Teadmised

Pilvandmetöötluse, tehisintellekti ja suurandmete analüütika plahvatuslik kasv on suurendanud nõudlust suure-ribalaiuse, madala-latentsuse, energia-säästlike ja kulutõhusate optiliste transiiverite järele. Võrguarhitektuuri kontekstis, mis areneb 100G-lt kuni400Gja edasi,QSFP-DDpakendi vormitegurist on saanud tööstuse vastus nendele väljakutsetele, kahekordistades saadaoleva I/O tiheduse, säilitades samal ajal tagasiühilduvuse olemasolevagaQSFPinfrastruktuuri. Erinevate QSFP-DD variantide hulgast paistab DR4 (Dual Density 4-lane) lahendus eriti silma lähimaa rakendustes.

QSFP{0}}DD DR4 tähtsus

QSFP{0}}DD DR4 optilised transiiveridon andmekeskuste operaatorite jaoks võtmetehnoloogia oma võrkude uuendamiseks400G kiirusolemasolevat infrastruktuuri täielikult ümber vaatamata. Need moodulid pakuvad 400 Gbps läbilaskevõimet kuni 500 meetrini ühe-režiimiga kiudoptiili kaudu, teenindades andmekeskusesisest-andmekeskuse ühendusi, ülemise-to-rack-core switchide ühendusi ja suure jõudlusega andmetöötlusklastreid. TheDR4lahendus keskendub peamiselt porditiheduse maksimeerimisele ruumi{0}}piiratud keskkondades, pakkudes samas selget üleminekuteed pärandsüsteemidest.

QSFP-DD DR4 optiline moodul

Andmeedastuskiiruse arhitektuur:igaDR4moodul tarnib400Gläbilaskevõime, kasutades nelja paralleelset optilist kanalit, kusjuures iga kanal töötab kiirusel 100 Gbps. See4x100Garhitektuur kasutab PAM4 kodeeringut, et saavutada kõrge andmeedastuskiirus, säilitades samal ajal signaali terviklikkuse.

Edastuskaugus:DR4 moodulid toetavad edastust kuni 500 meetri kaugusel ühe-režiimi kiud (OS2) kaudu. See vahemaa on optimeeritud andmekeskusesiseste -andmekeskuse rakenduste jaoks, kus ei ole vaja ülipikki vahemaid, kuid oluline on usaldusväärne kiire ühenduvus.

Energiatarve:Tüüpiline energiatarve on alla 12 vatti. Täiustatud soojusjuhtimine tagab usaldusväärse töö isegi suure-tiheduse korral.

Füüsiline liides:Moodulil on 8-rajaline elektriliides, mis vastab standardileQSFP-DDspetsifikatsiooni järgi, mahuti kujuteguriga umbes 18,35 mm × 89,4 mm. Kahe-tihedusega disain võimaldab 1U kommutaatoris 36 porti, mis kahekordistab porditihedust võrreldes traditsioonilisteQSFPmoodulid.

Kiu tüüp ja pistik: DR4kasutab tavaliselt paralleelset ühemoodi{0}}kiudu (OS2).MPO pistikud, mis edastab 400 Gbps edastust 500 meetri raadiuses. See erinebQSFP-100G-DR-Sstiilis ühe kanaliga{0}}lähenemisi, kuna DR4 moodul töötab terviklikuna400G transiiverlahendus.

Temperatuurivahemik:Enamik DR4 mooduleid töötab usaldusväärselt vahemikus 0 kuni 70 kraadi.
 

Põhitehnoloogiad ja põhimõtted

PAM4 modulatsioonitehnoloogia

PAM4 (4-taseme impulsi amplituudmodulatsioon) kujutab endast fundamentaalset nihet optilise signaali tehnoloogias. Erinevalt traditsioonilisest NRZ (non-Return-to-Zero) kodeeringust, mis kasutab binaarandmete esitamiseks kahte signaalitaset, kasutab PAM4 nelja erinevat amplituuditaset, et kodeerida kaks bitti sümboli kohta.
 

Kuidas PAM4 töötab:PAM4 signaalis võib iga sümbol tähistada ühte neljast olekust: 00, 01, 10 või 11. See kahekordistab tõhusalt andmeedastuskiirust ilma edastuskiirust suurendamata. Näiteks 26,5625 GBaud signaal, kasutades PAM4, suudab edastada 53,125 Gbps andmeid, NRZ-d kasutades aga ainult 26,5625 Gbps.

DR4 eelised:PAM4 modulatsioon võimaldab DR4 moodulitel saavutada kiirust 100 Gbps kanali kohta, ilma et oleks vaja liiga kõrge-sagedusega elektroonikakomponente või väga kitsaid dispersioonitolerantse.

Signaali kaalutlused:Võrreldes NRZ-ga on PAM4 signaalidel väiksem müravaru, kuna amplituuditasemete vahe on väiksem. Täiustatud edasisuunaline veaparandus (FEC), digitaalne signaalitöötlus (DSP) ja täpne analooglülitus töötavad koos, et säilitada vastuvõetavad bitivigade määrad isegi vähendatud signaali{2}}--tingimustes.

Käigukasti tehnoloogia

Käigukast on kriitiline komponent, mis ületab kiiruse mittevastavuse hosti elektriliidese ja optilise kanali kiiruse vahel. sisseQSFP-DD DR4moodulite puhul teostab käigukast keeruka andmeedastuskiiruse teisendamise ja kanalite eraldamise. Host pakub mooduli liideses kaheksat 50 Gbps elektrikanalit (8 × 50 G PAM4). Käigukast teisendab selle 8-kanaliga 400 G elektrisignaali neljaks 100 Gbps optiliseks kanaliks (4 × 100 G PAM4), et edastada need kiudoptiliselt. Kaasaegse Gearboxi protokolliteadlik funktsionaalsus säilitab pakettide piirid, haldab voojuhtimist ja joondab andmeid õigesti mitme kanali vahel, et vältida andmete rikkumist teisendamise ajal.

Toimivuse optimeerimine:Käigukasti konstruktsioon sisaldab puhverdamist, kella domeeni ristumisahelaid ja adaptiivset võrdsustamist, et minimeerida latentsust ja värinat. Need funktsioonid minimeerivad elektrilise -optiliseks-muundamise lisakulusid üldisele edastusteele.

MDC liides

MDC liides on standardiseeritud I2C-ühilduv protokoll, mis pakub põhilisi jälgimis- ja juhtimisvõimalusiQSFP-DDmoodulid. MDC-liidese kaudu pääsevad võrguoperaatorid juurde reaalajas teabele-mooduli temperatuuri, toitepinge, optilise võimsuse edastamise, optilise võimsuse ja laseri eelpingevoolu kohta. MDC liides võimaldab hostil konfigureerida mooduli parameetreid, toetades erinevaid juurutamise stsenaariume ja optimeerimisstrateegiaid.

QSFP-DD moodulid rakendavad tööstusharu spetsifikatsioonidega määratletud standardset mälukaarti, tagades haldusliidese järjepidevuse kõigi tarnijate vahel, lihtsustades võrguhaldust ja vähendades integreerimise keerukust. Need kolm põhitehnoloogiat töötavad koos, et saavutada usaldusväärne 400G edastus.QSFP-DD DR4optilised moodulid peavad vastama standardile QSFP-DD MSA, IEEE 802.3bs ja OIF CEI-56G-PAM4 standardile.

Võrdlus FR4/LR4-ga

TheQSFP-DD 400Gseeria sisaldab mitut liidese tüüpi, millest igaüks on optimeeritud erinevate edastusnõuete jaoks. Kolm peamist lahendust on DR4, FR4 ja LR4.

Kolme 400G liidese võrdlus:

Optilise ülekande arhitektuur:

Rakenduse stsenaariumi valik:

Märkus. DR4 standard on määratletud ühemoodi{1}}kiudoptiliste rakenduste jaoks. Mitmemoodilise kiu kasutamise kohta vaadake teisi liidesestandardeid, näiteks400G SR8.

Pistikutüüpide kohtaDR4kasutab anMPO-12paralleelühendus (8-tuumaline fiiberlint), samasFR4jaLR4kasutage dupleksitLC pistikud(2-tuuma üherežiimiline). Juurutuste võimendamineCisco DAC kaablidpeaks enne paigaldamist kontrollima ühilduvust konkreetse lülitiplatvormi ja mooduli tarnijaga.

DR4 eelised

Füüsilisel kihilQSFP-DD DR4optilised moodulid saavad kasutusele võtta 36400Gpordid, mis jäävad 1U rackruumist - kahekordistavad tavapärase QSFP porditiheduse -, mis tähendab otseselt kulude kokkuhoidu andmekeskustes, kus riiuliruumi on piiratud. Energiatõhususe osas hoiavad DR4 moodulid energiatarbimist alla 12 W, kasutades DFB- või EML-lasertehnoloogiat, et saavutada suure jõudlusega-ühemoodi-edastus; kumulatiivne energiasääst on mastaabis märkimisväärne, vähendades samal ajal ka jahutussüsteemi koormust. Majanduslikult kasutab DR4 ühemoodi{10}}kiudu (OS2), et tagada usaldusväärne 500-meetrine edastuskaugus koos moodulikuludega30–50% madalam kui FR4/LR4. Lisaks vastab DR4 täielikultQSFP-DDMSA ja IEEE 802.3bs standardid, mis tagavad mitme -tarnija koostalitlusvõime. Samal ajalQSFP-DDpordid on tagasiühilduvadQSFP/QSFP28moodulid, toetades etapiviisilist võrgu uuendamise strateegiat, mis kaitseb tõhusalt olemasolevaid investeeringuid.