400G оптические модули в межсоединениях центров обработки данных (DCI)

400G оптические модули в межсетевом соединении центров обработки данных (DCI)

         Согласно данным IDC, к 2025 году почти 80% глобального трафика данных будет храниться на серверах.темпы роста трафика с востока на запад внутри центров обработки данных будут намного выше, чем у трафика с севера на юг и трафика между центрами обработки данныхТрадиционные центры обработки данных постепенно заменяются облачными центрами обработки данных с популяризацией облачных вычислений, что значительно стимулирует рыночный спрос на 400G оптические модули..

Обычно потребности клиента корректируются в соответствии с сценарием применения.производительность модуля является ключевым фактором для клиентов, стремящихся к более высокой мощности и более длинным расстояниям передачиНапротив, для передачи данных на короткие расстояния в центрах обработки данных затраты на передачу являются более важными.

Для достижения более высокой емкости оптические модули 400G имеют три основных подхода к снижению затрат на бит:

* Технология PAM4При такой же скорости передачи сигналов скорость передачи пикселя PAM4 в два раза превышает скорость передачи сигнала NRZ.Таким образом, повышение эффективности передачи при одновременном снижении затрат.

* Многополосный: По сравнению с четырёхполосной трансмиссией, восьмиполосной трансмиссионный транспорт предлагает преимущества в балансировании затрат и энергопотребления.

* Более высокие оптические чипы Baud RateРазличные оптические чипы с частотой передачи 25G (DML, EML, VCSEL) постепенно модернизируются до 56G.

          400G оптические модули очень распространены в приложениях для центров обработки данных. Например, 400G QSFP-DD XDR4 модуль может использоваться в приложениях 4x100G из QSFP28-FR-100G. Для приложений DCI,Модуль FR4 400G QSFP-DD поддерживает передачу на расстоянии 2 км по одномодному волокну. Модули 400G QSFP-DD LR8 и 400G QSFP-DD LR4 поддерживают длины ссылок до 10 км путем передачи четырех длин волн CWDM. Кроме того, модуль 400G QSFP-DD ER8, предназначенный для больших расстояний,может покрыть 40 км на GНа рисунке ниже показаны решения оптических модулей для сетей центров обработки данных 400G.

       Поскольку миллионы оптических модулей, как ожидается, будут использоваться в базовых станциях 5G, операторам необходимо срочно снизить стоимость оптических модулей в инвестициях в сетевую инфраструктуру.оптические модули в телекоммуникационных транспортных сетях должны иметь срок службы более 10 лет и поддерживать расстояния передачи до 80 км, устанавливая более высокие требования к надежности и производительности в сценариях сети транспорта метро.

        Для достижения более высоких скоростей передачи и более низких затрат на производство модули 400G для интегрированных транспортных сетей метро используют технологии, аналогичные тем, которые используются в сетях центров обработки данных:

* Модули повышенной надежности: герметическая упаковка используется для удовлетворения требований 10-летнего срока службы и рабочего температурного диапазона от 0 до 70°C.

* Приемник APD высокой производительностиУлучшенная чувствительность приемника.

* Совместимая технология: Для достижения расстояний передачи более 80 км решения 400G используют согласованную технологию.с развитием технологий интеграции SiP и InP и постоянной эволюцией технологии CMOS, последовательные модули имеют тенденцию к меньшему размеру и меньшему потреблению энергии.Низкое потребление энергии и небольшой размер модулей 400G ZR позволяют им широко применяться в сценариях доступа к периферии метро.

Когерентные оптические модули развиваются в трех направлениях:

* Спектральная эффективность: Использование непрерывных достижений алгоритмов oDSP для повышения эффективности спектра и емкости одноволоконного оборудования.

* Баудовая ставка: Увеличение частоты передачи данных на длину волны для достижения более высокой пропускной способности на порт, тем самым снижая стоимость и расход энергии на бит.

* Меньшие размеры и меньшее потребление энергии: Принятие интегрированных оптоэлектронных компонентов, передовых производственных процессов и специализированных алгоритмов oDSP для сокращения размера и энергопотребления модулей 400G.

Заключение

        Нынешние основные оптические модули 400G уже широко используются в различных сетевых сценариях, включая сети центров обработки данных, сети транспорта метро и дальнее,высокопроизводительные сетиТребования к более высокой емкости, более низкой стоимости на бит и более низкому расходу энергии заставляют оптические модули двигаться к еще более высоким скоростям передачи данных.