ما هو جهاز الإرسال والاستقبال البصري 400G؟ الأنواع والتطبيقات ودليل مصادر البيع بالجملة

يواجه مهندسو مراكز البيانات ومهندسو الشبكات الذين يقومون بتوسيع بنيتهم ​​التحتية إلى ما هو أبعد من 100 جيجا، بشكل متزايد جهاز الإرسال والاستقبال الضوئي 400 جيجا كخطوة تالية في تصميم التوصيل البيني عالي الكثافة وعالي النطاق الترددي. بعد أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 400G تأتي في أشكال متعددة، وتستخدم تقنيات بصرية مختلفة، وتختلف بشكل كبير في مدى الوصول ومتطلبات الألياف واستهلاك الطاقة - مما يجعل قرار الاختيار أكثر تعقيدًا من السرعات المنخفضة.

يغطي هذا الدليل أنواع أجهزة الإرسال والاستقبال 400G الرئيسية، وكيفية اختلافها من الناحية الفنية، والتطبيقات التي تخدمها، وما الذي يجب البحث عنه عند الحصول على مصدر من جهة تصنيع خارجية.

ما هو جهاز الإرسال والاستقبال البصري 400G؟

أ جهاز إرسال واستقبال بصري 400 جيجا عبارة عن وحدة بصرية قابلة للتوصيل تقوم بإرسال واستقبال البيانات بمعدل إجمالي يبلغ 400 جيجابت في الثانية. يتم توصيله بمنفذ متوافق على المحول أو جهاز التوجيه أو الخادم، وتحويل الإشارات الكهربائية من الجهاز المضيف إلى إشارات ضوئية لنقلها عبر كابل الألياف الضوئية، وتحويل الإشارات الضوئية المستلمة مرة أخرى إلى إشارات كهربائية.

تحقق أجهزة الإرسال والاستقبال 400G معدل البيانات المرتفع من خلال أحد طريقتين: مضاعفة عدد الممرات الضوئية (البصريات المتوازية) أو استخدام تنسيقات التعديل المتقدمة - في المقام الأول PAM4 (تعديل سعة النبض 4-المستوى) - لزيادة معدل البيانات لكل مسار بما يتجاوز ما يمكن أن يقدمه تعديل NRZ (عدم العودة إلى الصفر) على نفس البنية التحتية المادية.

عوامل الشكل السائدة لأجهزة الإرسال والاستقبال 400G هي QSFP-DD (كثافة مزدوجة قابلة للتوصيل رباعية الشكل صغيرة الحجم) و OSFP (Octal صغير الحجم قابل للتوصيل) وكلاهما يدعم 8 خطوط كهربائية بمعدل 50 جيجا لكل حارة لتحقيق معدل إجمالي 400 جيجا.

الأنواع الرئيسية لأجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 400G

يتضمن النظام البيئي لجهاز الإرسال والاستقبال 400 جيجا حاليًا العديد من معايير الواجهة الضوئية المتميزة، تم تحسين كل منها لمجموعة مختلفة من الوصول ونوع الألياف والتكلفة.

400G SR8 — ألياف قصيرة المدى ومتعددة الأوضاع

ال جهاز إرسال واستقبال 400 جيجا SR8 يستخدم 8 ممرات بصرية متوازية عبر الألياف متعددة الأوضاع (OM4 أو OM5)، وينقل 50 جيجا لكل حارة باستخدام تعديل PAM4. الحد الأقصى للوصول هو 100 متر على OM4 و150 مترًا على ألياف OM5. يتطلب SR8 موصل MPO-16 و16 جديلة من الألياف (8 إرسال و8 استقبال)، مما يجعله مناسبًا لعمليات النشر حيث يكون مصنع ألياف MPO موجودًا بالفعل. إنه الحل البصري 400G الأقل تكلفة للاتصالات قصيرة المدى داخل مركز البيانات.

400G DR4 — الوضع الفردي، الوصول إلى مسافة 500 متر

ال جهاز إرسال واستقبال 400 جيجا DR4 يستخدم 4 ممرات ألياف متوازية أحادية الوضع مع تعديل PAM4 بسرعة 100 جيجا لكل حارة. الحد الأقصى للوصول هو 500 متر عبر ألياف OS2 أحادية الوضع مع موصل MPO-12. DR4 هو الحل القياسي 400G للاتصالات بين مباني مراكز البيانات في نفس الحرم الجامعي وللاتصالات بين الصفوف أو القرون داخل أرضية مركز بيانات كبيرة حيث يكون الوصول إلى الألياف المتعددة الأوضاع غير كافٍ.

400G FR4 — الوضع الفردي، الوصول لمسافة 2 كم

ال جهاز إرسال واستقبال 400G FR4 يستخدم 4 أطوال موجية CWDM متعددة الإرسال على زوج واحد من خيوط الألياف أحادية الوضع (اتصال مزدوج LC واحد)، حيث يحمل كل طول موجي 100 جيجا بايت PAM4. الحد الأقصى للوصول هو 2 كيلومتر، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات التوصيل البيني لمراكز البيانات (DCI)، واتصالات الحرم الجامعي بالمترو، والاتصال بمرافق الموقع المشترك. تعد واجهة الطباعة المزدوجة LC الفردية ميزة كبيرة في البيئات التي يكون فيها عدد الألياف عائقًا.

400G LR4 — الوضع الفردي، مدى الوصول 10 كم

ال جهاز إرسال واستقبال 400G LR4 يمتد نهج FR4 إلى 10 كيلومترات، باستخدام 4 أطوال موجية LAN-WDM على زوج واحد من الألياف المزدوجة LC. لقد تم تصميمه لتطبيقات التوصيل البيني DCI والمترو الأطول حيث لا يكفي 2 كم. تستهلك أجهزة الإرسال والاستقبال LR4 طاقة أكبر من الإصدارات ذات المدى الأقصر نظرًا لارتفاع الطاقة الضوئية المطلوبة للإرسال لمسافة 10 كيلومترات.

400G QSFP-DD مقابل عوامل شكل OSFP

يدعم كل من عاملي الشكل QSFP-DD وOSFP أجهزة الإرسال والاستقبال 400G، لكنهما يختلفان في الحجم ومغلف الطاقة وإمكانية الإدارة الحرارية.

• QSFP-DD: متوافق مع الإصدارات السابقة مع منافذ QSFP28 على بعض الأنظمة الأساسية. عامل شكل أصغر مع الحد الأقصى لتبديد الطاقة يبلغ حوالي 14 وات لكل منفذ. عامل الشكل 400G الأكثر انتشارًا لبطاقات خط التبديل.
• OSFP: عامل شكل أكبر مع أقصى قدر من تبديد الطاقة يبلغ حوالي 21 وات لكل منفذ. يُفضل لأجهزة الإرسال والاستقبال 400G ذات متطلبات الطاقة الضوئية الأعلى (LR4 والمتغيرات الأطول مدى) ولتطوير وحدة 800G من الجيل التالي.

تطبيقات جهاز الإرسال والاستقبال 400G

إن فهم مكان نشر كل نوع من أجهزة الإرسال والاستقبال 400G يساعد فرق المشتريات على تحديد الوحدة الصحيحة لكل نوع اتصال في الشبكة.

نسيج مركز البيانات الفائق النطاق

تعد مراكز البيانات ذات النطاق الواسع من موفري الخدمات السحابية الرئيسيين المحرك الأساسي لاعتماد أجهزة الإرسال والاستقبال 400G. تستخدم التوصيلات من العمود الفقري إلى الورقة في الأقمشة الحديثة فائقة الحجم أجهزة إرسال واستقبال 400G QSFP-DD SR8 أو DR4 للحصول على أعلى كثافة للمنافذ وبأقل تكلفة لكل بت. يؤدي الانتقال من 100 جيجا إلى 400 جيجا لكل منفذ إلى تقليل عدد المنافذ والكابلات المادية المطلوبة لعرض نطاق نسيجي معين بمقدار أربعة أضعاف، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف رأس المال والتشغيل على نطاق واسع.

المؤسسة الأساسية والتجميع

يتم نشر شبكات المؤسسات ذات المتطلبات الأساسية ذات النطاق الترددي العالي جهاز إرسال واستقبال بصري 400 جيجاs في المحولات الأساسية وأجهزة توجيه التجميع للتعامل مع حركة المرور المجمعة من اتصالات طبقة الوصول المتعددة بسعة 100 جيجا. تعد أجهزة الإرسال والاستقبال FR4 شائعة للاتصالات بين مراكز البيانات ومرافق التجميع ضمن مسافة المترو.

شبكات الاتصالات ومقدمي الخدمات

يستخدم مشغلو الاتصالات أجهزة إرسال واستقبال 400G LR4 وأطول مدى 400G لاتصالات المترو والشبكات الإقليمية، واستبدال الأطوال الموجية المتعددة ذات السرعة المنخفضة باتصالات 400G واحدة لزيادة السعة وتقليل التعقيد التشغيلي.

أI and GPU Cluster Interconnect

تتطلب البنية التحتية للتدريب على الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع اتصالات بينية ذات نطاق ترددي عالٍ للغاية وزمن وصول منخفض بين خوادم وحدة معالجة الرسومات. 400G QSFP-DD AOC وDAC يتم نشر الكابلات على نطاق واسع لاتصالات خادم وحدة معالجة الرسومات داخل الحامل والحامل المجاور في مجموعات تدريب الذكاء الاصطناعي، حيث تمثل كثافة عرض النطاق الترددي ووزن الكابل قيودًا حرجة.

كيفية تقييم الشركة المصنعة لجهاز الإرسال والاستقبال البصري 400G

المصادر جهاز إرسال واستقبال بصري 400 جيجاs من جهة تصنيع خارجية يتطلب الاهتمام بالعديد من العوامل التي تحدد ما إذا كان المنتج سيعمل بشكل موثوق في شبكات الإنتاج.

تقنية PAM4 DSP

تتطلب أجهزة الإرسال والاستقبال 400 جيجا التي تستخدم تعديل PAM4 شرائح متطورة لمعالجة الإشارات الرقمية (DSP) لتشفير إشارة PAM4 وفك تشفيرها. تؤثر جودة وأداء DSP بشكل مباشر على معدل خطأ جهاز الإرسال والاستقبال واستهلاك الطاقة ونطاق درجة حرارة التشغيل. تستخدم الشركات المصنعة التابعة لجهات خارجية حلول DSP التي أثبتت جدواها من كبار موردي الشرائح ويمكنها توفير مخططات العين وبيانات اختبار BER لكل مجموعة إنتاج.

توافق النظام الأساسي وترميز EEPROM

تأكد من أن الشركة المصنعة تدعم ترميز EEPROM لمنصة التبديل المستهدفة لديك - Cisco، أو Arista، أو Juniper، أو Huawei، أو H3C، أو البائعين الآخرين. تعد الشركة المصنعة التي لديها مكتبة ترميز شاملة وعملية لتحديثات الترميز السريعة أمرًا ضروريًا لعمليات النشر عبر أجيال الأنظمة الأساسية المتعددة.

الrmal Performance

تستهلك أجهزة الإرسال والاستقبال 400G ما بين 5 وات إلى 14 وات لكل وحدة، وهو ما يزيد بشكل ملحوظ عن الوحدات ذات السرعة المنخفضة. تعد الإدارة الحرارية - سواء داخل وحدة جهاز الإرسال والاستقبال أو في تصميم تدفق الهواء للمحول المضيف - أمرًا بالغ الأهمية للتشغيل المستدام والموثوق. اطلب مواصفات نطاق درجة حرارة التشغيل وتأكد من أن التصميم الحراري لجهاز الإرسال والاستقبال متوافق مع اتجاه تدفق الهواء لمفتاح المضيف وكثافة المنفذ.

اختبار الإنتاج وضمان الجودة

تتطلب أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية عالية السرعة اختبار إنتاج شامل، بما في ذلك قياس الطاقة الضوئية، والتحقق من الطول الموجي، واختبار نسبة الانقراض، وتحليل مخطط العين، واختبار BER في درجات حرارة التشغيل القصوى. يمكن للمصنعين الذين يستخدمون منصات معدات الاختبار الآلية (ATE) إجراء اختبار بنسبة 100% لكل وحدة وتوفير بيانات الاختبار لكل وحدة عند الطلب.

الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)

س: ما هو الفرق بين 400G QSFP-DD و400G OSFP؟

أ: Both QSFP-DD وOSFP هي معايير عامل الشكل لأجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 400G التي تستخدم 8 ممرات كهربائية بسرعة 50G لكل حارة. QSFP-DD مشابه فعليًا في العرض لعامل الشكل QSFP28 الحالي، مما يسمح بكثافة أعلى للمنافذ على اللوحات الأمامية للمفاتيح والتوافق مع الإصدارات السابقة مع منافذ QSFP28 على بعض الأنظمة الأساسية. OSFP أكبر قليلاً مع حد أعلى لتبديد الطاقة يصل إلى 21 وات تقريبًا، مما يجعله مناسبًا بشكل أفضل لمتغيرات 400G ذات الطاقة الأعلى ووحدات 800G المستقبلية. تستخدم معظم عمليات النشر ذات الحجم الكبير QSFP-DD لكثافة منافذه الأعلى، بينما يُفضل OSFP للتطبيقات ذات المدى الأطول والتي تحتوي على طاقة أعلى.

س: هل يمكن استخدام أجهزة الإرسال والاستقبال 400G في منافذ 100G QSFP28 الموجودة؟

أ: No. أجهزة إرسال واستقبال 400G QSFP-DD غير متوافقة ماديًا أو كهربائيًا مع منافذ 100G QSFP28، على الرغم من التشابه البصري. يحتوي QSFP-DD على واجهة كهربائية مزدوجة الكثافة مع 8 ممرات مقابل 4 ممرات لـ QSFP28، ويتطلب منفذ مضيف يدعم معيار QSFP-DD. توفر بعض منصات المحولات خيارات فرعية حيث يمكن تقسيم منفذ QSFP-DD بسعة 400 جيجا بايت إلى أربعة اتصالات بسعة 100 جيجا بايت باستخدام كابل فصل.

س: ما هو نوع الألياف المطلوب لأجهزة الإرسال والاستقبال 400G SR8؟

أ: جهاز إرسال واستقبال 400 جيجا SR8s تتطلب ألياف متعددة الأوضاع OM4 أو OM5 مع موصلات MPO-16. تدعم ألياف OM4 مدى وصول يصل إلى 100 متر، وتدعم ألياف OM5 مسافة 150 مترًا. يوفر موصل MPO-16 16 جديلة من الألياف في هيكل موصل واحد - 8 للإرسال و8 للاستقبال. إذا كان مصنع الألياف الموجود لديك يستخدم موصلات MPO-12، فسيلزم وجود حل مروحي أو تحويل للتفاعل مع أجهزة الإرسال والاستقبال SR8.

س: ما هو استهلاك الطاقة لجهاز الإرسال والاستقبال QSFP-DD النموذجي 400G؟

أ: Power consumption for أجهزة إرسال واستقبال 400G QSFP-DD يختلف حسب نوع الواجهة البصرية. تستهلك وحدات SR8 عادةً من 8 وات إلى 10 وات. تستهلك وحدات DR4 من 10 وات إلى 12 وات. تستهلك وحدات FR4 ما بين 12 وات إلى 14 وات. قد تستهلك وحدات LR4 ما يصل إلى 14 واط. تمثل هذه الأرقام الطاقة المسحوبة من المنفذ المضيف والمتبددة كحرارة داخل الوحدة - وهو اعتبار مهم للتصميم الحراري للمحول في عمليات النشر عالية الكثافة 400G.

س: ما هي المهلة الزمنية لطلبات أجهزة الإرسال والاستقبال السائبة 400G من الشركة المصنعة الصينية؟

أ: Standard lead times for bulk جهاز إرسال واستقبال بصري 400 جيجا عادةً ما تستغرق الطلبات من الشركات المصنعة الصينية القائمة ما بين 15 إلى 30 يوم عمل بعد تأكيد الطلب للمواصفات القياسية في الإنتاج. يضيف ترميز EEPROM المخصص لتوافق النظام الأساسي المحدد من 3 إلى 5 أيام عمل لإعداد الترميز الأولي. الإنتاج المعجل متاح للطلبات العاجلة مع إشعار مسبق كاف.

تتوفر خدمات تصنيع المعدات الأصلية وأوديإم. اتصل بنا من خلال fibreay.com لطلب المواصفات الفنية وتأكيد توافق النظام الأساسي وتسعير الجملة.

المنتجات ذات الصلة: جهاز إرسال واستقبال بصري 400 جيجا | جهاز الإرسال والاستقبال البصري 100G QSFP28 | جهاز إرسال واستقبال بصري 200G | جهاز إرسال واستقبال بصري 800 جيجا | أOC Optical Transceiver