصرف برق به طور قابل توجهی متفاوت هستند - تصمیم انتخاب را پیچیده‌تر از سرعت‌های پایین‌تر می‌کند.

این راهنما انواع اصلی فرستنده گیرنده 400G، تفاوت آنها از نظر فنی، برنامه های کاربردی آنها و آنچه را که باید در هنگام تهیه منبع از یک سازنده شخص ثالث جستجو کرد را پوشش می دهد.

فرستنده و گیرنده نوری 400G چیست؟

الف فرستنده و گیرنده نوری 400G یک ماژول نوری قابل اتصال است که داده ها را با سرعت 400 گیگابیت در ثانیه ارسال و دریافت می کند. به یک پورت سازگار در سوئیچ، روتر یا سرور متصل می شود و سیگنال های الکتریکی دستگاه میزبان را به سیگنال های نوری برای انتقال از طریق کابل فیبر نوری تبدیل می کند و سیگنال های نوری دریافتی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند.

فرستنده‌های 400G از طریق یکی از دو روش به سرعت داده بالای خود می‌رسند: ضرب کردن تعداد خطوط نوری (اپتیک موازی) یا استفاده از قالب‌های مدولاسیون پیشرفته - در درجه اول PAM4 (مدولاسیون دامنه پالس 4 سطح) - برای افزایش نرخ داده در هر خط فراتر از آنچه NRZ (Non-Return) زیرساخت فیزیکی می‌تواند ارائه دهد.

فاکتورهای شکل غالب برای فرستنده های 400G هستند QSFP-DD (چهار ضریب کوچک قابل اتصال دو چگالی) و OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable) ، که هر دو از 8 خط الکتریکی در 50G در هر خط برای دستیابی به نرخ کل 400G پشتیبانی می کنند.

انواع اصلی فرستنده و گیرنده نوری 400G

اکوسیستم فرستنده گیرنده 400G در حال حاضر شامل چندین استاندارد رابط نوری مجزا است که هر کدام برای ترکیب متفاوتی از دسترسی، نوع فیبر و هزینه بهینه شده اند.

400G SR8 - دسترسی کوتاه، فیبر چند حالته

را فرستنده و گیرنده 400G SR8 از 8 خط نوری موازی روی فیبر چند حالته (OM4 یا OM5) استفاده می‌کند و 50G را در هر خط با استفاده از مدولاسیون PAM4 انتقال می‌دهد. حداکثر دسترسی 100 متر در OM4 و 150 متر در فیبر OM5 است. SR8 به یک اتصال دهنده MPO-16 و 16 رشته فیبر (8 انتقال، 8 دریافت) نیاز دارد، که آن را برای استقرار در جایی که یک کارخانه فیبر MPO در حال حاضر در محل قرار دارد، مناسب می کند. این کم‌هزینه‌ترین راه‌حل نوری 400G برای اتصالات کوتاه‌مدت درون مرکز داده است.

400G DR4 - تک حالته، دسترسی به 500 متر

را فرستنده 400G DR4 از 4 خط فیبر تک حالته موازی با مدولاسیون PAM4 در 100G در هر خط استفاده می کند. حداکثر دسترسی 500 متر روی فیبر تک حالته OS2 با کانکتور MPO-12 است. DR4 راه حل استاندارد 400G برای اتصالات بین ساختمان های مرکز داده در همان محوطه دانشگاه و برای اتصالات بین ردیف ها یا غلاف ها در یک طبقه بزرگ مرکز داده است که در آن دسترسی فیبر چند حالته کافی نیست.

400G FR4 — تک حالته، 2 کیلومتر دسترسی

را فرستنده 400G FR4 از 4 طول موج CWDM که روی یک جفت رشته فیبر تک حالته مالتی پلکس شده اند (یک اتصال LC دوبلکس)، با هر طول موج 100G PAM4 استفاده می کند. حداکثر دسترسی 2 کیلومتر است که آن را برای برنامه های کاربردی اتصال مرکز داده (DCI)، اتصالات پردیس مترو و اتصالات به امکانات هم مکان مناسب می کند. رابط تک LC دوبلکس یک مزیت قابل توجه در محیط هایی است که تعداد فیبر یک محدودیت است.

400G LR4 — تک حالته، 10 کیلومتر دسترسی

را فرستنده 400G LR4 با استفاده از 4 طول موج LAN-WDM روی یک جفت فیبر دوبلکس LC، رویکرد FR4 را تا 10 کیلومتر گسترش می دهد. این برای کاربردهای DCI و مترو با دسترسی بلندتر طراحی شده است که در آن 2 کیلومتر کافی نیست. فرستنده و گیرنده های LR4 به دلیل قدرت اپتیکال خروجی بالاتر مورد نیاز برای انتقال 10 کیلومتر، نسبت به انواع با دسترسی کوتاه تر، انرژی بیشتری مصرف می کنند.

400G QSFP-DD در مقابل فرم فاکتورهای OSFP

هر دو فرم فاکتور QSFP-DD و OSFP از فرستنده گیرنده های 400G پشتیبانی می کنند، اما از نظر اندازه، پوشش قدرت و قابلیت مدیریت حرارتی متفاوت هستند.

• QSFP-DD: سازگار با درگاه‌های QSFP28 در برخی پلتفرم‌ها. ضریب فرم کوچکتر با حداکثر اتلاف توان تقریباً 14 وات در هر پورت. پرکاربردترین فرم فاکتور 400G برای کارت های سوئیچ لاین.
• OSFP: ضریب فرم بزرگتر با حداکثر اتلاف توان تقریباً 21 وات در هر پورت. برای فرستنده‌های 400G با نیاز به توان نوری بالاتر (LR4 و انواع با دسترسی بیشتر) و برای توسعه ماژول‌های 800G نسل بعدی ترجیح داده می‌شود.

برنامه های کاربردی فرستنده گیرنده 400G

درک محل استقرار هر نوع فرستنده گیرنده 400G به تیم های تدارکات کمک می کند تا ماژول صحیح را برای هر نوع اتصال در شبکه مشخص کنند.

Fabric مرکز داده Hyperscale

مراکز داده هایپر مقیاس از ارائه دهندگان بزرگ ابر، محرک اصلی پذیرش فرستنده گیرنده 400G هستند. اتصالات ستون به برگ در پارچه های ابرمقیاس مدرن از فرستنده گیرنده های 400G QSFP-DD SR8 یا DR4 برای بالاترین تراکم پورت با کمترین هزینه برای هر بیت استفاده می کنند. حرکت از 100G به 400G در هر پورت، تعداد پورت‌ها و کابل‌های فیزیکی مورد نیاز برای پهنای باند فابریک معین را به میزان 4 برابر کاهش می‌دهد و به طور قابل توجهی هزینه‌های سرمایه و عملیاتی را در مقیاس کاهش می‌دهد.

هسته سازمانی و تجمیع

شبکه های سازمانی با نیازهای هسته پهنای باند بالا در حال گسترش هستند فرستنده و گیرنده نوری 400Gs در سوئیچ های اصلی و روترهای تجمیع برای مدیریت ترافیک ترکیبی از چندین اتصال لایه دسترسی 100G. فرستنده و گیرنده های FR4 برای اتصال بین مراکز داده و امکانات هم مکان در فاصله مترو رایج هستند.

مخابرات و شبکه های ارائه دهنده خدمات

اپراتورهای مخابراتی از فرستنده‌های 400G LR4 و فرستنده 400G برای اتصالات شبکه مترو و منطقه‌ای استفاده می‌کنند و برای افزایش ظرفیت و کاهش پیچیدگی عملیاتی، چندین طول موج کم‌سرعت را با اتصالات تک 400G جایگزین می‌کنند.

الفI and GPU Cluster Interconnect

زیرساخت آموزش هوش مصنوعی در مقیاس بزرگ به اتصالات متقابل با پهنای باند بسیار بالا و تأخیر کم بین سرورهای GPU نیاز دارد. 400G QSFP-DD AOC و DAC کابل ها به طور گسترده برای اتصالات سرور GPU درون رک و رک مجاور در کلاسترهای آموزشی هوش مصنوعی مستقر هستند، جایی که چگالی پهنای باند و وزن کابل هر دو محدودیت حیاتی هستند.

چگونه یک سازنده فرستنده نوری 400G را ارزیابی کنیم

منبع یابی فرستنده و گیرنده نوری 400Gs از طرف یک تولیدکننده شخص ثالث، توجه به چندین عامل را می طلبد که تعیین می کند آیا محصول در شبکه های تولید به طور قابل اعتماد عمل می کند یا خیر.

فناوری PAM4 DSP

فرستنده‌های 400G با استفاده از مدولاسیون PAM4 به تراشه‌های پیشرفته پردازش سیگنال دیجیتال (DSP) برای رمزگذاری و رمزگشایی سیگنال PAM4 نیاز دارند. کیفیت و عملکرد DSP مستقیماً بر میزان خطای فرستنده گیرنده، مصرف برق و محدوده دمای عملیاتی تأثیر می گذارد. سازندگان شخص ثالث معتبر از راه‌حل‌های اثبات شده DSP از فروشندگان پیشرو چیپست استفاده می‌کنند و می‌توانند نمودارهای چشمی و داده‌های آزمایش BER را برای هر قطعه تولیدی ارائه دهند.

سازگاری با پلتفرم و کدگذاری EEPROM

بررسی کنید که سازنده از کدگذاری EEPROM برای پلتفرم سوئیچ هدف شما - Cisco، Arista، Juniper، Huawei، H3C یا سایر فروشندگان پشتیبانی می کند. سازنده ای با کتابخانه کدگذاری جامع و فرآیندی برای به روز رسانی سریع کدگذاری برای استقرار در چندین نسل پلت فرم ضروری است.

راrmal Performance

گیرنده های 400G در هر ماژول 5 تا 14 وات مصرف می کنند که به طور قابل توجهی بیشتر از ماژول های با سرعت پایین تر است. مدیریت حرارتی - هم در ماژول فرستنده گیرنده و هم در طراحی جریان هوا سوئیچ میزبان - برای عملکرد پایدار و قابل اعتماد بسیار مهم است. مشخصات محدوده دمای عملیاتی را درخواست کنید و تأیید کنید که طراحی حرارتی فرستنده گیرنده با جهت جریان هوا و چگالی پورت سوئیچ میزبان سازگار است.

تست تولید و تضمین کیفیت

فرستنده‌های نوری پرسرعت به آزمایش‌های تولیدی جامع نیاز دارند، از جمله اندازه‌گیری توان نوری، تأیید طول موج، آزمایش نسبت خاموشی، تجزیه و تحلیل نمودار چشمی، و آزمایش BER در حداکثر دمای عملیاتی. تولیدکنندگان با پلتفرم‌های تجهیزات تست خودکار (ATE) می‌توانند 100٪ تست هر واحد را انجام دهند و داده‌های تست هر واحد را در صورت درخواست ارائه کنند.

سوالات متداول (سؤالات متداول)

س: تفاوت بین 400G QSFP-DD و 400G OSFP چیست؟

الف: Both QSFP-DD و OSFP استانداردهای فرم فاکتور برای فرستنده های نوری 400G هستند که از 8 خط الکتریکی در 50G در هر خط استفاده می کنند. QSFP-DD از نظر عرض فیزیکی شبیه به فرم فاکتور QSFP28 موجود است، که اجازه می دهد تراکم پورت بالاتری در پنل های جلویی سوئیچ و سازگاری با پورت های QSFP28 در برخی از پلتفرم ها را داشته باشد. OSFP کمی بزرگتر است و محدودیت اتلاف توان بالاتری در حدود 21 وات دارد، که آن را برای انواع 400G با قدرت بالاتر و ماژول های 800G آینده مناسب تر می کند. بیشتر استقرارهای مقیاس بزرگ از QSFP-DD برای چگالی پورت بالاتر استفاده می کنند، در حالی که OSFP برای برنامه های کاربردی با دسترسی بیشتر و توان بالاتر ترجیح داده می شود.

س: آیا می توان از فرستنده گیرنده های 400G در پورت های 100G QSFP28 استفاده کرد؟

الف: No. فرستنده گیرنده 400G QSFP-DD علیرغم شباهت ظاهری، با پورت های 100G QSFP28 سازگاری فیزیکی یا الکتریکی ندارند. QSFP-DD دارای یک رابط الکتریکی با چگالی دوگانه با 8 خط در مقابل 4 خط QSFP28 است و به یک پورت میزبان نیاز دارد که از استاندارد QSFP-DD پشتیبانی کند. برخی از پلتفرم‌های سوئیچ گزینه‌های شکست را ارائه می‌دهند که در آن یک پورت 400G QSFP-DD را می‌توان با استفاده از کابل شکست به چهار اتصال 100G تقسیم کرد.

س: چه نوع فیبری برای فرستنده گیرنده 400G SR8 مورد نیاز است؟

الف: فرستنده و گیرنده 400G SR8s به فیبر چند حالته OM4 یا OM5 با اتصالات MPO-16 نیاز دارید. فیبر OM4 تا 100 متر و فیبر OM5 150 متر را پشتیبانی می کند. کانکتور MPO-16 16 رشته فیبر را در یک بدنه اتصال فراهم می کند - 8 رشته برای انتقال و 8 رشته برای دریافت. اگر کارخانه فیبر موجود شما از کانکتورهای MPO-12 استفاده می‌کند، برای اتصال با فرستنده‌های SR8 به یک فن‌آوت یا راه‌حل تبدیل نیاز است.

س: مصرف برق یک فرستنده گیرنده معمولی 400G QSFP-DD چقدر است؟

الف: Power consumption for فرستنده گیرنده 400G QSFP-DD بسته به نوع رابط نوری متفاوت است. ماژول های SR8 معمولا 8 تا 10 وات مصرف می کنند. ماژول های DR4 10 تا 12 وات مصرف می کنند. ماژول های FR4 12 تا 14 وات مصرف می کنند. ماژول های LR4 ممکن است تا 14 وات مصرف کنند. این ارقام نشان‌دهنده توانی است که از پورت میزبان گرفته می‌شود و به صورت گرما در ماژول تلف می‌شود - یک نکته قابل توجه برای طراحی حرارتی سوئیچ در استقرار 400G با چگالی بالا.

س: زمان سفارشات انبوه فرستنده گیرنده 400G از یک سازنده چینی چقدر است؟

الف: Standard lead times for bulk فرستنده و گیرنده نوری 400G سفارشات از تولید کنندگان چینی به طور معمول 15 تا 30 روز کاری پس از تایید سفارش برای مشخصات استاندارد در تولید است. کد نویسی سفارشی EEPROM برای سازگاری با پلتفرم خاص، 3 تا 5 روز کاری برای راه اندازی کدگذاری اولیه اضافه می کند. تولید تسریع شده برای سفارشات فوری با اطلاع قبلی کافی در دسترس است.

خدمات OEM و ODM در دسترس هستند. از طریق تماس با ما fiberay.com برای درخواست مشخصات فنی، تایید سازگاری پلت فرم و قیمت عمده فروشی.

محصولات مرتبط: گیرنده نوری 400G | فرستنده و گیرنده نوری 100G QSFP28 | گیرنده نوری 200G | فرستنده و گیرنده نوری 800G | الفOC Optical Transceiver