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Fibre multimode 400G : 400G SR4.2 vs 400G SR8

13 avril 2022

Les applications de cloud et IA entraînent une demande de débits de données supérieurs à 100 Gb/s, pour passer à des interconnexions à haut débit et à faible consommation de 400 Gb/s. L'industrie de la fibre optique a réagi en développant deux normes IEEE 400G Ethernet, à savoir 400GBASE-SR4.2 et 400GBASE-SR8, pour prendre en charge les applications à courte portée dans les centres de données. Cet article présente en détail les deux normes et leur comparaison.

400GBASE-SR4.2

Le 400GBASE-SR4.2, également appelé 400GBASE-BD4.2, est une solution multimode à 4 paires et 2 longueurs d'onde qui prend en charge des portées de 70 m (OM3), 100 m (OM4) et 150 m (OM5). Il s'agit non seulement du premier exemple d'une solution IEEE 802.3 qui utilise à la fois plusieurs paires de fibres et plusieurs longueurs d'onde, mais aussi de la première norme Ethernet à utiliser deux longueurs d'onde courtes pour doubler la capacité des fibres multimodes de 50 Gb/s à 100 Gb/s par fibre.

400GBASE-SR4.2 fonctionne sur le même type de câblage que celui utilisé pour supporter 40GBASE-SR4, 100GBASE-SR4 et 200GBASE-SR4. Cette technologie utilise une transmission bidirectionnelle sur chaque fibre, chaque longueur d'onde voyageant dans des directions opposées. Ainsi, chaque position active de l'émetteur-récepteur est à la fois un émetteur et un récepteur, ce qui signifie que le 400GBASE-SR4.2 possède huit émetteurs optiques et huit récepteurs optiques dans une configuration optique bidirectionnelle.

La disposition des voies optiques est présentée comme indiqué ci-dessous. Les quatre positions situées le plus à gauche marquées TR transmettent la longueur d'onde λ1 (850nm) et reçoivent la longueur d'onde λ2 (910nm). Inversement, les quatre positions les plus à droite étiquetées RT reçoivent la longueur d'onde λ1 et transmettent la longueur d'onde λ2.

Interface fibre 400GBASE-SR4.2

400GBASE-SR8

400GBASE-SR8 est une solution multimode à 8 paires et 1 longueur d'onde qui supporte des portées de 70m (OM3), 100m (OM4 & OM5). Il s'agit de la première interface fibre IEEE à utiliser huit paires de fibres. Contrairement au 400GBASE-SR4.2, il fonctionne sur une seule longueur d'onde (850nm), chaque paire prenant en charge la transmission de 50 Gb/s. Il dispose également de deux variantes de configuration des voies optiques. Une variante utilise le MPO à 24 fibres, configuré en deux rangées de 12 fibres, et l'autre variante d'interface utilise un MPO-16 à une seule rangée.

Interface fibre 400GBASE-SR8 variante 1

Interface fibre 400GBASE-SR8 variante 2

400GBASE-SR8 offre une flexibilité de brassage des fibres avec des configurations 50G/100G/200G. Il prend également en charge le breakout à différentes vitesses pour diverses applications telles que le calcul, stockage, flash, GPU et TPU. Les émetteurs-récepteurs QSFP DD/OSFP 400G-SR8 peuvent être utilisés comme 400GBASE-SR8, 2x200GBASE-SR4, 4x100GBASE-SR2, 8x50GBASE-SR.

400G SR4.2 et 400G SR8

En tant que solutions multimodes pour l'Ethernet 400G, le 400GBASE-SR4.2 et le 400GBASE-SR8 partagent certaines caractéristiques, mais ils diffèrent également sur un certain nombre de points, comme indiqué dans la section précédente.

Le tableau suivant indique clairement la comparaison entre les deux.


400GBASE-SR4.2 400GBASE-SR8
Norme IEEE 802.3cm IEEE 802.3cm (breakout : 802.3cd)
Portée max. 150m sur OM5 100m sur OM4/OM5
Fibres 8 Fibres 16 Fibres (Câbles de patch en ruban)
Longueur d'onde 2 longueurs d’onde (850nm et 910nm) 1 longueur d’onde (850nm)
Technologie BiDi Supportée /
Format de modulation du signal Signalisation PAM4 Signalisation PAM4
Laser VCSEL VCSEL
Facteur de forme QSFP-DD, OSFP QSFP-DD, OSFP

Le 400GBASE-SR8 est techniquement simple mais nécessite un câbles de patch en ruban de 16 fibres. Il est généralement construit avec 8 lasers VCSEL et n'inclut pas de boîte de vitesse, de sorte que le coût global des modules et des fibres reste modeste. En revanche, le 400GBASE-SR4.2 est techniquement plus complexe et le coût global des fibres ou des modules associés est donc plus élevé, mais il peut prendre en charge une plus grande portée.

La technologie 400GBASE-SR8 offre également une flexibilité et une densité plus élevée. Il prend en charge le brassage des fibres avec des configurations 50G/100G/200G et le fanout à différentes vitesses d'E/S pour diverses applications. Un émetteur-récepteur QSFP-DD 400G-SR8 peut être utilisé comme 400GBASE-SR8, 2x200GBASE-SR4, 4x100GBASE-SR2, ou 8x50GBASE-SR.

400G SR4.2 et 400G SR8 : l'essor de l'Ethernet haut débit

Alors que la fibre multimode continue d'évoluer pour répondre aux demandes croissantes en termes de vitesse et de capacité, le 400GBASE-SR4.2 et le 400GBASE-SR8 permettent de dynamiser l'Ethernet 400G et de faire évoluer les liens en fibre multimode afin de garantir la viabilité des solutions optiques pour de nombreuses applications exigeantes.

Les deux normes IEEE 802.3cm offrent un chemin d'évolution sans problème pour Ethernet, stimulant les services et les applications basés sur le cloud. Les progrès futurs laissent entrevoir la possibilité de prendre en charge des débits de données encore plus élevés au fur et à mesure de leur mise à niveau. Le secteur des centres de données tirera parti de la dernière technologie de fibre multimode, telle que la fibre OM5, et utilisera plusieurs longueurs d'onde pour transmettre 100 Gb/s et 400 Gb/s sur des fibres d'une portée de plus de 150 mètres.

Au-delà de 2021-2022, une fois que la norme Ethernet à 800 Gb/s sera normalisée, l'utilisation d'une technologie plus avancée avec un fonctionnement à deux longueurs d'onde pourrait permettre de créer une liaison à quatre paires à 800 Gb/s. En même temps, une seule longueur d'onde pourrait supporter une liaison à huit paires de 800 Gb/s. Ainsi, le 400GBASE-SR4.2 et le 400GBASE-SR8 posent les fondations d'un avenir prometteur.

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