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‍‍‍Il Progresso della Tecnologia dei Transceiver Ottici: Da 400G a 800G a 1,6T

Inviato il 01 Apr 2024 by
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Nel panorama in continua evoluzione delle comunicazioni dati, l'esigenza di velocità di rete più elevate ed efficienti è incessante. La tecnologia dei ricetrasmettitori ottici, pietra miliare della moderna trasmissione dati, è cresciuta a passi da gigante per tenere il passo con questa richiesta. I progressi tecnologici in questo campo sono stati rivoluzionari, passando da 400G a 800G e spingendosi ora verso 1,6T. Approfondiamo l'evoluzione di queste tecnologie ed esploriamo come ogni generazione si sia sviluppata sulla precedente.

400G Transceiver Ottici

L'introduzione dei transceiver ottici 400G ha segnato un salto significativo nelle capacità di trasmissione dei dati. Prodotti come il QSFP-DD (Quad Small Form Factor Pluggable-Double Density) e l'OSFP (Octal Small Form Factor Pluggable) sono emersi come fattori di forma standard per il 400G. Questi transceiver sfruttano tecniche di modulazione avanzate, come la PAM4 (Pulse Amplitude Modulation a 4 livelli), per trasmettere dati a una velocità di 400 gigabit al secondo. Utilizzando una modulazione di ordine superiore e sofisticati meccanismi di correzione degli errori, i transceiver 400G massimizzano la capacità delle reti in fibra ottica, consentendo un trasferimento di dati più rapido ed efficiente.

Caratteristiche Principali dei Transceiver Ottici FS 400G

FS 400G transceivers sono caratterizzati da prestazioni a basso consumo, alta densità e alta velocità. Possono essere utilizzati per la connettività di rete Ethernet 400G nella gamma di lunghezze d'onda da 850 nm a 1331 nm. I moduli ottici FS 400G con diverse lunghezze d'onda utilizzano diversi tipi di connettori e cavi in fibra per ottenere distanze di trasmissione diverse. Di seguito ne riportiamo i punti salienti:

  • Varietà di Modelli: FS offre una varietà di tipi di ricetrasmettitori ottici 400G, tra cui, ma non solo, QSFP-DD, OSFP, QSFP112 e così via, fornendo ai clienti opzioni basate sulle interfacce delle loro apparecchiature e sui requisiti di trasmissione.

  • Tecniche di Modulazione AvanzateQuesti moduli 400G utilizzano tecnologie di modulazione efficienti come la PAM4 (Pulse Amplitude Modulation), che consentono velocità di trasmissione dati più elevate sulle infrastrutture in fibra esistenti, migliorando al contempo la qualità del segnale.

  • Basso Consumo di Energia: Con l'obiettivo di ridurre i costi operativi e l'impatto ambientale, i moduli FS 400G sono progettati con un basso consumo energetico, mantenendo l'efficienza energetica e garantendo al contempo una trasmissione ad alta velocità.

  • Compatibilità e Interoperabilità: FS 400G modules are typically designed to be compatible with equipment from a range of vendors, including mainstream switches, routers, and servers, making the modules practical due to multi-vendor interoperability.

  • Capacità a Lunga DistanzaA seconda del modulo ottico specifico, l'FS 400G è in grado di supportare diverse distanze di trasmissione, da 100m a 40km, consentendo ai clienti di scegliere il modulo più adatto alle loro esigenze di distanza.

  • Design Multicanale: Alcuni moduli 400G incorporano un design multicanale, che combina 8 canali a 50 Gbps ciascuno per consentire l'intera velocità di trasferimento dati di 400 Gbps, aumentando di fatto l'efficienza dell'utilizzo della fibra.

800G Transceiver Ottici

Sulla base del successo del 400G, il settore ha abbracciato lo sviluppo di ricetrasmettitori ottici 800G per soddisfare la crescente domanda di una maggiore larghezza di banda. Grazie ai progressi della tecnologia dei circuiti integrati e degli algoritmi di elaborazione del segnale, i ricetrasmettitori 800G hanno raggiunto l'impressionante velocità di trasmissione di 800 gigabit al secondo. Questa innovazione ha raddoppiato la capacità di trasmissione dei dati e ha introdotto una maggiore efficienza spettrale, consentendo l'ottimizzazione delle risorse di rete.

400G to 800G Optics Transition

Tecnologie Chiave del Data Center 800G

Poiché le reti dei data center richiedono una trasmissione dati più veloce, sono emerse due tecnologie chiave: la fibra 800G e l'Ethernet 800G.

La fibra 800G trasmette 800 Gbps utilizzando dispositivi ottici su fibra ottica, con configurazioni come due 400G o otto 100G, ma è più costosa e consuma più energia. Sebbene sia ancora in fase di implementazione iniziale, soprattutto per il collegamento di data center iperscalati, la fibra 800G migliora le prestazioni della rete.

Al contrario, 800G Ethernet, uno standard stabilito nell'aprile 2020 da Ethernet Technology Alliance, invia 800Gbps su Ethernet, supportando vari parametri PHY e MAC per diverse applicazioni e distanze. Nonostante offra maggiore capacità e flessibilità, l'adozione di 800G Ethernet è rallentata dalle complesse esigenze tecnologiche e di standardizzazione.

Caratteristiche Principali dei Transceiver Ottici FS 800G

 FS 800G transceivers sono disponibili in vari fattori di forma, come QSFP-DD e OSFP, per adattarsi a diverse apparecchiature di rete e preferenze. Utilizzano schemi di modulazione avanzati e ottiche coerenti, garantendo prestazioni robuste anche su lunghe distanze. Incorporando tecnologie all'avanguardia, i moduli FS 800G sono progettati per gestire una larghezza di banda ultraelevata su cavi in fibra ottica con una maggiore efficienza energetica e affidabilità. Di seguito sono riportati i punti salienti dei ricetrasmettitori ottici FS 800G.

  • Tecnologia Fotonica Avanzata: I moduli FS 800G probabilmente incorporano tecnologie fotoniche all'avanguardia, tra cui l'ottica coerente e algoritmi DSP (Digital Signal Processing) avanzati per gestire le complessità associate alla trasmissione di dati ad alta velocità.

  • Basso Consumo di Energia: Il modulo ottico 800G adotta la tecnologia di comunicazione CPO (Coherent Pluggable Optics) per utilizzare in modo efficiente la larghezza di banda dei cavi in fibra ottica, riducendo l'energia necessaria per la trasmissione dei dati e quindi il consumo energetico.

  • Bassa Latenza: I transceiver 800G sono dotati di circuiti integrati fotonici (PIC) che riducono la latenza dei collegamenti 800G, rendendoli ideali per le applicazioni in tempo reale e le interazioni ad alta frequenza, come le transazioni finanziarie, il cloud computing e i data center su larga scala.

  • Design Multicanale: Il transceiver 800G adotta un design a 8 canali, con ogni canale che ha una velocità di trasmissione di 100Gbps o 200Gbps. Il design multicanale aumenta la larghezza di banda di trasmissione e fornisce un throughput di dati più elevato. Ad esempio, QDD-DR8-800G è un transceiver 800G che supporta 2x400G o 8x 100G breakout per una maggiore densità di porte.

800G QSFP-DD Transceiver Ottici

  QDD-DR8-800G QDD-SR8-800G QDD800-PLR8-B1
Center Wavelength 1310nm 850nm 1311nm
Connector MTP/MPO-16 MTP/MPO-16 MTP/MPO-16
Cable Distance (Max.) 500m@SMF 30m@OM3/50@OM4 10km
Modulation 8x106.25G PAM4 8x106.25G PAM4 8x106.25G PAM4
Transmitter Type EML VCSEL EML
Chip Broadcom 7nm DSP Broadcom 7nm DSP Broadcom 7nm DSP
Power Consumption ≤16.5W ≤13W ≤18W
Application

Ethernet、Data Center、800G to 2x400G Breakout、800G to 8x100G Breakout

Ethernet、Data Center

Ethernet、Data Center、800G to 2x400G Breakout、800G to 8x100G Breakout

800G OSFP Transceiver Ottici

  OSFP-2FR4-800G OSFP-DR8-800G OSFP800-2LR4-A2 OSFP800-PLR8-B1 OSFP800-PLR8-B2 OSFP-SR8-800G
Lunghezza d' Onda Centrale 1271nm, 1291nm, 1311nm and 1331nm 1310nm 1271nm, 1291nm, 1311nm and 1331nm 1310nm 1310nm 850nm
Connettore Dual LC Duplex Dual MTP/MPO-12 Dual LC Duplex MTP/MPO-16 Dual MTP/MPO-12 Dual MTP/MPO-12
Distanza del Cavo (massima) 2km 500m@SMF 10km 10km 10km 50m
Modulazione 8x106.25G PAM4 8x106.25G PAM4 8x106.25G PAM4 8x106.25G PAM4 8x106.25G PAM4 8x106.25G PAM4
Tipo di Trasmettitore EML EML EML EML EML VCSEL
Chip Broadcom 7nm DSP Broadcom 7nm DSP Broadcom 7nm DSP Broadcom 7nm DSP Broadcom 7nm DSP Broadcom 7nm DSP
Consumo di Energia ≤16.5W ≤13W ≤18W ≤16.5W ≤16.5W ≤14W
Applicazione

Ethernet、Data Center、800G to 2x400G Breakout

Ethernet、Data Center、800G to 2x400G Breakout、800G to 8x100G Breakout

Ethernet、Data Center、800G to 2x400G Breakout

Ethernet、Data Center、800G to 2x400G Breakout、800G to 8x100G Breakout

Ethernet、Data Center、800G to 2x400G、Breakout 800G to 8x100G Breakout

Ethernet、Data Center、800G to 2x400G Breakout

Transceiver Ottici Futuristici da 1,6T

Il modulo OSFP 1.6T, strutturato per fornire otto canali con 200 gigabit al secondo ciascuno, si basa su un'unica interfaccia OSFP per fornire una larghezza di banda aggregata di 1,6T al secondo. Ottimizzato per una varietà di utilizzi, in particolare nell'ambito della fibra ottica, questo modulo incorpora lo schema di modulazione PAM4, raddoppiando di fatto la potenza del segnale elettrico da 50G a 100G in ciascun canale.

Introduzione della Tecnologia OSFP-XD

Mentre l'OSFP1600 supporta il futuro silicio di switch con corsie elettriche da 200G, vi è un ampio interesse per i moduli ottici da 1,6T con l'ecosistema di corsie elettriche da 100G. Il fattore di forma OSFP-XD ("Extra Dense") è stato sviluppato per soddisfare questa esigenza. Raddoppiando il numero di corsie elettriche da 8 a 16, l'OSFP-XD offre una densità di 1,6T con 16 corsie da 100G e una densità di 3,2T con 16 corsie da 200G in futuro.

1.6T OSFP-XD Optics

Vantaggi di QSFP-XD

  • Prestazioni di Sistema Migliorate: È la soluzione ottica pluggable più densa attualmente disponibile sul mercato e supporta 16 canali elettrici, ciascuno dei quali può raggiungere 100G o 200G, per una velocità di trasferimento dati totale di 1,6T o 3,2T. Ha lo stesso fattore di forma dell'OSFP (Octal Small Form Factor Pluggable) ma utilizza un connettore e un gruppo di cavi a maggiore densità. Questo lo rende compatibile con gli OSFP 800G impilati, semplificando notevolmente l'accettazione e l'implementazione sul mercato. Soddisfa i futuri requisiti di crescita della densità dei chip e migliora il throughput e l'efficienza del sistema.

  • Elevata Compatibilità delle Tecnologie: Il QSFP-XD offre una gamma completa di tecnologie ottiche, tra cui 100G Lambda, 200G Lambda e Coherent. Grazie all'adattabilità a varie distanze e scenari di trasmissione, supporta distanze fino a 2 chilometri a temperature comprese tra 0 e 70°C. Grazie al basso consumo energetico, inferiore a 23 W, consente una trasmissione dati ad alta velocità, efficiente e altamente affidabile. Questo lo rende perfetto per i data center, il cloud computing, l'intelligenza artificiale e altri settori esigenti.

  • Versatile e Incentrato sul Cliente: Mantiene tutti i vantaggi di un modulo ottico collegabile, tra cui la riconfigurabilità, la manutenibilità, la flessibilità tecnica e altro ancora. Inoltre, mantiene il noto modello di business della catena di fornitura, consentendo ai clienti di scegliere i prodotti e i servizi più appropriati tra più fornitori.

Sintesi

I transceiver da 1,6T rappresentano il futuro, in cui la domanda di trasferimento di dati su scala iper-elevata e di trasmissione efficiente dal punto di vista energetico sarà soddisfatta con ulteriori progressi tecnologici. Questi transceiver si baseranno sui progressi fondamentali del PAM4, del DSP e della fotonica del silicio, spingendosi oltre con tecnologie di modulazione potenzialmente nuove come l'ottica coerente o schemi PAM di ordine superiore. Tuttavia, la maratona della tecnologia dei transceiver ottici non si ferma a 1,6T. Oltre a questo, il settore prevede 3,2T e oltre. È un viaggio di innovazione continua, in cui ogni salto tecnologico consente al nostro mondo guidato dai dati di prosperare ed espandersi.

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