Cos'è un ricetrasmettitore ottico 400G? Tipi, applicazioni e guida all'approvvigionamento all'ingrosso

Gli architetti dei data center e gli ingegneri di rete che scalano la propria infrastruttura oltre i 100G considerano sempre più spesso il ricetrasmettitore ottico 400G come il passo successivo nella progettazione di interconnessioni ad alta densità e larghezza di bea elevata. Eppure Ricetrasmettitori ottici 400G sono disponibili in diversi fattori di forma, utilizzano tecnologie ottiche diverse e variano in modo significativo in termini di portata, requisiti di fibra e consumo energetico, rendendo la decisione di selezione più complessa rispetto a velocità inferiori.

Questa guida copre i principali tipi di ricetrasmettitori 400G, come differiscono tecnicamente, quali applicazioni servono e cosa cercare quando si acquista da un produttore di terze parti.

Cos'è un ricetrasmettitore ottico 400G?

A Ricetrasmettitore ottico 400G è un modulo ottico collegabile che trasmette e riceve dati a una velocità aggregata di 400 Gigabit al secondo. Si collega a una porta compatibile su uno switch, router o server, convertendo i segnali elettrici dal dispositivo host in segnali ottici per la trasmissione su cavo in fibra ottica e riconvertendo i segnali ottici ricevuti in segnali elettrici.

I ricetrasmettitori 400G raggiungono la loro elevata velocità di dati attraverso uno dei due approcci: moltiplicando il numero di corsie ottiche (ottica parallela) o utilizzando formati di modulazione avanzati – principalmente PAM4 (Pulse Amplitude Modulation a 4 livelli) – per aumentare la velocità di dati per corsia oltre ciò che la modulazione NRZ (Non-Return-to-Zero) può fornire sulla stessa infrastruttura fisica.

I fattori di forma dominanti per i ricetrasmettitori 400G sono QSFP-DD (Quad Small Form Factor Pluggable Double Density) and OSFP (collegabile con fattore di forma ridotto ottale) , entrambi supportano 8 corsie elettriche a 50G per corsia per raggiungere la velocità aggregata di 400G.

Principali tipi di ricetrasmettitori ottici 400G

L’ecosistema del ricetrasmettitore 400G include attualmente diversi standard di interfaccia ottica distinti, ciascuno ottimizzato per una diversa combinazione di portata, tipo di fibra e costo.

400G SR8: fibra multimodale a breve portata

Il Ricetrasmettitore 400G SR8 utilizza 8 corsie ottiche parallele su fibra multimodale (OM4 o OM5), trasmettendo 50G per corsia utilizzando la modulazione PAM4. La portata massima è di 100 metri su fibra OM4 e 150 metri su fibra OM5. L'SR8 richiede un connettore MPO-16 e 16 trefoli di fibra (8 di trasmissione, 8 di ricezione), rendendolo adatto per implementazioni in cui è già presente un impianto di fibra MPO. È la soluzione ottica 400G più economica per connessioni a breve distanza all'interno del data center.

400G DR4: modalità singola, portata di 500 metri

Il Ricetrasmettitore DR4 400G utilizza 4 corsie parallele in fibra monomodale con modulazione PAM4 a 100G per corsia. La portata massima è di 500 metri su fibra monomodale OS2 con un connettore MPO-12. DR4 è la soluzione 400G standard per le connessioni tra edifici di data center nello stesso campus e per connessioni tra file o pod all'interno di un data center di grandi dimensioni dove la portata della fibra multimodale è insufficiente.

400G FR4: modalità singola, portata 2 km

Il Ricetrasmettitore FR4 400G utilizza 4 lunghezze d'onda CWDM multiplexate su una singola coppia di trefoli di fibra monomodale (una connessione LC duplex), con ciascuna lunghezza d'onda che trasporta 100G PAM4. La portata massima è di 2 chilometri, il che lo rende adatto per applicazioni di interconnessione di data center (DCI), collegamenti a campus metropolitani e collegamenti a strutture di colocation. La singola interfaccia LC duplex rappresenta un vantaggio significativo negli ambienti in cui il numero di fibre rappresenta un limite.

400G LR4: modalità singola, portata 10 km

Il Ricetrasmettitore 400G LR4 estende l'approccio FR4 a 10 chilometri, utilizzando 4 lunghezze d'onda LAN-WDM su una singola coppia di fibre duplex LC. È progettato per applicazioni DCI e di interconnessione metropolitana a lungo raggio dove 2 km non sono sufficienti. I ricetrasmettitori LR4 consumano più energia rispetto alle varianti a portata più breve a causa della maggiore potenza ottica in uscita richiesta per la trasmissione di 10 km.

Fattori di forma QSFP-DD 400G rispetto a OSFP

Entrambi i fattori di forma QSFP-DD e OSFP supportano i ricetrasmettitori 400G, ma differiscono per dimensioni, potenza e capacità di gestione termica.

• QSFP-DD: Compatibile con le versioni precedenti con le porte QSFP28 su alcune piattaforme. Fattore di forma più piccolo con una dissipazione di potenza massima di circa 14 W per porta. Il fattore di forma 400G più diffuso per le schede di linea switch.
• OSFP: Fattore di forma più grande con una dissipazione di potenza massima di circa 21 W per porta. Preferito per ricetrasmettitori 400G con requisiti di potenza ottica più elevati (LR4 e varianti a portata più lunga) e per lo sviluppo di moduli 800G di prossima generazione.

Applicazioni del ricetrasmettitore 400G

Capire dove viene distribuito ciascun tipo di ricetrasmettitore 400G aiuta i team di approvvigionamento a specificare il modulo corretto per ciascun tipo di connessione nella rete.

Fabric per data center iperscalabili

I data center iperscala dei principali fornitori di servizi cloud sono il motore principale dell'adozione del ricetrasmettitore 400G. Le connessioni spine-leaf nei moderni tessuti iperscalabili utilizzano ricetrasmettitori QSFP-DD SR8 o DR4 da 400G per la massima densità di porte al costo per bit più basso. Il passaggio da 100G a 400G per porta riduce il numero di porte fisiche e cavi necessari per una determinata larghezza di banda del tessuto di un fattore quattro, riducendo significativamente i costi operativi e di capitale su larga scala.

Nucleo aziendale e aggregazione

Si stanno implementando reti aziendali con requisiti core di larghezza di banda elevata Ricetrasmettitore ottico 400Gs negli switch core e nei router di aggregazione per gestire il traffico combinato da più connessioni del livello di accesso 100G. I ricetrasmettitori FR4 sono comuni per le connessioni tra data center e strutture di colocation a distanza metropolitana.

Reti di telecomunicazioni e fornitori di servizi

Gli operatori di telecomunicazioni utilizzano ricetrasmettitori 400G LR4 e 400G a portata più lunga per le connessioni di rete metropolitane e regionali, sostituendo più lunghezze d'onda a velocità inferiore con singole connessioni 400G per aumentare la capacità e ridurre la complessità operativa.

Interconnessione di cluster AI e GPU

L'infrastruttura di formazione AI su larga scala richiede interconnessioni con larghezza di banda estremamente elevata e bassa latenza tra i server GPU. AOC e DAC 400G QSFP-DD i cavi sono ampiamente utilizzati per le connessioni dei server GPU all'interno e nei rack adiacenti nei cluster di addestramento AI, dove la densità di larghezza di banda e il peso del cavo sono entrambi vincoli critici.

Come valutare un produttore di ricetrasmettitori ottici 400G

Approvvigionamento Ricetrasmettitore ottico 400Gs da un produttore terzo richiede attenzione a diversi fattori che determinano se il prodotto funzionerà in modo affidabile nelle reti di produzione.

Tecnologia DSP PAM4

I ricetrasmettitori 400G che utilizzano la modulazione PAM4 richiedono sofisticati chip DSP (Digital Signal Processing) per codificare e decodificare il segnale PAM4. La qualità e le prestazioni del DSP influiscono direttamente sul tasso di errore del ricetrasmettitore, sul consumo energetico e sull'intervallo di temperatura operativa. Produttori terzi affermati utilizzano soluzioni DSP collaudate dei principali fornitori di chipset e possono fornire diagrammi a occhio e dati di test BER per ciascun lotto di produzione.

Compatibilità della piattaforma e codifica EEPROM

Verifica che il produttore supporti la codifica EEPROM per la tua piattaforma switch di destinazione: Cisco, Arista, Juniper, Huawei, H3C o altri fornitori. Un produttore con una libreria di codifica completa e un processo per aggiornamenti rapidi della codifica è essenziale per le distribuzioni su più generazioni di piattaforme.

Ilrmal Performance

I ricetrasmettitori 400G consumano da 5 W a 14 W per modulo, molto di più rispetto ai moduli a velocità inferiore. La gestione termica, sia all'interno del modulo ricetrasmettitore che nella progettazione del flusso d'aria dello switch host, è fondamentale per un funzionamento affidabile e duraturo. Richiedere le specifiche relative all'intervallo di temperatura operativa e confermare che il design termico del ricetrasmettitore sia compatibile con la direzione del flusso d'aria e la densità delle porte dello switch host.

Test di produzione e garanzia di qualità

I ricetrasmettitori ottici ad alta velocità richiedono test di produzione completi, tra cui la misurazione della potenza ottica, la verifica della lunghezza d'onda, il test del rapporto di estinzione, l'analisi del diagramma a occhio e il test BER a temperature operative estreme. I produttori che dispongono di piattaforme per apparecchiature di test automatizzate (ATE) possono eseguire test al 100% di ogni unità e fornire dati di test per unità su richiesta.

Domande frequenti (FAQ)

D: Qual è la differenza tra 400G QSFP-DD e 400G OSFP?

R: Entrambi QSFP-DD e OSFP sono standard di fattore di forma per ricetrasmettitori ottici 400G che utilizzano 8 linee elettriche a 50G per linea. QSFP-DD è fisicamente simile in larghezza al fattore di forma QSFP28 esistente, consentendo una maggiore densità di porte sui pannelli frontali dello switch e compatibilità con le porte QSFP28 su alcune piattaforme. OSFP è leggermente più grande con un limite di dissipazione di potenza più elevato di circa 21 W, rendendolo più adatto per le varianti 400G a potenza più elevata e i futuri moduli 800G. La maggior parte delle implementazioni su vasta scala utilizzano QSFP-DD per la sua maggiore densità di porte, mentre OSFP è preferito per applicazioni a portata più lunga e ad alta potenza.

D: I ricetrasmettitori 400G possono essere utilizzati nelle porte QSFP28 100G esistenti?

R: No. Ricetrasmettitori QSFP-DD 400G non sono fisicamente o elettricamente compatibili con le porte QSFP28 100G, nonostante la somiglianza visiva. QSFP-DD dispone di un'interfaccia elettrica a doppia densità con 8 corsie rispetto alle 4 corsie di QSFP28 e richiede una porta host che supporti lo standard QSFP-DD. Alcune piattaforme switch offrono opzioni breakout in cui una porta QSFP-DD da 400G può essere suddivisa in quattro connessioni da 100G utilizzando un cavo breakout.

D: Che tipo di fibra è richiesta per i ricetrasmettitori 400G SR8?

R: Ricetrasmettitore 400G SR8s richiedono fibra multimodale OM4 o OM5 con connettori MPO-16. La fibra OM4 supporta 100 metri di portata e la fibra OM5 supporta 150 metri. Il connettore MPO-16 fornisce 16 trefoli di fibra in un unico corpo del connettore: 8 per la trasmissione e 8 per la ricezione. Se il tuo impianto in fibra esistente utilizza connettori MPO-12, è necessaria una soluzione di fan-out o di conversione per interfacciarsi con i ricetrasmettitori SR8.

D: Qual è il consumo energetico di un tipico ricetrasmettitore QSFP-DD 400G?

R: Power consumption for Ricetrasmettitori QSFP-DD 400G varia in base al tipo di interfaccia ottica. I moduli SR8 consumano in genere da 8 W a 10 W. I moduli DR4 consumano da 10 W a 12 W. I moduli FR4 consumano da 12 W a 14 W. I moduli LR4 possono consumare fino a 14 W. Queste cifre rappresentano la potenza assorbita dalla porta host e dissipata come calore all'interno del modulo: una considerazione significativa per la progettazione termica dello switch nelle implementazioni 400G ad alta densità.

D: Qual è il tempo di consegna per gli ordini all'ingrosso di ricetrasmettitori 400G da un produttore cinese?

R: Standard lead times for bulk Ricetrasmettitore ottico 400G gli ordini da parte di produttori cinesi affermati vengono generalmente eseguiti entro 15-30 giorni lavorativi dalla conferma dell'ordine per le specifiche standard in produzione. La codifica EEPROM personalizzata per la compatibilità specifica della piattaforma aggiunge da 3 a 5 giorni lavorativi per la configurazione iniziale della codifica. La produzione accelerata è disponibile per ordini urgenti con sufficiente preavviso.

Sono disponibili servizi OEM e ODM. Contattaci tramite fibreay.com per richiedere specifiche tecniche, conferma di compatibilità della piattaforma e prezzi all'ingrosso.

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