Transceptor 800G: impulsando la DCI de próxima generación hacia una nueva era

En la era digital actual, la demanda de intercambio de datos de alta velocidad y confiable nunca ha sido más crítica. A medida que los volúmenes de datos continúan aumentando, las tecnologías de comunicación tradicionales luchan por mantenerse al día. Sin embargo, ha surgido un avance en forma de transceptor 800G, que promete revolucionar la industria de la comunicación óptica con su velocidad y capacidad excepcionales. Este documento analiza el estado del Ethernet, explorando las especificaciones estándar, ventajas y desafíos del transceptor 800G, junto con su tendencia en el mercado de la interconexión de centros de datos (DCI).

Estado de los transceptores 800G en telecomunicaciones

En 2023, el mercado de comunicaciones de datos experimentó el crecimiento más rápido y se convirtió en el mercado más grande en comparación con el mercado de las telecomunicaciones y el mercado emergente, representando el 67.4%. Los módulos ópticos Ethernet dominan el mercado de comunicaciones de datos con una participación mayoritaria del 59.6%. En la actualidad, el módulo Ethernet de 100G es la elección predominante para la transmisión de datos de alta velocidad en centros de datos y redes empresariales debido a su rentabilidad, y los módulos Ethernet de 400G están ganando impulso, especialmente en centros de datos a gran escala y entornos en la nube. También existe una tendencia creciente hacia el uso de módulos ópticos enchufables con la necesidad de ser fácilmente reemplazados o actualizados, y mejorar la eficiencia energética de los módulos ópticos. Con la expansión de la escala del mercado y el aumento de la demanda de gran capacidad, los productos de módulos ópticos de alta velocidad representados por el transceptor óptico 800G reemplazarán gradualmente los productos de 200G y 400G en los próximos años.

Estándares de transceptor 800G: QSFP-DD800 MSA y OSFP MSA

Con la implementación de los transceptores 400G QSFP-DD en marcha, la industria está actualmente atraída por el desarrollo de módulos ópticos de 800G. Dos organizaciones MSA están trabajando en la estandarización del transceptor óptico de 800G bajo las especificaciones QSFP-DD y OSFP.

QSFP-DD800 MSA

El QSFP-DD800 MSA (Multi-Source Agreement), lanzado por ocho miembros fundadores, se centra en definir las especificaciones para el módulo 800G y los sistemas de conectores. En marzo de 2020, lanzaron la primera edición de la especificación de hardware del transceptor QSFP-DD800, que aborda los principales desafíos de mejorar la integridad de la señal y la disipación de calor en módulos de alta potencia. Los pads del transceptor se han optimizado para mejorar la integridad de la señal para un rendimiento de 100 Gbits/s por carril sin afectar la compatibilidad con versiones anteriores. Además, la nueva especificación define un novedoso conector/carcasa de 2 × 1 (ver la imagen a continuación), con puertos superiores cableados como una opción para abordar los problemas de pérdida de señal asociados con las PCBs tradicionales. Los transceptores QSFP-DD 800G comunes son QSFP-DD FR4, DR8.

OSFP MSA

En 2021, la organización OSFP MSA lanzó la especificación OSFP versión 4.0 para definir los transceptores de 800G. La especificación añade nuevas definiciones de módulos 2x400G y 8X100G seleccionadas utilizando conectores de fibra de canal dual LC, Mini-LC de canal dual, MPO de canal dual y SN/MDC de ocho canales. El factor de forma reducido del módulo OSFP 800G satisface la necesidad de una mayor densidad de puertos y una mayor escalabilidad en los dispositivos de red. Tiene aproximadamente el mismo tamaño que los módulos QSFP pero ofrece el doble de capacidad de transmisión de datos. Además, los módulos OSFP soportan funcionalidad de conexión en caliente y características avanzadas de gestión térmica para garantizar un rendimiento fiable y evitar el sobrecalentamiento.

Ventajas del módulo óptico 800G

Red de alta velocidad: El transceptor 800G proporciona velocidades de transferencia de datos de 800 Gbps, lo que lo convierte en uno de los módulos ópticos más rápidos del mercado. Este avance permite descargas más rápidas, transmisión continua sin interrupciones y un rendimiento de red superior.

Maximización de la densidad de señal: Los módulos 800G pueden lograr una mayor densidad de transmisión de señal debido a la integración de múltiples canales y modos de modulación más altos.

Minimización del consumo de energía: El módulo óptico 800G adopta tecnología y diseño más avanzados para reducir el consumo de energía y mejorar la eficiencia energética.

Fiabilidad excepcional: El transceptor 800G cuenta con dispositivos ópticos de alta calidad y diseño de circuitos para garantizar el funcionamiento estable a largo plazo del producto.

Compatibilidad perfecta: Los módulos ópticos 800G suelen ser compatibles con varios tipos de fibras ópticas y protocolos de transmisión, como fibras ópticas monomodo, fibras ópticas multimodo, Ethernet, conmutación óptica, etc.

Desafíos para el transceptor óptico 800G

Velocidad y capacidad de datos: Aumentar la tasa de baudios puede mejorar efectivamente la velocidad de datos por canal de 800G, permitiendo una transmisión más rápida de símbolos a través del canal y potencialmente aumentando la calidad de la señal. Sin embargo, un margen de error más bajo y umbrales más ajustados son problemas críticos al aumentar el esquema de modulación por amplitud de pulsos (PAM) para enviar más bits por símbolo.

Errores de bits: El algoritmo FEC generalmente es bueno para recuperar marcos de datos cuando ocurren errores aleatorios, pero es menos efectivo para errores de ráfaga cuando se pierde todo el marco. En un sistema de 224 Gb/s, se necesitan algoritmos FEC más sofisticados para minimizar los errores de ráfaga.

Eficiencia energética: Las ópticas co-empaquetadas (CPO) tienen el potencial de tener el menor consumo de energía, moviendo el módulo óptico a un ASIC, eliminando los retimers ópticos y realizando la conversión fotoeléctrica dentro del paquete. Sin embargo, se requieren nuevas soluciones de enfriamiento con el consumo de energía concentrado dentro del paquete ASIC.

Tendencias del mercado de DCI de transceptores 800G

El futuro del mercado de transceptores de centros de datos es prometedor, y las aplicaciones de conexión interna y interconexión de centros de datos de 800G están llenas de oportunidades. De 2023 a 2028, se espera que el mercado global de módulos ópticos para centros de datos crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 17.5%, y se espera que el tamaño del mercado global de módulos ópticos para centros de datos alcance los 5 mil millones de dólares para 2028. Además, se espera que Asia Pacífico sea testigo del mayor crecimiento durante el período de pronóstico debido a la creciente demanda de módulos ópticos por parte de centros de datos, tecnologías 5G, tecnologías en la nube y el desarrollo continuo de la infraestructura digital en la región. Los principales factores que impulsan el crecimiento del mercado de DCI son el creciente número de usuarios de Internet, la adopción de tecnología de fibra óptica y la demanda de transmisión de datos de alta capacidad de la industria de redes. Sin embargo, los centros de datos en la nube tradicionales seguirán estando dominados por 400GB en 2024, y se espera que 800G aumente en 2025 en la escala de clientes de centros de datos.

Conclusión

El transceptor 800G representa una nueva era en el desarrollo de las comunicaciones, abordando las crecientes demandas de velocidades más altas y capacidades más grandes. Sus ventajas, como velocidad excepcional y capacidad mejorada, ofrecen tremendas oportunidades para diversas industrias. Sin embargo, varios desafíos como la eficiencia energética deben superarse para desbloquear todo el potencial de esta tecnología innovadora. A medida que el mercado de DCI continúa expandiéndose, la adopción de transceptores 800G impulsará la evolución de los centros de datos y permitirá una comunicación sin problemas a través de vastas distancias. Con la investigación continua y los avances tecnológicos, estamos a punto de presenciar aún mayores avances en tecnologías de comunicación, transformando la forma en que nos conectamos, compartimos y accedemos a la información en la era digital.