ตัวรับส่งสัญญาณแสง 400G คืออะไร? ประเภท การใช้งาน และคู่มือการจัดหาการขายส่ง

สถาปนิกศูนย์ข้อมูลและวิศวกรเครือข่ายที่ปรับขนาดโครงสร้างพื้นฐานเกินกว่า 100G พบว่าตัวรับส่งสัญญาณแบบออปติคัล 400G กลายเป็นก้าวต่อไปในการออกแบบการเชื่อมต่อระหว่างกันที่มีความหนาแน่นสูงและมีแบนด์วิธสูง ยัง ตัวรับส่งสัญญาณแสง 400G มาในฟอร์มแฟคเตอร์หลายรูปแบบ ใช้เทคโนโลยีออพติคัลที่แตกต่างกัน และมีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านการเข้าถึง ความต้องการไฟเบอร์ และการใช้พลังงาน ทำให้การตัดสินใจเลือกมีความซับซ้อนมากกว่าที่ความเร็วต่ำ

คู่มือนี้ครอบคลุมถึงประเภทตัวรับส่งสัญญาณ 400G หลัก ความแตกต่างทางเทคนิค แอปพลิเคชันที่ให้บริการ และสิ่งที่ต้องพิจารณาเมื่อจัดหาจากผู้ผลิตบุคคลที่สาม

ตัวรับส่งสัญญาณแสง 400G คืออะไร?

ก ตัวรับส่งสัญญาณแสง 400G เป็นโมดูลออปติคัลแบบเสียบได้ซึ่งส่งและรับข้อมูลด้วยอัตรารวม 400 กิกะบิตต่อวินาที โดยเสียบเข้ากับพอร์ตที่เข้ากันได้บนสวิตช์ เราเตอร์ หรือเซิร์ฟเวอร์ แปลงสัญญาณไฟฟ้าจากอุปกรณ์โฮสต์เป็นสัญญาณแสงสำหรับการส่งผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสง และแปลงสัญญาณแสงที่ได้รับกลับไปเป็นสัญญาณไฟฟ้า

ตัวรับส่งสัญญาณ 400G บรรลุอัตราข้อมูลที่สูงด้วยหนึ่งในสองวิธี: คูณจำนวนเลนแสง (เลนส์คู่ขนาน) หรือใช้รูปแบบมอดูเลชั่นขั้นสูง โดยหลักๆ แล้วคือ PAM4 (Pulse Amplitude Modulation 4 ระดับ) เพื่อเพิ่มอัตราข้อมูลต่อเลนให้เกินกว่าที่การมอดูเลต NRZ (Non-Return-to-Zero) สามารถส่งมอบได้บนโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพเดียวกัน

ปัจจัยรูปแบบที่โดดเด่นสำหรับตัวรับส่งสัญญาณ 400G คือ QSFP-DD (ความหนาแน่นสองเท่าแบบเสียบได้ของฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดเล็กรูปสี่เหลี่ยม) และ OSFP (แบบเสียบปัจจัยรูปแบบแปดเหลี่ยมขนาดเล็กได้) ซึ่งทั้งสองรองรับช่องทางไฟฟ้า 8 เลนที่ 50G ต่อเลนเพื่อให้ได้อัตรารวม 400G

ประเภทหลักของตัวรับส่งสัญญาณแสง 400G

ปัจจุบันระบบนิเวศของตัวรับส่งสัญญาณ 400G มีมาตรฐานอินเทอร์เฟซแบบออปติคอลที่แตกต่างกันหลายมาตรฐาน ซึ่งแต่ละมาตรฐานได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการผสมผสานการเข้าถึง ประเภทไฟเบอร์ และต้นทุนที่แตกต่างกัน

400G SR8 — ระยะเอื้อมสั้น, มัลติโหมดไฟเบอร์

ที่ ตัวรับส่งสัญญาณ 400G SR8 ใช้เลนแสงแบบขนาน 8 เลนบนมัลติไฟเบอร์ (OM4 หรือ OM5) ส่งสัญญาณ 50G ต่อเลนโดยใช้การปรับ PAM4 ระยะการเข้าถึงสูงสุดคือ 100 เมตรบน OM4 และ 150 เมตรบนไฟเบอร์ OM5 SR8 ต้องใช้ตัวเชื่อมต่อ MPO-16 และสายไฟเบอร์ 16 เส้น (ส่ง 8 เส้น รับ 8 เส้น) ทำให้เหมาะสำหรับการปรับใช้ที่มีโรงงานไฟเบอร์ MPO อยู่แล้ว เป็นโซลูชันออปติคัล 400G ราคาประหยัดที่สุดสำหรับการเชื่อมต่อระยะสั้นภายในศูนย์ข้อมูล

400G DR4 — โหมดเดียว ระยะการเข้าถึง 500 เมตร

ที่ ตัวรับส่งสัญญาณ 400G DR4 ใช้เลนไฟเบอร์โหมดเดี่ยวขนาน 4 เลนพร้อมการปรับ PAM4 ที่ 100G ต่อเลน ระยะการเข้าถึงสูงสุดคือ 500 เมตรบนไฟเบอร์โหมดเดี่ยว OS2 พร้อมตัวเชื่อมต่อ MPO-12 DR4 เป็นโซลูชัน 400G มาตรฐานสำหรับการเชื่อมต่อระหว่างอาคารศูนย์ข้อมูลในวิทยาเขตเดียวกันและสำหรับการเชื่อมต่อระหว่างแถวหรือพ็อดภายในชั้นศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ที่การเข้าถึงไฟเบอร์แบบมัลติโหมดไม่เพียงพอ

400G FR4 — โหมดเดี่ยว ระยะการเข้าถึง 2 กม

ที่ ตัวรับส่งสัญญาณ 400G FR4 ใช้ความยาวคลื่น CWDM 4 เส้นที่มัลติเพล็กซ์บนเส้นไฟเบอร์โหมดเดี่ยวคู่เดียว (การเชื่อมต่อ LC duplex หนึ่งครั้ง) โดยแต่ละความยาวคลื่นจะมี 100G PAM4 ระยะการเข้าถึงสูงสุดคือ 2 กิโลเมตร ทำให้เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันการเชื่อมต่อศูนย์ข้อมูล (DCI) การเชื่อมต่อวิทยาเขตเมโทร และการเชื่อมต่อกับสิ่งอำนวยความสะดวกด้านโคโลเคชั่น อินเทอร์เฟซดูเพล็กซ์ LC เดี่ยวเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญในสภาพแวดล้อมที่จำนวนไฟเบอร์เป็นข้อจำกัด

400G LR4 — โหมดเดียว ระยะเข้าถึง 10 กม

ที่ ตัวรับส่งสัญญาณ 400G LR4 ขยายแนวทาง FR4 เป็น 10 กิโลเมตร โดยใช้ความยาวคลื่น LAN-WDM 4 ช่วงบนคู่ไฟเบอร์ดูเพล็กซ์ LC คู่เดียว ได้รับการออกแบบมาเพื่อการใช้งาน DCI ที่เข้าถึงได้ไกลขึ้นและการเชื่อมต่อระหว่างรถไฟใต้ดินที่ 2 กม. ไม่เพียงพอ ตัวรับส่งสัญญาณ LR4 ใช้พลังงานมากกว่ารูปแบบที่มีระยะการเข้าถึงสั้นกว่า เนื่องจากกำลังแสงเอาต์พุตที่สูงกว่าที่จำเป็นสำหรับการส่งสัญญาณระยะทาง 10 กม.

400G QSFP-DD เทียบกับฟอร์มแฟคเตอร์ OSFP

ทั้งฟอร์มแฟคเตอร์ QSFP-DD และ OSFP รองรับตัวรับส่งสัญญาณ 400G แต่มีขนาด ขอบเขตพลังงาน และความสามารถในการจัดการระบายความร้อนแตกต่างกัน

• QSFP-DD: เข้ากันได้กับพอร์ต QSFP28 ในบางแพลตฟอร์ม ฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดเล็กกว่าพร้อมการกระจายพลังงานสูงสุดประมาณ 14W ต่อพอร์ต ฟอร์มแฟคเตอร์ 400G ที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับสวิตช์ไลน์การ์ด
• OSFP: ฟอร์มแฟคเตอร์ที่ใหญ่กว่าพร้อมการกระจายพลังงานสูงสุดประมาณ 21W ต่อพอร์ต เหมาะสำหรับตัวรับส่งสัญญาณ 400G ที่มีความต้องการพลังงานแสงสูงกว่า (LR4 และรุ่นที่มีระยะการเข้าถึงไกลกว่า) และสำหรับการพัฒนาโมดูล 800G รุ่นต่อไป

แอปพลิเคชันตัวรับส่งสัญญาณ 400G

การทำความเข้าใจตำแหน่งที่ใช้ตัวรับส่งสัญญาณ 400G แต่ละประเภทช่วยให้ทีมจัดซื้อระบุโมดูลที่ถูกต้องสำหรับการเชื่อมต่อแต่ละประเภทในเครือข่าย

โครงสร้างศูนย์ข้อมูลระดับไฮเปอร์สเกล

ศูนย์ข้อมูลระดับไฮเปอร์สเกลจากผู้ให้บริการคลาวด์รายใหญ่คือตัวขับเคลื่อนหลักของการนำตัวรับส่งสัญญาณ 400G มาใช้ การเชื่อมต่อแบบกระดูกสันหลังถึงใบในแฟบริคไฮเปอร์สเกลสมัยใหม่ใช้ตัวรับส่งสัญญาณ 400G QSFP-DD SR8 หรือ DR4 เพื่อความหนาแน่นของพอร์ตสูงสุดที่ต้นทุนต่อบิตต่ำที่สุด การย้ายจาก 100G เป็น 400G ต่อพอร์ตช่วยลดจำนวนพอร์ตทางกายภาพและสายเคเบิลที่จำเป็นสำหรับแบนด์วิธแฟบริคที่กำหนดลงถึงสี่เท่า ซึ่งช่วยลดเงินทุนและต้นทุนการดำเนินงานในวงกว้างได้อย่างมาก

แกนองค์กรและการรวมกลุ่ม

กำลังปรับใช้เครือข่ายองค์กรที่มีข้อกำหนดหลักแบนด์วิธสูง ตัวรับส่งสัญญาณแสง 400Gs ในสวิตช์หลักและเราเตอร์แบบรวมเพื่อจัดการการรับส่งข้อมูลแบบรวมจากการเชื่อมต่อชั้นการเข้าถึง 100G หลายตัว ตัวรับส่งสัญญาณ FR4 เป็นเรื่องปกติสำหรับการเชื่อมต่อระหว่างศูนย์ข้อมูลและศูนย์ข้อมูลโคโลเคชั่นภายในระยะรถไฟใต้ดิน

เครือข่ายโทรคมนาคมและผู้ให้บริการ

ผู้ให้บริการโทรคมนาคมใช้ 400G LR4 และตัวรับส่งสัญญาณ 400G ที่ระยะเข้าถึงได้ไกลกว่าสำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายในเมืองและภูมิภาค โดยแทนที่ความยาวคลื่นความเร็วต่ำหลายรายการด้วยการเชื่อมต่อ 400G เดี่ยวเพื่อเพิ่มความจุและลดความซับซ้อนในการปฏิบัติงาน

กI and GPU Cluster Interconnect

โครงสร้างพื้นฐานการฝึกอบรม AI ขนาดใหญ่ต้องการการเชื่อมต่อระหว่างเซิร์ฟเวอร์ GPU ที่มีแบนด์วิธสูงและมีความหน่วงต่ำมาก 400G QSFP-DD AOC และ DAC สายเคเบิลถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการเชื่อมต่อเซิร์ฟเวอร์ GPU ภายในแร็คและแร็คที่อยู่ติดกันในคลัสเตอร์การฝึกอบรม AI ซึ่งความหนาแน่นของแบนด์วิธและน้ำหนักของสายเคเบิลเป็นทั้งข้อจำกัดที่สำคัญ

วิธีประเมินผู้ผลิตเครื่องรับส่งสัญญาณแสง 400G

การจัดหา ตัวรับส่งสัญญาณแสง 400Gs จากผู้ผลิตบุคคลที่สามต้องให้ความสนใจกับปัจจัยหลายประการที่กำหนดว่าผลิตภัณฑ์จะทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในเครือข่ายการผลิตหรือไม่

เทคโนโลยี PAM4 DSP

ตัวรับส่งสัญญาณ 400G ที่ใช้การปรับ PAM4 ต้องใช้ชิป Digital Signal Processing (DSP) ที่มีความซับซ้อนเพื่อเข้ารหัสและถอดรหัสสัญญาณ PAM4 คุณภาพและประสิทธิภาพของ DSP ส่งผลโดยตรงต่ออัตราข้อผิดพลาดของตัวรับส่งสัญญาณ การใช้พลังงาน และช่วงอุณหภูมิในการทำงาน ผู้ผลิตที่เป็นบุคคลที่สามที่ก่อตั้งขึ้นใช้โซลูชัน DSP ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วจากผู้จำหน่ายชิปเซ็ตชั้นนำ และสามารถจัดเตรียม eye diagram และข้อมูลการทดสอบ BER สำหรับแต่ละล็อตการผลิตได้

ความเข้ากันได้ของแพลตฟอร์มและการเข้ารหัส EEPROM

ตรวจสอบว่าผู้ผลิตรองรับการเข้ารหัส EEPROM สำหรับแพลตฟอร์มสวิตช์เป้าหมายของคุณ — Cisco, Arista, Juniper, Huawei, H3C หรือผู้จำหน่ายอื่นๆ ผู้ผลิตที่มีไลบรารีการเขียนโค้ดที่ครอบคลุมและกระบวนการสำหรับการอัปเดตการเขียนโค้ดอย่างรวดเร็วถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการปรับใช้บนแพลตฟอร์มหลายรุ่น

ที่rmal Performance

ตัวรับส่งสัญญาณ 400G กินไฟ 5W ถึง 14W ต่อโมดูล ซึ่งมากกว่าโมดูลความเร็วต่ำกว่าอย่างมาก การจัดการระบายความร้อน - ทั้งภายในโมดูลตัวรับส่งสัญญาณและในการออกแบบการไหลเวียนของอากาศของสวิตช์โฮสต์ - มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานที่ยั่งยืนและเชื่อถือได้ ขอข้อกำหนดเฉพาะของช่วงอุณหภูมิในการทำงานและยืนยันว่าการออกแบบการระบายความร้อนของตัวรับส่งสัญญาณเข้ากันได้กับทิศทางการไหลของอากาศของสวิตช์โฮสต์และความหนาแน่นของพอร์ต

การทดสอบการผลิตและการประกันคุณภาพ

ตัวรับส่งสัญญาณแบบออปติคอลความเร็วสูงจำเป็นต้องมีการทดสอบการผลิตที่ครอบคลุม รวมถึงการวัดกำลังแสง การตรวจสอบความยาวคลื่น การทดสอบอัตราส่วนการสูญพันธุ์ การวิเคราะห์แผนภาพตา และการทดสอบ BER ที่อุณหภูมิการทำงานสุดขั้ว ผู้ผลิตที่มีแพลตฟอร์มอุปกรณ์ทดสอบอัตโนมัติ (ATE) สามารถทำการทดสอบ 100% ในทุกหน่วย และให้ข้อมูลการทดสอบต่อหน่วยตามคำขอ

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

ถาม: 400G QSFP-DD และ 400G OSFP แตกต่างกันอย่างไร

ก: Both QSFP-DD และ OSFP เป็นมาตรฐานฟอร์มแฟคเตอร์สำหรับตัวรับส่งสัญญาณแบบออปติคอล 400G ที่ใช้ช่องทางไฟฟ้า 8 เลนที่ 50G ต่อเลน QSFP-DD มีความกว้างใกล้เคียงกันทางกายภาพกับฟอร์มแฟคเตอร์ QSFP28 ที่มีอยู่ ทำให้มีความหนาแน่นของพอร์ตที่สูงขึ้นบนแผงด้านหน้าของสวิตช์ และความเข้ากันได้แบบย้อนหลังกับพอร์ต QSFP28 ในบางแพลตฟอร์ม OSFP มีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยโดยมีขีดจำกัดการกระจายพลังงานสูงกว่าประมาณ 21W ทำให้เหมาะกว่าสำหรับรุ่น 400G พลังงานสูงกว่าและโมดูล 800G ในอนาคต การใช้งานแบบไฮเปอร์สเกลส่วนใหญ่ใช้ QSFP-DD สำหรับความหนาแน่นของพอร์ตที่สูงกว่า ในขณะที่ OSFP เป็นที่ต้องการสำหรับแอปพลิเคชันที่เข้าถึงได้ไกลกว่าและมีพลังงานสูงกว่า

ถาม: ตัวรับส่งสัญญาณ 400G สามารถใช้กับพอร์ต 100G QSFP28 ที่มีอยู่ได้หรือไม่

ก: No. ตัวรับส่งสัญญาณ 400G QSFP-DD ไม่รองรับทางกายภาพหรือทางไฟฟ้ากับพอร์ต 100G QSFP28 แม้ว่าจะมีความคล้ายคลึงกันก็ตาม QSFP-DD มีอินเทอร์เฟซไฟฟ้าความหนาแน่นสองเท่าที่มี 8 เลนเทียบกับ 4 เลนของ QSFP28 และต้องการพอร์ตโฮสต์ที่รองรับมาตรฐาน QSFP-DD แพลตฟอร์มสวิตช์บางแพลตฟอร์มมีตัวเลือกการแยกส่วนโดยที่พอร์ต 400G QSFP-DD หนึ่งพอร์ตสามารถแบ่งออกเป็นการเชื่อมต่อ 100G สี่การเชื่อมต่อโดยใช้สายเคเบิลแยก

ถาม: ตัวรับส่งสัญญาณ 400G SR8 ต้องใช้ไฟเบอร์ประเภทใด

ก: ตัวรับส่งสัญญาณ 400G SR8s ต้องใช้มัลติไฟเบอร์ OM4 หรือ OM5 พร้อมขั้วต่อ MPO-16 ไฟเบอร์ OM4 รองรับระยะการเข้าถึง 100 เมตร และไฟเบอร์ OM5 รองรับ 150 เมตร ตัวเชื่อมต่อ MPO-16 มีสายไฟเบอร์ 16 เส้นในตัวตัวเชื่อมต่อเดียว - 8 เส้นสำหรับส่งและ 8 เส้นสำหรับรับ หากโรงงานไฟเบอร์ที่มีอยู่ของคุณใช้ตัวเชื่อมต่อ MPO-12 จำเป็นต้องใช้โซลูชันการกระจายออกหรือการแปลงเพื่อเชื่อมต่อกับตัวรับส่งสัญญาณ SR8

ถาม: ตัวรับส่งสัญญาณ 400G QSFP-DD ทั่วไปใช้พลังงานเท่าใด

ก: Power consumption for ตัวรับส่งสัญญาณ 400G QSFP-DD แตกต่างกันไปตามประเภทอินเทอร์เฟซแบบออปติคัล โดยทั่วไปโมดูล SR8 จะใช้ 8W ถึง 10W โมดูล DR4 กินไฟ 10W ถึง 12W โมดูล FR4 กินไฟ 12W ถึง 14W โมดูล LR4 อาจกินไฟสูงสุด 14W ตัวเลขเหล่านี้แสดงถึงกำลังที่ดึงมาจากพอร์ตโฮสต์และกระจายไปเป็นความร้อนภายในโมดูล ซึ่งเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญสำหรับการออกแบบการระบายความร้อนของสวิตช์ในการปรับใช้ 400G ความหนาแน่นสูง

ถาม: ระยะเวลาในการสั่งซื้อเครื่องรับส่งสัญญาณ 400G จำนวนมากจากผู้ผลิตในจีนคือเท่าไร

ก: Standard lead times for bulk ตัวรับส่งสัญญาณแสง 400G โดยทั่วไปคำสั่งซื้อจากผู้ผลิตจีนที่จัดตั้งขึ้นจะใช้เวลา 15 ถึง 30 วันทำการหลังจากยืนยันคำสั่งซื้อสำหรับข้อกำหนดมาตรฐานในการผลิต การเข้ารหัส EEPROM แบบกำหนดเองสำหรับความเข้ากันได้ของแพลตฟอร์มเฉพาะจะเพิ่มเวลา 3 ถึง 5 วันทำการสำหรับการตั้งค่าการเข้ารหัสครั้งแรก สามารถเร่งการผลิตได้สำหรับการสั่งซื้อเร่งด่วนโดยแจ้งให้ทราบล่วงหน้าอย่างเพียงพอ

มีบริการ OEM และ ODM ติดต่อเราผ่านทาง fibreay.com เพื่อขอข้อกำหนดทางเทคนิค การยืนยันความเข้ากันได้ของแพลตฟอร์ม และราคาขายส่ง

สินค้าที่เกี่ยวข้อง: ตัวรับส่งสัญญาณแสง 400G | ตัวรับส่งสัญญาณแสง 100G QSFP28 | ตัวรับส่งสัญญาณแสง 200G | ตัวรับส่งสัญญาณแสง 800G | กOC Optical Transceiver