Transciver joslas platums apstrādā jaudas vajadzības

 

 

Transciver joslas platums nosaka, cik daudz datu tīkla ierīce var pārsūtīt un saņemt vienlaikus, mērot gigabitos sekundē (Gbps). Mūsdienu datu centri paļaujas uz raiduztvērējiem, kuru ātrums ir no 100 Gbps līdz 1,6 terabitiem sekundē (Tbps), lai atbalstītu mākoņdatošanu, mākslīgā intelekta darba slodzi un tīkla trafika paplašināšanu.

 

 

Arhitektūra aiz Transciver joslas platuma

 

Transciver joslas platums darbojas, izmantojot vairāku{0}}joslu arhitektūru, kurā katrs kanāls pārraida datus ar noteiktu ātrumu. 400 Gb/s raiduztvērējs izmanto astoņas joslas, kas katra darbojas ar ātrumu 50 Gb/s, kad tiek izmantota impulsa amplitūdas modulācijas 4-līmeņa (PAM4) signalizācija, savukārt jaunāki 800G modeļi šo jaudu dubulto. Fiziskā ieviešana ir atkarīga no modulācijas shēmas{10}}PAM4 pieļauj divreiz lielāku datu pārraides ātrumu, salīdzinot ar modulāciju, kas neatgriežas līdz nullei (NRZ) tajā pašā fiziskajā infrastruktūrā.

Field programmable gate array (FPGA) ierīces ir ievērojami uzlabojušas savu kopējo transcivera joslas platumu, sasniedzot terabitus sekundē. Šī progresēšana tieši ietekmē tīkla dizainu, jo slēdžiem ir jāpiesātina pieejamais raiduztvērēja joslas platums, lai maksimāli palielinātu infrastruktūras izmantošanu. Attiecības starp elektriskajām joslām un optiskajiem viļņu garumiem rada sarežģītību: ierīce, kas izmanto PAM4, katru 50 Gbps joslu uzskaita kā divus kanālus joslas platuma aprēķiniem, ietekmējot kopējās jaudas plānošanu.

 

Kā formas faktori mērogo joslas platuma kapacitāti

 

Dažādi formas faktori fiziski ierobežo ttranscivera joslas platumu, izmantojot savienotāja dizainu un siltuma pārvaldību. QSFP-DD (Quad Small Form-Factor Pluggable Double Density) moduļi atbalsta līdz 400 Gb/s ar astoņiem 50 Gb/s kanāliem, savukārt lielākais OSFP formāts nodrošina 800 Gb/s. OSFP raiduztvērēji izmanto astoņus kanālus, kas katrs spēj nodrošināt 100 Gbps, kopā ar 800 Gbps caurlaidspēju, un tiek izstrādāti 200 Gbps kanāli, kuru mērķis ir 1,6 Tbps.

OSFP{0}}XD variants novērš konkrētu tirgus trūkumu. Divkāršojot elektriskās joslas no astoņām uz sešpadsmit, OSFP-XD piedāvā 1,6 Tb/s blīvumu un 16 joslas ar 100 Gb/s. Tam ir nozīme, jo esošais slēdžu silīcijs izmanto 100 G elektrisko joslu, un daudzi operatori vēlas izmantot šo uzstādīto bāzi, nevis gaidīt nākamās -paaudzes 200 G joslu tehnoloģiju.

Atgriezeniskā saderība pievieno vēl vienu slāni. 100G QSFP28 moduli var ievietot QSFP-DD portā bez mehāniskiem adapteriem, lai gan portam jābūt konfigurētam 100G, nevis 400G darbībai. Šī elastība ļauj veikt pakāpenisku tīkla jaunināšanu bez iekrāvēja nomaiņas.

 

Joslas platums prasa datu centra attīstību

 

2024. gadā tika laisti klajā vairāk nekā 70 jauni optisko raiduztvērēju modeļi, kas atbalsta 400G, 600G un 800G Ethernet standartus. Inovācijas ātrums atspoguļo pamatā esošos trafika modeļus-AI klasteru serveriem tagad ir nepieciešams 400 Gb/s tīkla ātrums vienam serverim. NVIDIA DGX H100 GPU serveru sistēmas ir aprīkotas ar četriem 400 G pieslēgvietām, kas nodrošina lapu{11}}spine auduma tīklu līdz 800 Gb/s.

Datu centru operatori saskaras ar trilemmu: joslas platuma jauda, ​​enerģijas patēriņš un maksa par gigabitu. Nākamās-paaudzes raiduztvērēju elektroenerģijas patēriņš ir mazāks par 10 vatiem, vienlaikus atbalsta datu pārraides ātrumu, kas pārsniedz 100 Gb/s vienā joslā. Šis efektivitātes pieaugums kļūst kritisks mērogā-hipermēroga iekārta, kas izvieto tūkstošiem ostu, ar efektīvu optiku var samazināt elektriskās infrastruktūras prasības par 30–40%.

Pāreja uz lielāku raiduztvērēja joslas platumu nav vienmērīga. Paredzams, ka 10 Gb/s līdz 40 Gb/s segments līdz 2032. gadam sasniegs vairāk nekā 15 miljardus USD, kas norāda, ka mantotās sistēmas un izmaksu ziņā jutīga izvietošana pastāvēs līdzās jaunākajai infrastruktūrai. Organizācijām ir jāsabalansē migrācijas grafiks ar pieteikuma prasībām un budžeta ierobežojumiem.

 

Viļņa garuma dalīšanas multipleksēšana paplašina efektīvo joslas platumu

 

Blīvā viļņa garuma dalīšanas multipleksēšanas (DWDM) tehnoloģija reizina raiduztvērēja joslas platumu, vienlaikus pārraidot vairākas datu plūsmas dažādos optiskos viļņu garumos. DWDM raiduztvērēju ierīces ir mērogojami risinājumi, kas maksimāli palielina izmantojamo šķiedru joslas platumu, kam ir galvenā loma tīkla infrastruktūras pieauguma risināšanā, ko veicina arvien pieaugošais datu pieprasījums.

Viena šķiedras daļa var pārvadāt desmitiem viļņu garumu, katrs darbojas ar ātrumu 100G vai 400G. Šī pieeja saglabā esošo optiskās šķiedras infrastruktūru, vienlaikus paplašinot jaudu,{3}}kas ir ļoti svarīga lielpilsētu tīklos un pilsētiņās, kur jaunas šķiedras piesaiste ir dārga vai nepraktiska. Kompromiss-ir saistīts ar augstākām raiduztvērēja izmaksām un palielinātu sistēmas sarežģītību viļņu garuma pārvaldībā.

IP, izmantojot DWDM tīklu, izmantojot 400 G ZR/ZR+ raiduztvērējus un pasīvos multipleksoru/demultiplekseru filtrus, var ievērojami vienkāršot metro tīklus no punkta{2}}līdz{3}}punktam 80 kilometru attālumā. Šī arhitektūra novērš tradicionālās optiskās transporta iekārtas, samazinot gan kapitālizdevumus, gan darbības sarežģītību.

 

Modulācijas metodes, kas palielina joslas platuma efektivitāti

 

PAM4 (impulsa amplitūdas modulācija) un citas uzlabotas modulācijas metodes padara datu pārraidi pēc iespējas efektīvāku. Atšķirībā no NRZ signalizācijas, kas izmanto divus sprieguma līmeņus (kas ir 0 un 1), PAM4 izmanto četrus līmeņus, lai kodētu divus bitus uz vienu simbolu. Tas divkāršo datu pārraides ātrumu tajā pašā fiziskajā joslas platumā-25 GHz elektriskais kanāls var atbalstīt 50 Gb/s ar PAM4, salīdzinot ar 25 Gb/s ar NRZ.

Sods parādās signāla kvalitātē. Lai pareizi atšifrētu, PAM4 ir nepieciešama labāka signāla-pret{3}}trokšņu attiecība un sarežģītāka digitālā signāla apstrāde. Uzlabotie DSP (Digital Signal Processing) algoritmi apstrādā augstākas modulācijas formātu sarežģītību, palielinot raiduztvērēju konstrukcijas izmaksas un enerģijas patēriņu.

Saskaņota noteikšana ir vēl viena joslas platuma optimizācija. Saskaņotie optiskie raiduztvērēji atbalsta lielāku datu pārraides un sasniedzamības ātrumu, nodrošinot labāku spektrālo efektivitāti un mazāku enerģijas patēriņu salīdzinājumā ar parastajiem optiskajiem raiduztvērējiem. Šīs ierīces dominē tālsatiksmes{2}}izmantojumos, kur ekonomiski svarīgi ir maksimāli palielināt katras šķiedras kapacitāti.

 

Joslas platuma plānošana augošām tīkla prasībām

 

Jaudas plānošana sākas ar bāzes mērījumiem. Tīkla joslas platums ir mērījums, kas norāda vadu vai bezvadu sakaru saites maksimālo kapacitāti datu pārsūtīšanai pa tīkla savienojumu noteiktā laikā. Administratoriem ir jānošķir teorētiskais joslas platums (ko aparatūra spēj apstrādāt) un faktiskā caurlaidspēja (ko tīkls nodrošina reālos apstākļos).

Praktiski tīkla caurlaidspēja vienmēr būtu mazāka par tīkla joslas platumu dažādu faktoru dēļ, kas ietekmē tīkla caurlaidspēju. Protokola pieskaitāmās izmaksas, atkārtota pārraide un pārslodze samazina efektīvo jaudu. 100 G raiduztvērējs ražošanas vidē var nodrošināt 92–95 G izmantojamo caurlaidspēju.

Transcivera joslas platuma prasības ietekmē vairāki faktori:

Lietojumprogrammu profilinoteikt pamatvajadzības. Video straumēšana un failu pārsūtīšana ir joslas{1}}intensīva, taču var izturēt zināmu latentumu. Reāllaika-AI secinājumu darba slodzei ir nepieciešams gan liels joslas platums, gan pastāvīgi zems latentums. Datu bāzes replikācijai ir nepieciešams mērens joslas platums, taču tā nevar paciest pakešu zudumu.

Izaugsmes prognozesjāņem vērā satiksmes pieaugums. Tiek lēsts, ka no 2024. līdz 2028. gadam optisko raiduztvērēju tirgus pieaugs par USD 10,32 miljardiem, CAGR sasniedzot gandrīz 16,68 procentus. Šī tirgus paplašināšanās atspoguļo pamatā esošos satiksmes pieauguma modeļus, kas tīkla arhitektiem ir jāpielāgo.

Virsabonēšanas rādītājilīdzsvarot izmaksas un veiktspēju. 40 portu slēdzis ar 400 G augšupsaites var izmantot 4:1 vai 8:1 pārabonēšanas attiecību, pieņemot, ka ne visiem piekļuves portiem vienlaikus būs nepieciešams pilns joslas platums. Pareizā attiecība ir atkarīga no trafika modeļiem un lietojumprogrammu SLA.

 

Fiziskā slāņa apsvērumi maksimālajam joslas platumam

 

Transciver joslas platums nepastāv atsevišķi{0}}fiziskā vide ierobežo sasniedzamos ātrumus. 6.A kategorijas kabeļa darbības joslas platums var būt 500 MHz, savukārt tīkla joslas platums var būt 10 Gb/s. Attiecība starp kabeļa joslas platumu (mēra MHz) un datu pārraides ātrumu (mēra Gbps) ir atkarīga no kodēšanas shēmām.

Optiskās šķiedras kabeļi novērš frekvences ierobežojumus. Viena moda šķiedrai modālais joslas platums būtībā ir neierobežots, un nav saistīta efektīva modālā joslas platuma vērtība, jo caur šķiedru plūst tikai viens gaismas veids. Tomēr hromatiskā izkliede-dažādi viļņu garumi, kas sasniedz uztvērēju nedaudz atšķirīgos laikos,-kļūst par ierobežojošo faktoru liela-attāluma, liela{5}}joslas platuma pārraidei.

Daudzmodu šķiedra izmanto efektīvo modālo joslas platumu (EMB), ko mēra MHz{0}} km. Šķiedra ar 200 MHz -km EMB var pārvietot 200 MHz datus līdz vienam kilometram. Šis attāluma-atkarīgais ierobežojums padara vairākrežīmu piemērotu iekšējiem-datu-savienojumiem (parasti zem 500 metriem), savukārt vienmode nodrošina lielāku sasniedzamību.

 

 

Silīcija fotonika, kas nodrošina nākamās-paaudzes joslas platumu

 

Silīcija fotonikas{0}}uztvērēji integrē lāzera avotus, modulatorus un detektorus vienā silīcija veidnē, nodrošinot datu pārraides ātrumu 1,6 Tb/s laboratorijas apstākļos. Šī tehnoloģija sola samazināt raiduztvērēja izmaksas, vienlaikus palielinot joslas platuma blīvumu{3}}galvenās prasības ilgtspējīgai mērogošana.

Tradicionālie raiduztvērēji izmanto indija fosfīda lāzerus, kas ražoti atsevišķi no silīcija elektronikas, un tiem nepieciešama precīza montāža un izlīdzināšana. Silīcija fotonika vienlaikus{1}}atrod optiskos un elektroniskos komponentus, samazinot parazītu radītos zudumus un nodrošinot augstāku integrācijas līmeni. Silīcija fotonika un DSP tehnoloģijas palīdz apmierināt hipermēroga datu centru prasības.

Ekonomiskās sekas ir būtiskas. Palielinoties ražošanas apjomiem un uzlabojoties ražošanas ražībai, silīcija fotonikas raiduztvērējiem vajadzētu sekot izmaksu līknēm, kas ir līdzīgas pusvadītāju elektronikai, nevis specializētiem optiskiem komponentiem. Tas varētu paātrināt 800G un 1,6T joslas platuma līmeņu ieviešanu.

 

Breakout konfigurācijas, kas maksimāli palielina portu izmantošanu

 

400 G optiku var sadalīt vairākās apakš-saskarnēs ar pārtraukumu, nodrošinot, ka kopējais joslas platums saglabājas 400 G, savukārt mazāka ātruma pārtraukuma porti ir pilnībā neatkarīgi. Viens 400G ports var sadalīties četros 100G portos, divos 200G portos vai astoņos 50G portos atkarībā no pārnesumkārbas iespējām.

Pārnesumkārbas digitālais signālu procesors (DSP) pārvalda pārveidi, pārveidojot 50 Gb/s elektrisko joslu pārus atsevišķās 100 Gb/s elektriskās joslās. Šī elektriskā-līmeņa konversija atšķiras no optiskās multipleksēšanas un notiek raiduztvērēja vai slēdža ASIC ietvaros.

Breakout režīms attiecas uz ostas blīvuma ekonomiku. Tā vietā, lai katram savienojumam iegādātos atsevišķus 100 G raiduztvērējus, operatori pārtraukuma režīmā izmanto mazāk 400 G pieslēgvietu, tādējādi samazinot gan raiduztvērēja izmaksas, gan slēdžu porta prasības. Kompromiss-ir saistīts ar saderību-ne visi 400 G raiduztvērēji atbalsta visas sadales konfigurācijas, un kabeļu prasības atšķiras.

 

Tirgus dinamikas veidošanas joslas platuma pieejamība

 

Tiek prognozēts, ka līdz 2024. gada beigām visā pasaulē tiks izmantoti vairāk nekā 17 miljardi IoT ierīču, un katrs IoT modulis parasti satur vismaz vienu mazjaudas bezvadu raiduztvērēju. Lai gan IoT raiduztvērēji darbojas ar mazāku individuālo joslas platumu nekā datu centra optika, kopējās jaudas prasības ir milzīgas.

Piegādes ķēdes ierobežojumi periodiski ierobežo transcivera joslas platuma pieejamību. Trūkumi 100 G EML (elektro-absorbcijas modulēti lāzeri) un 7 nanometru DSP ierobežoja Q4 2024 moduļa izvadi, aizkavējot jau veiktos 800 G pasūtījumus. Šīs vājās vietas liek tīkla arhitektiem vai nu aizkavēt izvietošanu, vai pieņemt alternatīvas specifikācijas.

Optisko raiduztvērēju tirgus vērtība 2023. gadā tika novērtēta vairāk nekā 10 miljardu ASV dolāru vērtībā, un tiek lēsts, ka laika posmā no 2024. līdz 2032. gadam CAGR būs vairāk nekā 15 procenti. Šī izaugsmes trajektorija norāda uz ilgstošām investīcijām transcivera joslas platuma iespējās, ko veicina mākoņdatošana, 5G infrastruktūra un AI darba slodze.

 

Transciver joslas platums dažādos tīkla segmentos

 

Datu centru audumiir vislielākā joslas platuma blīvuma izvietošana. Hipermēroga operatori lietojumprogrammu atbalstam izvieto 800 G optiskos raiduztvērējus, un 2024. gadā parādīsies 1,6 terabaitu prototipi. Šajās vidēs prioritāte ir joslas platuma blīvums, enerģijas efektivitāte un maksa par gigabitu.

Telekomunikāciju tīklilīdzsvarot joslas platumu pret sasniedzamības prasībām. 800G optisko raiduztvērēju ieviešana pagarinātiem viļņu garumiem lielākos attālumos bez reģenerācijas paplašina metro un reģionālā tīkla jaudu. Šajā segmentā dominē saskaņotie raiduztvērēji, pateicoties izcilam optiskās jaudas budžetam.

Uzņēmumu tīklikoncentrēties uz pakāpeniskiem jauninājumiem. Uzņēmumu un telekomunikāciju nozares paātrina 400 G izvēršanu, tuvojoties sasniegumiem, ko galvenokārt vada hipermēroga un lielie mākoņpakalpojumu sniedzēji. Šīs organizācijas bieži uztur jauktas-paaudzes infrastruktūru, kam nepieciešams transciver joslas platums, kas integrējas ar esošo 100G un 40G aprīkojumu.

Uzglabāšanas tīkliizmantot specializētus protokolus. Kamēr Ethernet un InfiniBand dominē skaitļošanas starpsavienojumos, Fibre Channel joprojām sakņojas uzglabāšanas tīklos. Šie raiduztvērēji ir optimizēti dažādiem raksturlielumiem-zemam latentumam un bezzudumu pārraidei neapstrādātā joslas platumā.

 

Protokols{0}}Īpaša joslas platuma optimizācija

 

InfiniBand trafiks tiek mērogots, izmantojot spēcīgu 17,45 procentu CAGR, ar NVIDIA LinkX raiduztvērējiem, kas nodrošina FDR līdz NDR ātrumu, līdz 200 Gb/s uz joslu un 800 Gb/s kopējo joslas platumu. InfiniBand CPU noslodze un mazāks par 100 nanosekundes latentums padara to par priekšrocību lieliem GPU klasteriem, neskatoties uz Ethernet izmaksu priekšrocībām.

Ultra Ethernet konsorcijs saskaņo plūsmas kontroles un pārslodzes pārvaldības funkcijas ar AI darba slodzēm, samazinot vēsturisko latentuma atstarpi starp Ethernet un InfiniBand. Šī standartu attīstība varētu mainīt joslas platuma ainavu, jo Ethernet raiduztvērēji ietver zemas-latences funkcijas, kas iepriekš bija ekskluzīvas InfiniBand.

CWDM (rupjā viļņa garuma dalīšanas multipleksēšana) un DWDM raiduztvērēji optimizē joslas platumu atšķirīgi. CWDM izmanto plašāku viļņu garuma atstatumu (20 nm), kas atbalsta mazāk kanālu, bet zemākas izmaksas un vienkāršāku aprīkojumu. DWDM izmanto šauru atstarpi (0,8 nm vai mazāk), kas nodrošina 80+ kanālus vienā šķiedrā, taču tam ir nepieciešami temperatūras-kontrolēti lāzeri un sarežģītāka optika.

 

Praktiskas joslas platuma izvietošanas stratēģijas

 

Sāciet ar satiksmes analīzi. Uzraudzības rīkiem jāfiksē maksimālais lietojums, lietojumu kombinācija un izaugsmes tendences vairāku mēnešu laikā. Saitei, kuras izmantojums pastāvīgi pārsniedz 70 procentus, ir jāveic joslas platuma jauninājumi,{3}}gaidot piesātinājumu, tiek pasliktināta veiktspēja un rodas pārtraukumi.

Apsveriet izvietošanas laiku. Raiduztvērēju cenas samazinās, pieaugot jaunām paaudzēm. Agrīna 800G ieviešana nodrošina maksimālu iespēju nākotnē, taču par augstākās kvalitātes cenām. 12–18 mēnešu gaidīšana parasti samazina izmaksas par 30–40 procentiem, palielinoties ražošanas apjomam un pieaugot konkurencei.

Novērtējiet kopējās īpašuma izmaksas. Lielāka joslas platuma raiduztvērēji bieži nodrošina labākas izmaksas par gigabitu, neskatoties uz augstāku individuālo cenu. 400 G raiduztvērējs par 3000 ASV dolāru nodrošina 7,50 $/Gb/s, savukārt četri 100 G raiduztvērēji par 800 ASV dolāriem katrs nodrošina 800 Gb/s, un 400 G risinājumam ir nepieciešams mazāk slēdžu portu, mazāk kabeļu un samazināta jauda.

Rūpīgi pārbaudiet saderību. Ja jums ir nepieciešams maza-diapazona, vairāku-režīmu, 10G optika ar LC pieslēgvietām, iespējams, meklējat SFP-10G-SR, jo dažādi piegādātāji izmanto īpašu kodējumu. Trešās puses raiduztvērēji var darboties, taču tiem ir nepieciešama validācija pret slēdžu programmaparatūras versijām un īpašām funkcijām, piemēram, uzlaboto telemetriju.

Rūpīgi plānojiet optiskās šķiedras infrastruktūru. Datu centru operatori var izvairīties no milzīgām izmaksām un sarežģījumiem vairāku gadu laikā, ja viņi ir uzstādījuši uzlabotu OM4 daudzmodu šķiedru kabeļu iekārtu un plāno jaunināt līdz 40 vai 100 Gb, izmantojot BiDi optiskos raiduztvērējus. BiDi raiduztvērēji izmanto viļņu garuma dalīšanas multipleksēšanu, izmantojot duplekso šķiedru, izvairoties no dārgas paralēlās šķiedras modernizācijas.

 

Joslas platuma ierobežojumu problēmu novēršana

 

Ja ttransciver joslas platums nenodrošina gaidīto veiktspēju, var būt vainojami vairāki faktori. Pārbaudiet konfigurētos ātruma un dupleksos iestatījumus,{1}}automātiskā-saruna dažkārt atlasa nepareizus parametrus, jo īpaši, ja tiek izmantota trešās puses optika.

Pārbaudiet optiskās jaudas līmeni. Raiduztvērēji nosaka uztveršanas jutību (minimālo jaudu) un maksimālo ievades jaudu. Saņemtās optiskās jaudas diapazons parāda diapazonu, ko raiduztvērējs var pārvaldīt, saglabājot zemu bitu kļūdu līmeni un noteiktu parametru robežās. Signāli, kas atrodas ārpus šī diapazona, izraisa kļūdas, kas samazina efektīvo joslas platumu.

Pārbaudiet kļūdu skaitītājus. CRC kļūdas, simbolu kļūdas un atkritumi norāda uz fiziska slāņa problēmām, kas pasliktina caurlaidspēju. Pat nelieli kļūdu procenti (0,01 procents) var izraisīt lielas atkārtotas pārraides izmaksas TCP plūsmās, samazinot efektīvo joslas platumu par 50 procentiem vai vairāk.

Temperatūrai ir nozīme. Raiduztvērējiem ir noteikti darbības diapazoni, parasti no 0 līdz 70 grādiem. Nepietiekama statīva dzesēšana izraisa termisku droseles darbību, kur ierīces samazina pārraides jaudu, lai novērstu bojājumus, samazinot saites robežas un pieejamo joslas platumu.

 

Joslas platuma efektivitāte, izmantojot saspiešanu un optimizāciju

 

Lai gan transciver joslas platums nosaka fizisko kapacitāti, lietojumprogrammas{0}}slāņa metodes var palielināt efektīvo jaudu. WAN optimizācijas ierīces izmanto datu dublēšanas atcelšanu un saspiešanu, lai noteiktu trafika modeļu pārraides baitus samazinātu par 50–90 procentiem.

TCP loga mērogošana un selektīva apstiprināšana uzlabo joslas platuma izmantošanu liela attāluma saitēs. Noklusējuma TCP parametri izšķērdē joslas platumu augstas-latences ceļos, jo sūtītājam pirms papildu datu pārsūtīšanas jāgaida apstiprinājumi. Noregulējot šos parametrus, starpkontinentālajos posmos tiek atgūta jauda par 40–60 procentiem.

Pakalpojuma kvalitātes (QoS) politikām par prioritāti ir noteikta kritiskā trafika. Joslas platuma garantiju piešķiršana latentuma{1}}jutīgām lietojumprogrammām nodrošina interaktīvu veiktspēju pat tad, ja lielapjoma pārsūtīšana patērē atlikušo jaudu. Tas nepalielina raiduztvērēja joslas platumu, bet uzlabo noderīgu darbu uz vienu gigabitu.

 

Saistība starp joslas platumu un latentumu

 

Transciver joslas platums un latentums ir neatkarīgi, bet saistīti. Lielāks joslas platums samazina serializācijas aizkavi{1}}laiku, kas nepieciešams bitu ievietošanai uz vada. 1500 baitu paketei nepieciešamas 120 mikrosekundes, lai pārraidītu ar ātrumu 100 Mb/s, bet tikai 12 mikrosekundes ar ātrumu 1 Gbps.

Izplatīšanās aizkave (gaismas ātrums šķiedrā) paliek nemainīgs neatkarīgi no joslas platuma. Gaisma šķiedrā pārvietojas aptuveni 5 mikrosekundes uz kilometru. 100 km saitei ir 500 mikrosekunžu izplatīšanās aizkave neatkarīgi no tā, vai tiek izmantoti 100 G vai 400 G raiduztvērēji.

AI lietojumprogrammas koncentrējas uz latentumu, latentuma konsekvenci un darba pabeigšanas laiku, tāpēc lielākajai daļai 800 G izvietojumu ir paredzams īss-sasniedzamības līmenis. Īsā sasniedzamība nav saistīta ar izplatīšanas aizkavi,{3}}tas ir tāpēc, ka AI darba slodzei ir nepieciešams tik liels joslas platums, ka tikai tiešajiem savienojumiem starp plauktiem ir ekonomiska nozīme.

 

Enerģijas efektivitāte liela{0}}joslas platuma raiduztvērējos

 

Enerģijas patēriņš tiek mērogots ar joslas platumu, bet ne proporcionāli. 1.6T OSFP pasīvā tiešā savienojuma kabeļi izmanto 200 G uz joslu optiskās tehnoloģijas, nodrošinot pārraides ātrumu līdz 1,6 Tb/s ar īpaši-zemu enerģijas patēriņu. Pasīvie kabeļi neizmanto aktīvās elektronikas, patērē nulles vatus, vienlaikus nodrošinot pilnu joslas platumu nelielos attālumos.

Aktīvie optiskie kabeļi (AOC) patērē 2-4 vatus 100 G raiduztvērējiem un 8{10}}12 vatus 400 G versijām. Cisco 800 G QSFP{12}}DD raiduztvērējs hipermēroga datu centriem nodrošina 2 reizes jaudu vienam portam ar mazāku enerģijas patēriņu — 9 W. Šis efektivitātes pieaugums-divkāršojot joslas platumu, vienlaikus palielinot jaudu tikai par 50 procentiem, padara 800 G pievilcīgu iekārtām ar ierobežotu jaudu.

Lineārā pievienojama optika (LPO) samazina jaudu vēl vairāk, pārvietojot digitālo signālu apstrādi uz resursdatora slēdža ASIC. Linear Drive optiskais raiduztvērējs noņem digitālā signāla apstrādes funkciju slēdža ASIC, parādot solījumu samazināt jaudas izkliedi un izmaksas. LPO raiduztvērēji patērē par 40–50 procentiem mazāk enerģijas nekā tradicionālie pievienojamie uztvērēji ar līdzvērtīgu joslas platumu.

 

Nozares standarti, kas nodrošina sadarbspēju

 

Vairāku -avotu līgumi (MSA) nodrošina, ka raiduztvērēja joslas platuma specifikācijas darbojas starp piegādātājiem. QSFP-DD MSA darba grupa tika izveidota 2016. gada martā, lai apmierinātu tirgus vajadzības pēc nākamās-paaudzes, liela-blīvuma, liela-ātruma pievienojamiem, atpakaļ{7}}saderīgiem moduļu formas faktoriem. Šie nozares konsorciji nosaka mehāniskos izmērus, elektriskās saskarnes un termiskās prasības.

IEEE standarti regulē Ethernet ātrumu un signalizāciju. 400 G Ethernet standartā (IEEE 802.3bs) ir norādīti vairāki fiziskā slāņa varianti: 400GBASE-SR8 daudzmodu šķiedrai, 400GBASE-DR4 vienmoda šķiedrai līdz 500 m un 400 GBASE-FR4 2 km attālumam. Katrs variants izmanto dažādas transciver joslas platuma implementācijas, kas optimizētas konkrētām lietojumprogrammām.

Ar optiskajiem raiduztvērējiem integrētas 5G augstākās-tīkla arhitektūras ieviešana ir nepieciešama, lai attīstītu liela joslas platuma-intensīvus tīklus. 5G frontālajos un atvilkšanas maršrutos tiek izmantotas standartizētas transciver joslas platuma saskarnes (25G un 100G varianti), lai nodrošinātu dažādu piegādātāju iekārtu pareizu savstarpēju savienojumu.

 

Bieži uzdotie jautājumi

 

Kā aprēķināt nepieciešamo ttransciver joslas platumu slēdža konstrukcijai?

Joslas platums ir vienāds ar datu pārraides ātrumu katrā kanālā, kas reizināts ar kanālu skaitu, un PAM4 saites tiek skaitītas kā divi kanāli vienā fiziskajā joslā. Summējiet visus aktīvo raiduztvērēja datu pārraides ātrumus, izmantojot 2x reizinātāju PAM4 kanāliem, lai noteiktu kumulatīvo joslas platumu. Lai izvairītos no kļūdām, nepārsniedziet ierīces maksimālo līmeni.

Vai vienā tīklā var sajaukt dažādus joslas platuma raiduztvērējus?

Jā, bet rūpīgi plānojiet. Lielāka-joslas platuma saites var izveidot savienojumu ar mazāka-joslas platuma ierīcēm, ja slēdzis atbalsta pārtraukuma režīmu vai pieņem ātruma neatbilstību. Konfigurējiet QoS, lai novērstu sastrēgumus sastrēgumu vietās, kur satiekas ātras un lēnas saites. Nodrošiniet konsekventu protokolu un viļņu garuma saderību.

Kādu joslas platuma pieaugumu es varu sagaidīt, jauninot 100G uz 400G raiduztvērējus?

Fiziskais joslas platums palielinās 4 reizes, bet efektīvais jaudas palielinājums ir atkarīgs no pārmērīgas abonēšanas un lietojumprogrammu kombinācijas. Ja pašreizējās 100 G saites vidēji izmanto 60 procentus, sagaidiet, ka tie paši trafika modeļi patērēs 15 procentus no 400 G jaudas. Pirms jaudas pārpalikuma deklarēšanas ņemiet vērā izaugsmi.

Vai ilgākas šķiedras darbības samazina pieejamo raiduztvērēja joslas platumu?

Neviens-joslas platums nepaliek nemainīgs, taču sasniedzamības ierobežojumi var likt uztvērējiem ar mazāku ātrumu-. 400 G-DR4 raiduztvērējs darbojas līdz 500 m, savukārt 400 G-FR4 — līdz 2 km, izmantojot dažādu optiku. Vājināšanās, izkliede un jaudas budžeti ierobežo attālumu, nevis pašu joslas platumu. Izvēlieties raiduztvērējus, kas novērtēti vajadzīgajai sasniedzamībai.