Bộ thu phát quang 400G là gì? Các loại, ứng dụng và hướng dẫn tìm nguồn cung ứng bán buôn

Các kiến ​​trúc sư trung tâm dữ liệu và kỹ sư mạng mở rộng cơ sở hạ tầng của họ vượt quá 100G ngày càng coi bộ thu phát quang 400G là bước tiếp theo trong thiết kế kết nối băng thông cao, mật độ cao. Chưa Bộ thu phát quang 400G có nhiều kiểu dáng, sử dụng các công nghệ quang học khác nhau và khác nhau đáng kể về phạm vi tiếp cận, yêu cầu về sợi quang và mức tiêu thụ điện năng — khiến cho quyết định lựa chọn trở nên phức tạp hơn so với ở tốc độ thấp hơn.

Hướng dẫn này đề cập đến các loại bộ thu phát 400G chính, chúng khác nhau như thế nào về mặt kỹ thuật, chúng phục vụ những ứng dụng nào và những điều cần tìm khi tìm nguồn cung ứng từ nhà sản xuất bên thứ ba.

Bộ thu phát quang 400G là gì?

A Bộ thu phát quang 400G là một mô-đun quang có thể cắm được để truyền và nhận dữ liệu với tốc độ tổng hợp là 400 Gigabit/giây. Nó cắm vào một cổng tương thích trên bộ chuyển mạch, bộ định tuyến hoặc máy chủ, chuyển đổi tín hiệu điện từ thiết bị chủ thành tín hiệu quang để truyền qua cáp quang và chuyển đổi tín hiệu quang nhận được trở lại tín hiệu điện.

Bộ thu phát 400G đạt được tốc độ dữ liệu cao thông qua một trong hai cách tiếp cận: nhân số làn quang học (quang học song song) hoặc sử dụng các định dạng điều chế nâng cao — chủ yếu là PAM4 (Điều chế biên độ xung 4 cấp) — để tăng tốc độ dữ liệu trên mỗi làn vượt xa mức điều chế NRZ (Non-Return-to-Zero) có thể cung cấp trên cùng một cơ sở hạ tầng vật lý.

Các yếu tố hình thức chủ yếu của bộ thu phát 400G là QSFP-DD (Mật độ kép có thể cắm được theo hệ số dạng nhỏ Quad) và OSFP (Có thể cắm hệ số dạng nhỏ bát phân) , cả hai đều hỗ trợ 8 làn điện ở tốc độ 50G mỗi làn để đạt được tốc độ tổng hợp 400G.

Các loại máy thu phát quang 400G chính

Hệ sinh thái bộ thu phát 400G hiện bao gồm một số tiêu chuẩn giao diện quang riêng biệt, mỗi tiêu chuẩn được tối ưu hóa cho sự kết hợp khác nhau giữa phạm vi tiếp cận, loại sợi và chi phí.

400G SR8 — Tầm ngắn, cáp quang đa mode

các Bộ thu phát 400G SR8 sử dụng 8 làn quang song song trên sợi đa mode (OM4 hoặc OM5), truyền 50G mỗi làn bằng cách sử dụng điều chế PAM4. Tầm với tối đa là 100 mét trên OM4 và 150 mét trên sợi OM5. SR8 yêu cầu đầu nối MPO-16 và 16 sợi quang (8 sợi phát, 8 sợi nhận), khiến nó phù hợp cho việc triển khai ở những nơi đã có sẵn nhà máy sợi MPO. Đây là giải pháp quang 400G có chi phí thấp nhất dành cho các kết nối tầm ngắn trong trung tâm dữ liệu.

400G DR4 — Chế độ đơn, phạm vi tiếp cận 500 mét

các Bộ thu phát 400G DR4 sử dụng 4 làn cáp quang đơn mode song song với điều chế PAM4 ở tốc độ 100G mỗi làn. Phạm vi tiếp cận tối đa là 500 mét qua cáp quang đơn mode OS2 với đầu nối MPO-12. DR4 là giải pháp 400G tiêu chuẩn để kết nối giữa các tòa nhà trung tâm dữ liệu trong cùng một khuôn viên và để kết nối giữa các hàng hoặc nhóm trong một tầng trung tâm dữ liệu lớn nơi phạm vi tiếp cận của cáp quang đa chế độ là không đủ.

400G FR4 — Chế độ đơn, phạm vi tiếp cận 2 km

các Bộ thu phát 400G FR4 sử dụng 4 bước sóng CWDM được ghép kênh trên một cặp sợi quang đơn mode (một kết nối song công LC), với mỗi bước sóng mang 100G PAM4. Phạm vi tiếp cận tối đa là 2 km, phù hợp với các ứng dụng kết nối trung tâm dữ liệu (DCI), kết nối khuôn viên metro và kết nối với các cơ sở colocation. Giao diện song công LC đơn là một lợi thế đáng kể trong các môi trường có số lượng sợi quang hạn chế.

400G LR4 — Chế độ đơn, phạm vi tiếp cận 10 km

các Bộ thu phát 400G LR4 mở rộng phương pháp tiếp cận FR4 lên 10 km, sử dụng 4 bước sóng LAN-WDM trên một cặp sợi song công LC. Nó được thiết kế cho các ứng dụng kết nối DCI và metro có phạm vi tiếp cận xa hơn, trong đó 2 km là không đủ. Bộ thu phát LR4 tiêu thụ nhiều năng lượng hơn so với các biến thể có phạm vi tiếp cận ngắn hơn do cần có công suất quang đầu ra cao hơn để truyền 10 km.

Các yếu tố hình thức 400G QSFP-DD so với OSFP

Cả hai hệ số dạng QSFP-DD và OSFP đều hỗ trợ bộ thu phát 400G, nhưng chúng khác nhau về kích thước, đường bao công suất và khả năng quản lý nhiệt.

• QSFP-DD: Tương thích ngược với cổng QSFP28 trên một số nền tảng. Hệ số dạng nhỏ hơn với mức tiêu thụ điện năng tối đa khoảng 14W mỗi cổng. Hệ số dạng 400G được triển khai rộng rãi nhất cho thẻ chuyển mạch.
• OSFP: Hệ số dạng lớn hơn với mức tiêu thụ điện năng tối đa khoảng 21W mỗi cổng. Được ưu tiên cho các bộ thu phát 400G có yêu cầu công suất quang cao hơn (LR4 và các biến thể tầm xa hơn) và để phát triển mô-đun 800G thế hệ tiếp theo.

Ứng dụng thu phát 400G

Việc hiểu rõ từng loại bộ thu phát 400G được triển khai ở đâu giúp các nhóm mua sắm chỉ định mô-đun chính xác cho từng loại kết nối trong mạng.

Cấu trúc trung tâm dữ liệu siêu quy mô

Các trung tâm dữ liệu siêu quy mô từ các nhà cung cấp đám mây lớn là động lực chính cho việc áp dụng bộ thu phát 400G. Các kết nối từ cột sống đến lá trong các loại vải siêu quy mô hiện đại sử dụng bộ thu phát 400G QSFP-DD SR8 hoặc DR4 để có mật độ cổng cao nhất với chi phí mỗi bit thấp nhất. Việc chuyển từ 100G lên 400G mỗi cổng giúp giảm số lượng cổng và cáp vật lý cần thiết cho băng thông vải nhất định xuống 4 lần, giảm đáng kể chi phí vốn và vận hành trên quy mô lớn.

Cốt lõi và tổng hợp doanh nghiệp

Mạng doanh nghiệp có yêu cầu lõi băng thông cao đang được triển khai Bộ thu phát quang 400Gs trong các bộ chuyển mạch lõi và bộ định tuyến tổng hợp để xử lý lưu lượng kết hợp từ nhiều kết nối lớp truy cập 100G. Bộ thu phát FR4 phổ biến cho các kết nối giữa trung tâm dữ liệu và cơ sở colocation trong khoảng cách đô thị.

Mạng lưới nhà cung cấp dịch vụ và viễn thông

Các nhà khai thác viễn thông sử dụng các bộ thu phát 400G LR4 và 400G tầm xa hơn cho các kết nối mạng đô thị và khu vực, thay thế nhiều bước sóng tốc độ thấp hơn bằng các kết nối 400G đơn lẻ để tăng công suất và giảm độ phức tạp trong vận hành.

Kết nối cụm AI và GPU

Cơ sở hạ tầng đào tạo AI quy mô lớn yêu cầu kết nối băng thông cực cao, độ trễ thấp giữa các máy chủ GPU. 400G QSFP-DD AOC và DAC Cáp được triển khai rộng rãi cho các kết nối máy chủ GPU trong giá và giá liền kề trong cụm đào tạo AI, trong đó mật độ băng thông và trọng lượng cáp đều là những hạn chế quan trọng.

Cách đánh giá nhà sản xuất bộ thu phát quang 400G

tìm nguồn cung ứng Bộ thu phát quang 400Gs từ nhà sản xuất bên thứ ba yêu cầu chú ý đến một số yếu tố xác định liệu sản phẩm có hoạt động đáng tin cậy trong mạng sản xuất hay không.

Công nghệ DSP PAM4

Bộ thu phát 400G sử dụng điều chế PAM4 yêu cầu chip Xử lý tín hiệu số (DSP) phức tạp để mã hóa và giải mã tín hiệu PAM4. Chất lượng và hiệu suất của DSP ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ lỗi, mức tiêu thụ điện năng và phạm vi nhiệt độ hoạt động của bộ thu phát. Các nhà sản xuất bên thứ ba lâu đời sử dụng các giải pháp DSP đã được chứng minh từ các nhà cung cấp chipset hàng đầu và có thể cung cấp sơ đồ mắt cũng như dữ liệu thử nghiệm BER cho từng lô sản xuất.

Khả năng tương thích nền tảng và mã hóa EEPROM

Xác minh rằng nhà sản xuất hỗ trợ mã hóa EEPROM cho nền tảng chuyển đổi mục tiêu của bạn - Cisco, Arista, Juniper, Huawei, H3C hoặc các nhà cung cấp khác. Một nhà sản xuất có thư viện mã hóa toàn diện và quy trình cập nhật mã hóa nhanh chóng là điều cần thiết cho việc triển khai trên nhiều thế hệ nền tảng.

cácrmal Performance

Bộ thu phát 400G tiêu thụ 5W đến 14W mỗi mô-đun, nhiều hơn đáng kể so với các mô-đun tốc độ thấp hơn. Quản lý nhiệt — cả trong mô-đun thu phát và trong thiết kế luồng khí của công tắc máy chủ — rất quan trọng để hoạt động bền vững và đáng tin cậy. Yêu cầu thông số kỹ thuật về phạm vi nhiệt độ hoạt động và xác nhận rằng thiết kế nhiệt của bộ thu phát tương thích với hướng luồng khí và mật độ cổng của bộ chuyển mạch chủ.

Kiểm tra sản xuất và đảm bảo chất lượng

Bộ thu phát quang tốc độ cao yêu cầu thử nghiệm sản xuất toàn diện, bao gồm đo công suất quang, xác minh bước sóng, kiểm tra tỷ lệ tuyệt chủng, phân tích sơ đồ mắt và kiểm tra BER ở nhiệt độ vận hành cực cao. Các nhà sản xuất có nền tảng thiết bị kiểm tra tự động (ATE) có thể thực hiện kiểm tra 100% cho mọi đơn vị và cung cấp dữ liệu kiểm tra trên từng đơn vị theo yêu cầu.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Hỏi: Sự khác biệt giữa 400G QSFP-DD và 400G OSFP là gì?

Đáp: Cả hai QSFP-DD và OSFP là các tiêu chuẩn về hệ số dạng cho bộ thu phát quang 400G sử dụng 8 làn điện ở mức 50G mỗi làn. QSFP-DD có chiều rộng tương tự về mặt vật lý với hệ số dạng QSFP28 hiện có, cho phép mật độ cổng cao hơn trên bảng mặt trước của bộ chuyển mạch và khả năng tương thích ngược với các cổng QSFP28 trên một số nền tảng. OSFP lớn hơn một chút với giới hạn tiêu tán công suất cao hơn khoảng 21W, khiến nó phù hợp hơn với các biến thể 400G công suất cao hơn và các mô-đun 800G trong tương lai. Hầu hết các triển khai siêu quy mô đều sử dụng QSFP-DD vì mật độ cổng cao hơn, trong khi OSFP được ưu tiên cho các ứng dụng có phạm vi tiếp cận dài hơn và công suất cao hơn.

Câu hỏi: Bộ thu phát 400G có thể được sử dụng trong các cổng 100G QSFP28 hiện có không?

Đ: Không. Bộ thu phát 400G QSFP-DD không tương thích về mặt vật lý hoặc điện với các cổng 100G QSFP28, mặc dù có sự tương đồng về mặt hình ảnh. QSFP-DD có giao diện điện mật độ gấp đôi với 8 làn so với 4 làn của QSFP28 và yêu cầu cổng máy chủ hỗ trợ tiêu chuẩn QSFP-DD. Một số nền tảng chuyển mạch cung cấp các tùy chọn đột phá trong đó một cổng QSFP-DD 400G có thể được chia thành bốn kết nối 100G bằng cáp đột phá.

Câu hỏi: Loại sợi nào được yêu cầu cho bộ thu phát 400G SR8?

Đáp: Bộ thu phát 400G SR8s yêu cầu sợi đa mode OM4 hoặc OM5 với đầu nối MPO-16. Sợi OM4 hỗ trợ tầm với 100 mét và sợi OM5 hỗ trợ 150 mét. Đầu nối MPO-16 cung cấp 16 sợi quang trong một thân đầu nối duy nhất - 8 sợi để truyền và 8 sợi để nhận. Nếu nhà máy cáp quang hiện tại của bạn sử dụng đầu nối MPO-12 thì cần có giải pháp chuyển đổi hoặc quạt ra để giao tiếp với bộ thu phát SR8.

Câu hỏi: Mức tiêu thụ điện năng của bộ thu phát 400G QSFP-DD thông thường là bao nhiêu?

Đáp: Power consumption for Bộ thu phát 400G QSFP-DD thay đổi tùy theo loại giao diện quang. Các mô-đun SR8 thường tiêu thụ 8W đến 10W. Mô-đun DR4 tiêu thụ 10W đến 12W. Mô-đun FR4 tiêu thụ 12W đến 14W. Các mô-đun LR4 có thể tiêu thụ tới 14W. Những số liệu này biểu thị công suất được lấy từ cổng máy chủ và tiêu tán dưới dạng nhiệt trong mô-đun — một yếu tố cần cân nhắc đáng kể đối với thiết kế nhiệt của bộ chuyển mạch khi triển khai 400G mật độ cao.

Hỏi: Thời gian thực hiện cho các đơn đặt hàng thu phát 400G số lượng lớn từ nhà sản xuất Trung Quốc là bao lâu?

Đáp: Standard lead times for bulk Bộ thu phát quang 400G đơn đặt hàng từ các nhà sản xuất Trung Quốc lâu đời thường từ 15 đến 30 ngày làm việc sau khi xác nhận đơn hàng đối với các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn trong sản xuất. Mã hóa EEPROM tùy chỉnh để tương thích với nền tảng cụ thể sẽ mất thêm 3 đến 5 ngày làm việc để thiết lập mã hóa ban đầu. Sản xuất nhanh có sẵn cho các đơn đặt hàng khẩn cấp với thông báo trước đầy đủ.

Dịch vụ OEM và ODM có sẵn. Liên hệ với chúng tôi qua Fiberay.com để yêu cầu thông số kỹ thuật, xác nhận khả năng tương thích nền tảng và giá bán buôn.

Sản phẩm liên quan: Bộ thu phát quang 400G | Bộ thu phát quang 100G QSFP28 | Bộ thu phát quang 200G | Bộ thu phát quang 800G | Bộ thu phát quang AOC