400G Ethernet для перспективной передачи

Стандарт 400 Gigabit Ethernet

Новый стандарт IEEE, получивший индекс 802.3bs, предназначен для расширения глобальной технологии Ethernet и описывает параметры управления доступом к среде, физические слои и параметры управления для каналов со скоростью передачи данных 200 Гбит/с и 400 Гбит/с. Рабочая группа была сформирована в 2014 году и предполагала направить усилия на разработку только одного нового высокоскоростного протокола передачи данных 400GE. Стандарт IEEE 802.3bs представляет собой мост для перехода к сетям следующего поколения. Для сетей 5G технологически необходимы скорости передачи данных порядка 400Гбит/с, а до текущего момента стандартизированных протоколов, обеспечивающих подобную скорость передачи не было.

Как уже упоминалось ранее, стандарт предлагает 400GE, при этом доступно несколько вариантов доставки указанных скоростей на разные расстояния:

• не менее 100 м через MMF: спецификация 400GBASE-SR8 предусматривает кодирование 400GBASE-R на 8-ти линиях MM волокна;

• не менее 500 м через SMF: спецификация 400GBASE-DR4 предусматривает кодирование 400GBASE-R и 4 уровня модуляции на четырех каналах SM волокна;

• не менее 2 км через SMF: спецификация 400GBASE-FR4, кодирование 400GBASE-R, 4 уровня модуляции на 4 СWDM-линиях SM волокна;

• не менее 10 км через SMF: спецификация 400GBASE-LR4, кодирование 400GBASE-R, 4 уровня модуляции на 4 WDM-линиях SM волокна;

Приложение модулей на 400G Ethernet

В соответствии с приложением модуля, оптические модули можны разделить на две категории: клиентские модули и линейные модули.

Ethernet модуль 400 Gigabit для передачи на клиентское стороне

Модули на стороне клиента используются для соединения между сетями метро и оптической магистралью. Термин "клиентская сторона" относится к относительно коротким расстояниям по сравнению с линейной стороной, обычно от 50 м до 10 км, и только с одним модулем, подключенным к волокну, таким образом, не требуется когерентные модули. Существуют различные интерфейсы модулей, которые были стандартизированы IEEE и MSA. Самое главное, что он имеет согласованный и стандартизированный интерфейс, что используется для сетевого подключения. PAM4 был выбран IEEE 802.3bs для передачи на 400GE линейной стороне.

Когерентные модуль 400 Gigabit для передачи на линейной стороне

В отличие от клиентской стороны, линейная сторона достигает расстояний передачи 80 км или даже больше с использованием DWDM. Когерентная технология, как ожидается, что позволяет реализовать передачу на 400G линейной стороне. OIF работает над стандартизацией 400G когерентного интерфейса DWDM для DCI и других приложений метро/доступа. Обработка сигналов когерентного транспорта гораздо выше, чем PAM4 передача для ЦОД на корорые расстояния, что требует большего количества DSP и мощности, чем при передаче на клиентское стороне.

Сопутствующий товар: QSFPDD-SR8-400G (Cisco QDD-400G-SR8-S Совместимый 400GBASE-SR8 QSFP-DD PAM4 Модуль 850nm 100m DOM) ｜ 82,662.00 ₽ (включая налоги)

Стандарт интерфейса 400G Ethernet

Интерфейсы модуля определяются стандартами интерфейса. В следующей таблице перечислены общие стандарты 400G Ethernet и соответствующие интерфейсы.

Примечание: 400GBASE-SR16 не был выпущен ни одним из поставщиков модулей. Поскольку интерфейс 400GBASE-SR16 требуется большое количество волокон (32 волокна на дуплексный линии связи), ожидается, что этот стандарт не выйдет на рынок 400G модуля.

Форм-фактор для передачи 400GE

Существует несколько основных форм-факторов 400G: 400G QSFP-DD, OSFP, CFP8, COBO и т. д., Некоторые из которых были выпущены на рынок, а некоторые все еще находятся в разработке.

• CFP8 - это модуль 400 Gigabit первого поколения с относительно большим физическим размером, предлагающий самую низкую плотность портов.

• COBO означает Octal Small Form Factor Pluggable, который представляет собой новый тип подключаемого форм-фактора. Есть некоторые компании, которые уже продали 400G модули OSFP на сайте.

• OSFP означает Octal Small Form Factor Pluggable, который представляет собой новый тип подключаемого форм-фактора. Есть некоторые компании, которые уже продали 400G модули OSFP на сайте.

• 400G QSFP-DD в настоящее время является одним из самых популярных оптических модулей на рынке, которые были выпущены и произведены компаниями Finisar, Innolight, FS и т. д.

  

В таблице ниже приведены подробные сравнения размеров, совместимости, мощности и т. д. для трех основных форм-факторов: OSFP, QSFP-DD и CFP8.

Среди этих трех форм-факторов модуль, CFP8 не обладает плотностью, в отличие от двух других модулей 400 Gigabit. 400G OSFP были разработаны с учетом требований 800G. Форм-фактор QSFP-DD обладает основными преимуществами: высокой плотностью, малым размером и обратной совместимостью, что он поддерживает QSFP28, упрощающий миграцию на 400G Ethernet, который удовлетворяет потребности отрасли в высокоскоростных и высокоплотных сетях. Поэтому ожидается, что форм-фактор QSFP-DD станет наиболее подходящим форм-фактором для приложений 400G Ethernet.

Заключение

Помимо перечисленных категорий модулей 400 Gigabit, режим волокна, длина волны и т. д. также являются общими характеристиками, которые используются в классификации оптических модулей, что не поясняются далее. Спрос на высокоскоростную передачу данных стремительно растет. Поскольку рынок модулей быстро меняется, мы можем ожидать развертывания сети 400G Ethernet в дата-центрах следующего поколения и популярности оптических модулей 400 Gigabit в ближайшем будущем. Хотя на этап исследования существуют возможности и задачи в тестирования 400G модулей, модуль 400 Gigabit по-прежнему остается неизбежной тенденцией.