Разумевање оптичког модула од 400г

 

Зашто се 400Г догодило када се догодило

 

Постоји извесна неизбежност напредовања пропусног опсега коју ветерани индустрије очекују. Скок са 10Г на 40Г је био значајан у то време. Онда је стигао 100Г и одједном су сви причали о-архитектурама листа и источно-западним обрасцима саобраћаја. Али 400Г? Та транзиција је била другачија.

НРЗ модулациона шема која нам је добро служила од 1Г до 25Г једноставно није могла економски да пређе 100Г. Физика је постала скупа. Интегритет сигнала постао је ноћна мора. Технички бисте могли да појачате НРЗ, наравно,-али криве трошкова нису имале смисла за обимну примену. Тако се индустрија окренула ка ПАМ4.

Шта ПАМ4 ради-и ово вреди разумети ако специфицирате инфраструктуру-је кодирање два бита по симболу уместо једног. Четири нивоа амплитуде уместо два. Двоструко већи проток података без удвостручавања брзине преноса. Компромис? Ваш однос сигнала-/{7}}захваћа око 10 дБ у поређењу са НРЗ. То није тривијално. Због тога се сваки 400Г модул испоручује са унапред уграђеном корекцијом грешака и зашто је ДСП (дигитални сигнални процесор) постао тако критична компонента у овим примопредајницима.

 

 

Форм Фацтор Варс

 

Већ годинама сам гледао дебату КСФП-ДД против ОСФП-а на сајмовима и састанцима набавки. Обе стране имају ваљане аргументе. Ни једно ни друго није дефинитивно победило.

КСФП-ДД је изашао из КСФП-ДД МСА алијансе са компатибилношћу уназад као његовом убиственом карактеристиком. Имате гомилу КСФП28 модула које нисте спремни да замените? Они ће се поставити право у КСФП-ДД кавез. Димензије-18,35 мм ширине, 89,4 мм дужине – чине фактор форме познатим. Можете уградити 36 портова у предњи панел од 1У. То је 14,4 Тбпс укупне пропусности ако попуните сваки слот. За оператере који се постепено надограђују, ово је од огромног значаја.

ОСФП је имао другачији приступ. Група Оцтал Смалл Форм-Плуггабле група је рекла: заборавите компатибилност уназад, хајде да оптимизујемо за управљање топлотом и будућу скалабилност. Са ширином од 22,58 мм и дужином од 107,8 мм, ОСФП модули имају већу површину за одвођење топлоте. Подржавају оквире снаге до 15-20 вати у односу на КСФП-ДД плафон од 12-15 В. Када користите кохерентну оптику или планирате 800Г, тај простор постаје релевантан.

НВИДИА је ставила-алл-ин на ОСФП за своју Куантум-2 ИнфиниБанд платформу. То није ништа. Али преклопници предузећа Цисцо и Ариста и даље углавном испоручују КСФП-ДД портове.

 

Шта слова заправо значе

 

Ако сте се икада загледали у листу са спецификацијама питајући се зашто ДР4 кошта мање од ФР4 упркос томе што су оба „400Г модула“, нисте сами. Номенклатура прати обрасце, али ти обрасци имају изузетке и изузеци имају своју логику.

• СР (кратки домет): Вишемодно влакно, таласна дужина 850нм. 400Г-СР8 користи осам паралелних трака од 50Г ПАМ4 преко МПО-16 конектора. Максимални домет је око 100 метара на ОМ4 влакнима-70 метара на ОМ3. Ту је и СР4, који пакује 100Г у сваку од четири траке користећи ВЦСЕЛ веће брзине. Исти домет, мање влакана. Варијанта 400Г-СР4.2 (понекад се назива БИДИ) постаје паметна са двосмерним преносом, покреће две таласне дужине у сваком правцу да би се постигло 400Г преко само четири влакна.
• ДР4: Једномодно{0}} влакно, 1310 нм, 500 метара. Ово је радни коњ за везе унутар{4}}центра података дуже него што СР може да поднесе. Свака од четири оптичке траке носи 100Г ПАМ4 преко наменског пара влакана. МПО{11}}12 конектор. Могућност прекидања је значајна-један ДР4 може да се подели на четири независне 100Г-ДР везе, што помаже при повезивању старе 100Г опреме.
• ФР4: Два километра, један-режим. Ево где архитектура мењача заслужује своје. Модул узима осам електричних трака од 50Г, претвара их у четири оптичке траке од 100Г преко ДСП-а, а затим таласно{5}}мултиплексира све четири у један пар влакана користећи ЦВДМ4 размак (1271, 1291, 1311, 1331 нм). Дуплек ЛЦ конектор. Много уредније каблирање од паралелног приступа ДР4.
• ЛР4 и даље: Иста шема таласне дужине као ФР4, али оптимизована за досег од 10 км. ЕР4 гура до 40 км. ЗР4 достиже 80 км, али захтева кохерентну детекцију-у потпуности другачију технологију, другачију цену, другачији случај употребе. Стандард 400ЗР из ОИФ-а посебно циља метро ДЦИ апликације где вам је потребна кохерентна оптика која се може прикључити у предњој плочи прекидача.

 

 

Питање ДСП-а

 

Сваки примопредајник од 400Г садржи процесор дигиталног сигнала. Сваки један. Ово није опционо-ПАМ4 модулација једноставно не функционише без софистицираног кондиционирања сигнала.

Шта ДСП заправо ради? Изједначавање{0}}напред да бисте надокнадили губитак канала. Изједначавање повратне информације одлуке за интер{2}}сметње међу симболима. Сат и опоравак података за издвајање времена из примљеног сигнала. ФЕЦ кодирање при преносу, ФЕЦ декодирање и исправљање грешака при пријему. У кохерентним модулима, додајте компензацију хроматске дисперзије и управљање дисперзијом у режиму поларизације на ту листу.

ДСП сагорева струју. Много тога. У многим 400Г модулима, ДСП чини више од половине укупне потрошње енергије. Марвелл, Броадцом и Инпхи (сада део Марвела) су били закључани у конкуренцији у смањењу процесних чворова и побољшању ефикасности. Скок са 7нм на 5нм ДСП-а је био значајна-уштеда енергије од 20% за еквивалентну функционалност.

У току је дебата о томе да ли ДСП-ови треба да се преселе у сам АСИЦ прекидача (оно што неки називају "линеарном оптиком која се може прикључити" или ЛПО). Аргумент гласи: ако већ обављате обраду сигнала на прекидачу, зашто га реплицирати у сваком примопредајнику? Против{1}}аргумент укључује интероперабилност модула и практичне изазове квалификоване оптике на различитим платформама прекидача. Овај ће се одиграти у наредних неколико година.

 

Силицон Пхотоницс улази у слику

 

Сећате се када су сви претпостављали да ће ИнП (индијум фосфид) ласери доминирати 400Г? Наратив се променио.

Интел и Цисцо су се рано кладили на силицијумске фотонике-који интегришу оптичке компоненте на силицијумске подлоге користећи стандардне процесе производње ЦМОС-а. Обећање се увек односило на цену у обиму. Традиционална дискретна оптика захтева ручно склапање ласерских чипова, модулатора, фотодетектора, сваки од различитих материјала. Силиконска фотоника вам омогућава да направите већи део оптичког мотора на једној матрици.

400Г-ДР4 силиконски фотонички модули који се данас испоручују нуде убедљиву економичност за примену хиперскале. Оне нису универзално јефтиније од алтернатива заснованих на ЕМЛ-у-и-још-али путања трошкова фаворизује силицијум како се фабрички приноси побољшавају. Потрошња енергије такође има користи, посебно у одељку модулатора.

Ипак, силицијум чини осредњи ласер. Проблем индиректног појаса није решен. Дакле, чак и силицијумски фотонички модули обично користе екстерни чип за појачање ИнП или ГаАс, хибридни-интегрисан у силицијумску платформу. То је елегантан инжењеринг, али „силицијумска фотоника“ остаје помало аспирантна терминологија.

 

Снага и топлотне реалности

 

Ваздушно хлађење достиже своје практичне границе за ове густине. Течно хлађење{1}}хладних плоча на АСИЦ-овима прекидача, потенцијално урањање за читаве рекове-више није егзотика. То је само скупа инфраструктура коју организације објеката још уче да специфицирају и одржавају.

 

Бреакоут Сценариос

 

Једна могућност којој се не придаје довољно пажње: 400Г модули се често могу конфигурисати за операције раздвајања, представљајући више-интерфејса ниже брзине за систем домаћина.

400Г-СР8 може да постане две 200Г-СР4 везе, или две 100Г-СР4 везе које раде на пола брзине, или чак осам независних 50Г канала („канализована“ или СР8{13}}Ц варијанта). 400Г-ДР4 може да раскине на четири 100Г-ДР везе – корисно када треба да повежете 400Г комутатор на четири одвојена 100Г сервера.

Каблирање постаје занимљиво овде. МПО-12 до 4кЛЦ дуплекс кабл за разбијање узима један ДР4 порт и развејава га на четири независна СМФ пара. Мрежне архитекте воле ову флексибилност, али импликације управљања кабловима су стварне. Ваш план структурираног каблирања треба да узме у обзир сценарије прекида од првог дана, или ћете користити ад-хоц каблове за спајање шест месеци након постављања.

 

Шта 800Г значи за 400Г

 

Индустрија се брзо развија. 800Г примопредајници се сада испоручују-углавном СР8 и ДР8 варијанте за АИ кластер интерконекције. Да ли то чини 400Г застарелим? Ни близу.

Екосистем 400Г је сазрео. Трошкови модула су значајно опали. Интероперабилност међу добављачима је добро-успостављена. За већину потреба за умрежавањем предузећа и облака, 400Г представља слатку тачку перформанси, цене и оперативног познавања. То ће годинама остати главна игра за -кичму и повезивање центара података опште намене-.

800Г и на крају 1.6Т ће доминирати у АИ/МЛ окружењима где ГПУ-ови морају да померају податке о обуци апсурдним брзинама. Различито тржиште, различити захтеви, различити буџетски разговори. Већина мрежа неће морати да јури ту криву.

 

 

Практична разматрања о којима нико не пише

 

Неке ствари су се научиле на тежи начин:

Компатибилност модула ЕЕПРОМ је важнија него што произвођачи признају. „Компатибилни“ примопредајници који добро раде у једном моделу прекидача могу изазвати грешке у другом са истим АСИЦ-ом, али различитим фирмвером. Уградите време за тестирање када квалификујете оптику треће стране-.

ЛЦ конектор на ФР4 и ЛР4 модулима је дуплекс-укупно два влакна-, али МПО конектор на ДР4 и СР8 користи АПЦ (угаони физички контакт) полирање. Мешањем АПЦ и УПЦ конектора добићете повратни губитак од 20дБ+ и повремене грешке. Кодирање бојама постоји с разлогом.

ПАМ4 модули различитих произвођача могу имати суптилно различите ФЕЦ имплементације. Стандарди остављају простор за тумачење. Ако видите необјашњиво висок број исправљених грешака на вези, покушајте да замените један крај за исти-модул добављача пре него што окривите фабрику влакана.

Температура је битна. Ови модули су типично за температуру кућишта до 70 степени, али перформансе се погоршавају пре него што достигнете тај плафон. Држите их хладним ако желите доследно понашање.

 

Тхе Роад Форвард

 

400Г оптички модули су прешли са водеће на главну инфраструктуру. Технолошке одлуке-КСФП-ДД наспрам ОСФП, паралелни наспрам ВДМ, силицијум наспрам дискретне оптике-не носе више исти ризик као пре три године. Постоје чврсти ланци снабдевања. Више квалификованих добављача се такмиче по цени и карактеристикама. Стандардна тела су изгладила већину ивица интероперабилности.

За мрежне архитекте који планирају примену данас, оквир избора је једноставан: ускладите фактор форме са стратегијом платформе комутатора, изаберите тип примопредајника (СР/ДР/ФР/ЛР) на основу стварних захтева за досегом и немојте прекорачити-спецификације. 400Г-ЛР4 кошта знатно више од 400Г-ДР4-ако су ваше најдуже трке 300 метара, трошите буџет без оперативне користи.

Наредних неколико година ће донети постепена побољшања: ДСП-ове ниже снаге, боље приносе силицијумских фотоника, можда неку стандардизацију око линеарних утичних архитектура. Али основна технолошка платформа се стабилизовала. 400Г се више не појављује. Сада је то само инфраструктура-каква можете са сигурношћу да планирате.

И искрено? После хаоса у раној ери 100Г, ту предвидљивост вреди ценити.