Fibra multimodale 400G: 400G SR4.2 e 400G SR8

Il cloud e le applicazioni AI stanno stimolando la domanda di velocità dati oltre i 100 Gb/s verso interconnessioni ad alta velocità e basso consumo a 400 Gb/s. L'industria della fibra ottica sta rispondendo con lo sviluppo di due standard Ethernet 400G IEEE, ossia 400GBASE-SR4.2 e 400GBASE-SR8, per il supporto dello spazio d'applicazione a breve raggio all'interno del data center. Questo articolo illustra le caratteristiche dei due standard e li mette a confronto.

400GBASE-SR4.2

400GBASE-SR4.2, anche chiamato 400GBASE-BD4.2, è una soluzione multimodale quadripolare a doppia lunghezza d'onda che supporta le distanze di 70m (OM3), 100m (OM4) e 150m (OM5). Non solo è il primo caso di una soluzione IEEE 802.3 che utilizza sia fibre multipolari sia diverse lunghezze d'onda, ma anche il primo standard Ethernet che usa lunghezze d'onda brevi per raddoppiare la capacità della fibra multimodale da 50 Gb/s a 100 Gb/s per fibra.

400GBASE-SR4.2 opera sullo stesso tipo di cablaggio utilizzato per supportare 40GBASE-SR4, 100GBASE-SR4 e 200GBASE-SR4. Utilizza trasmissione bidirezionale su ogni fibra, con ciascuna lunghezza d'onda viaggiante in direzioni opposte. In tal modo ogni posizione attiva del transceiver funge sia da trasmettitore che da ricevitore, il che significa che 400GBASE-SR4.2 ha otto trasmettitori ottici e otto ricevitori ottici in una configurazione ottica bidirezionale.

L'organizzazione del tracciato ottico può essere illustrata in questo modo. Le quattro posizioni a sinistra chiamate TR trasmettono lunghezza d'onda λ1 (850nm) e ricevono lunghezza d'onda λ2 (910nm). Al contrario, le posizioni a destra chiamate RT ricevono lunghezza d'onda λ1 e trasmettono lunghezza d'onda λ2.

400GBASE-SR8

400GBASE-SR8 è una soluzione multimodale eptapolare a una lunghezza d'onda che supporta distanze di 70m (OM3) e 100m (OM4 e OM5). Si tratta della prima interfaccia in fibra IEE che utilizza otto poli di fibra. Diversamente da 400GBASE-SR4.2, opera su una singola lunghezza d'onda (850nm) con ogni polo supportante trasmissioni di 50 Gb/s. Ha inoltre due varianti di struttura del tracciato ottico. Una variante utilizza un cavo 24-fibre MPO, configurato come due file di 12 fibre, mentre l'altra variante d'interfaccia usa una singola fila MPO-16.

400GBASE-SR8 offre flessibilità di shuffle della fibra con configurazioni 50G/100G/200G. Supporta inoltre il breakout a differenti velocità per varie applicazioni come computing, archiviazione, flash, GPU e TPU. I transceiver 400G-SR8 QSFP DD/OSFP possono essere utilizzati come 400GBASE-SR8, 2x200GBASE-SR4, 4x100GBASE-SR2, 8x50GBASE-SR.

400G SR4.2 vs. 400G SR8

In quanto soluzioni multimodali per l'Ethernet 400G, 400GBASE-SR4.2 e 400GBASE-SR8 condividono alcune caratteristiche, ma allo stesso tempo differiscono in diversi aspetti come discusso sopra.

La seguente tabella offre una visione d'insieme delle rispettive differenze.

400GBASE-SR8 è tecnicamente semplice, ma richiede un cavo patch a nastro con 16 fibre. È solitamente costruito con 8 laser VCSEL e non include nessun riduttore, perciò il costo complessivo dei moduli e della fibra rimane basso. Al contrario, 400GBASE-SR4.2 è tecnicamente più complesso, comportando un costo complessivo di fibre e moduli più alto, ma può supportare maggiori distanze.

400GBASE-SR8 offre inoltre sia maggiore flessibilità sia densità più alta. Supporta lo shuffle della fibra con configurazioni 50G/100G/200G e cavi fanout a diverse velocità I/O per varie applicazioni. Un transceiver 400G-SR8 QSFP-DD può essere usato come 400GBASE-SR8, 2x200GBASE-SR4, 4x100GBASE-SR2 o 8x50GBASE-SR.

400G SR4.2 e 400G SR8: Potenziare l'Ethernet ad alta velocità

Mentre la fibra multimodale continua ad evolversi per far fronte alle crescenti richieste di velocità e capacità, 400GBASE-SR4.2 e 400GBASE-SR8 possono aiutare a promuovere l'Ethernet 400g e ad aumentare i collegamenti di fibra multimodale al fine di assicurare l'applicabilità di soluzioni ottiche per varie applicazioni con grandi necessità.

I due standard IEEE 802.3cm forniscono un sentiero d'evoluzione diretto per l'Ethernet, potenziando servizi e applicazioni cloud. Gli sviluppi futuri sembrano presagire la possibilità di supportare velocità di dati ancora più alte con gli aggiornamenti di nuovo livello. Il settore dei data center trarrà vantaggio dalle ultime tecnologie della fibra multimodale, come la fibra OM5, utilizzando diverse lunghezze d'onda per trasmettere alle velocità di 100 Gb/s e 400 Gb/s su distanze brevi più lunghe di 150 metri.

Nei prossimi anni, una volta che l'Ethernet 800 Gb/s diverrà standard, l'utilizzo di tecnologie più avanzate con operatività a doppia lunghezza d'onda potrebbe creare collegamenti quadripolari a 800 Gb/s. Allo stesso tempo una singola lunghezza d'onda potrebbe supportare collegamenti eptapolari a 800 Gb/s. Da questa prospettiva, 400GBASE-SR4.2 e 400GBASE-SR8 stanno dettando il passo per un futuro promettente.