دانش

تراشه‌های فوتونیک سیلیکونی از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی به جریان اصلی- فرستنده‌های نوری پرسرعت منتقل شده‌اند. از آنجایی که ماژول‌های 400G در مراکز داده در مقیاس فوق‌العاده استاندارد می‌شوند و استقرار 800G و 1.6T برای خوشه‌های هوش مصنوعی شتاب می‌گیرد، فناوری تراشه‌های زیربنایی دیگر فقط یک نگرانی بالادستی نیست - بلکه مستقیماً چگونگی طراحی کابل‌های فیبر نوری، مجموعه‌های MPO/MTP و بودجه پیوند را شکل می‌دهد.

پیشرفت اخیر تامین کنندگان تراشه چینی داخلی در دستگاه های فوتونیک سیلیکونی 200G، 400G و 800G عامل دیگری را برای خریداران کابل و معماران شبکه اضافه کرده است. به عنوان یک تولید کننده کابل فیبر نوری که با اپراتورها، هایپراسکیلرها و ادغام کننده ها کار می کند، به این روند نه به عنوان یک داستان تراشه، بلکه به عنوان یک سوال نگاه می کنیم.معنی آن برای کابل کشی که در زیر هر پیوند پر سرعت- قرار دارد چیست.
 

تراشه فوتونیک سیلیکونی 400G چیست؟

یک تراشه فوتونیک سیلیکونی اجزای نوری - مدولاتورها، موجبرها، آشکارسازها و (در طرح‌های ناهمگن) منابع لیزری - را با استفاده از فرآیندهای سازگار با CMOS{2}} روی یک بستر سیلیکونی ادغام می‌کند. در مقایسه با اپتیک‌های گسسته سنتی که در اطراف فسفید ایندیم (InP) یا آرسنید گالیم (GaAs) ساخته شده‌اند، فوتونیک سیلیکون به دنبال یکپارچگی محکم‌تر، توان کمتر در هر بیت و مقیاس‌بندی بهتر در خطوط نیمه‌رسانای موجود است.

یک تراشه فوتونیک سیلیکونی 400G معمولاً از 4×100G یا 1×400G در هر طول موج پشتیبانی می‌کند، که با مدولاسیون PAM4 و DSP جفت می‌شود، و موتور نوری درون QSFP-DD، OSFP و عوامل شکل‌گیری 800G/1.6T است.

چرا فوتونیک سیلیکون برای شبکه‌های نوری{0}سرعت بالا اهمیت دارد؟

تغییر به سمت فوتونیک سیلیکونی توسط سه فشار انجام می شود که هر اپراتور مرکز داده تشخیص می دهد: قدرت، چگالی و هزینه هر بیت.

• بهره وری برق.خوشه‌های آموزشی هوش مصنوعی پهنای باند بسیار زیادی را در یک ردیف رک متمرکز می‌کنند و هر واتی که برای اپتیک صرف می‌شود یک وات است که برای محاسبه در دسترس نیست. فوتونیک سیلیکون به یک رویکرد پیشرو برای حفظ توان در هر گیگابیت در یک مسیر نزولی در 400G و بالاتر تبدیل شده است.
• چگالی ادغامقرار دادن خطوط بیشتر در یک ماژول همان چیزی است که فرستنده‌های 800G و 1.6T را قادر می‌سازد تا به پنل جلویی برسند.
• مقیاس تولید.ساختن دستگاه‌های فوتونیک روی خطوط استاندارد ویفر چیزی است که اجازه می‌دهد حجم در کنار تقاضای AI و تولیدات ابری{0}} افزایش یابد.

برای نگاهی عمیق تر به نحوه ترسیم سرعت فرستنده گیرنده بر روی طراحی شبکه، یادداشت ما در این مورد استماژول های نوری 800Gاز میان گزینه های رابط معمولی و جایی که هر کدام در یک استقرار واقعی فرود می آیند، قدم می زند.

فشار برای تراشه های فوتونیک سیلیکونی خانگی 400G

در بیشتر دهه گذشته، تراشه‌های فوتونیک سیلیکونی با کیفیت بالا برای 400G و بالاتر تحت سلطه تامین‌کنندگان آمریکایی و ژاپنی بودند. آن تصویر در حال تغییر است. تامین کنندگان چینی - از جمله Accelink Technologies و HG Genuine (Huagong Zhengyuan) - علناً اعلام کرده‌اند که دستگاه‌های فوتونیک سیلیکونی 200G، 400G و 800G آنها به مراحل تولید رسیده‌اند و در موتورها و ماژول‌های نوری خود طراحی می‌شوند.

ادعاهای خاص در مورد بازده، قیمت‌گذاری، سفارش‌های مشتری، و ساعات آزمایش در هر ماه باید با احتیاط برخورد شود تا زمانی که توسط پرونده‌های شرکت، گزارش‌های حسابرسی شده یا پوشش‌های صنعت اصلی پشتیبانی نشود. آنچه برای عموم قابل مشاهده است و برای لایه کابل کشی اهمیت دارد، جهت گسترده تر است: عرضه فوتونیک سیلیکونی متنوع تر، موتورهای نوری 400G و 800G بیشتر به بازار می آیند، و رمپ سریعتر به سمت استقرارهای مبتنی بر هوش مصنوعی و ابری{4}.

این جهت پیامدهایی فراتر از خود تراشه دارد.

آیا 400G Silicon Photonics الزامات کابل فیبر نوری را تغییر می دهد؟

خود رشته فیبر - شیشه تک حالته یا چند حالته - نیازی به اختراع مجدد برای 400G ندارد. خانواده IEEE 802.3 ازاستانداردهای اترنت400GBASE-DR4، FR4، LR4، SR4.2، SR8 و رابط‌های مرتبط را روی همان نوع فیبر که قبلاً در اکثر مراکز داده و شبکه‌های مترو مستقر شده‌اند، تعریف می‌کند.

چیزی که تغییر می کند این است که پیوند چقدر نابخشودنی می شود. نرخ نمادهای بالاتر و مدولاسیون PAM4 بودجه تلفات را سخت تر می کند، حساسیت به نویز پارتیشن حالت و پراکندگی رنگی را افزایش می دهد و وزن بیشتری را نسبت به 10G یا 25G تا به حال بر کیفیت کانکتور وارد می کند. در عمل، این به معنای سه چیز برای لایه کابل کشی است:

1. از دست دادن درج اهمیت بیشتری دارد.یک دسی بل کوچک اضافی در هر پچ پنل، اتصال و رابط MPO که در 10G قابل تحمل بود، می تواند پیوند 400G را خراب کند.
2. دسترسی کوتاه‌تر از آن چیزی است که برگه مشخصات نشان می‌دهد.پیوندهای واقعی 400G/800G به ندرت در حداکثر دسترسی مطلق اجرا می‌شوند، زیرا بودجه صرف تعداد{2}}تعداد کانکتورهای جهانی و تلفات خم می‌شود.
3. اپتیک موازی در مرکز داده غالب است.رابط‌های DR4/SR4/SR8 به جای جفت‌های LC دوبلکس، به ترانک‌های 8 فیبر یا 16 فیبر MPO متکی هستند.

   

تأثیر بر کابل کشی مرکز داده، MPO/MTP، و فیبر کم{0}}

حالت تک-در مقابل چند حالته در 400G

برای مرکز داده تا فاصله کمتر از 100 متر، فیبر چند حالته OM4 و OM5 همراه با فرستنده‌های کلاس{3}}SR بر اساس هزینه جذاب باقی می‌مانند. برای دامنه‌های 500 متری و بالاتر، و تقریباً برای همه بافت‌های خوشه‌ای هوش مصنوعی و پیوندهای DCI، حالت تک- غالب است. اکنون بسیاری از اپراتورها در حال استانداردسازی G.652.D با تلفات کم- برای اجراهای ساختمانی و در نظر گرفتن G.654.E برای بخش‌های دسترسی طولانی‌تر هستند.

دو مرجع محصول که اغلب در بحث‌های طراحی 400G/800G مطرح می‌شوند، ما هستندفیبر تک حالت-تلفات G.652.D کم-و ماG.654.E فیبر فوق العاده-کم-برای کاربردهای طولانی-و DCI. برای پیوندهای کوتاه دسترسی چند حالته،فیبر OM4با OM5 جذاب که در آن SWDM در حیطه فعالیت است، اسب کار باقی می ماند.

MPO/MTP و اپتیک موازی

از آنجایی که اکثر رابط‌های دسترسی کوتاه 400G و 800G موازی هستند، ترانک‌های MPO-12 و MPO-به‌عنوان زیرساخت پیش‌فرض برای پارچه‌های مرکز داده تبدیل شده‌اند. مدیریت قطبیت (نوع A، B، یا C)، انتهای پین‌شده در مقابل بدون پین، اتصال‌های APC کم-برای حالت تک‌حالت، و تمیزی سطح انتهایی اکنون باعث می‌شوند که آیا پیوند 400G به‌طور تمیز ظاهر می‌شود یا خطاهای FEC درهم می‌آید.

نمای کلی ما ازمحصولات MPO/MTPتنه ها، مهارها و ماژول های تبدیلی که معمولاً در این لایه استفاده می شوند را پوشش می دهد و یادداشت ما در موردتفاوت MPO در مقابل MTPیک آغازگر مفید برای خریدارانی است که برگه های اطلاعات تامین کننده را مقایسه می کنند.

محاسبه بودجه ضرر

برای 400G-DR4 و رابط‌های مشابه، بودجه پیوند عملیاتی پس از FEC به اندازه‌ای کم است که دو جفت اتصال دهنده MPO اضافی با کیفیت متوسط ​​می‌توانند کل حاشیه را مصرف کنند. مشخص کردن اتصالات کم{4} اتلاف در هر نقطه شکست - و تأیید با از دست دادن درج و آزمایش OTDR - دیگر اختیاری نیست. راهنمای عملی ما بهتست کابل فیبر نوریمواردی را که باید قبل از ایجاد یک پیوند سریع-تأیید شود، بررسی می کند.
 

آنچه خریداران کابل باید برای شبکه های 400G و 800G در نظر بگیرند

از دیدگاه سازنده، اپراتورها و ادغام‌کنندگانی که تمیزترین نوبت‌های 400G/800G را دریافت می‌کنند، تمایل دارند یک چک لیست مشترک را به اشتراک بگذارند:

• بودجه ضرر را زودتر قفل کنید.تصمیم بگیرید که کدام رابط (DR4، FR4، LR4، SR4.2، SR8) در محدوده هر پیوند است، سپس دوباره محاسبه کنید که کابل چند جفت اتصال و طول فیبر را می‌تواند جذب کند.
• روی یک یا دو گرید فیبر استاندارد کنید.اختلاط G.652.D، G.652.D کم-از دست دادن، و G.654.E بدون قاعده مشخص، ناهماهنگی-نقاط و سردرگمی در میدان ایجاد می‌کند.
• قطبیت MPO را به عنوان یک تصمیم طراحی تلقی کنید، نه یک اصلاح میدانی.نوع A، B یا C را از جلو انتخاب کنید و آن را روی هر نقاشی مستند کنید.
• کیفیت ظاهری انتهای اتصال{0}}تقاضا.APC برای حالت تک- اکنون پیش فرض است. UPC فقط در جایی قابل قبول است که بودجه بازتاب آن را مجاز می‌کند.
• برای مرحله بعدی برنامه ریزی کنید.کابل کشی طی 10+ سال مستهلک می شود. فرستنده و گیرنده خیلی سریعتر می چرخند. کارخانه ای که فقط برای 400G طراحی شده است، 800G یا 1.6T را به خوبی نمی پذیرد.

برای اپراتورهایی که در حال برنامه ریزی یک ساخت هماهنگ- هستند، ماراه حل های اتصال مرکز دادهنمای کلی توضیح می‌دهد که چگونه لایه‌های Trunk، Patch و ماژول معمولاً با هم مشخص می‌شوند و ماکابل کشی مرکز داده فیبر نوریاین صفحه شامل خانواده‌های محصول خاصی است که در مقیاس‌های بزرگ و استقرار خوشه‌های هوش مصنوعی استفاده می‌شوند.

این چه معنایی برای صنعت دارد

اگر عرضه فوتونیک سیلیکون داخلی به مقیاس 400G ادامه دهد و به سمت 800G پیش برود، سه اثر پایین دستی قابل انتظار است:

• فشار قیمت‌گذاری ماژول نوری در سمت تراشه کاهش می‌یابد، و بودجه را برای کابل‌کشی‌ها و اتصالات با کیفیت‌تر - آزاد می‌کند، که دقیقاً همان جایی است که پیوندهای سریع- اغلب در میدان خراب می‌شوند.
• فشرده‌سازی‌های انتقال 800G و 1.6T، زیرا بیشتر زنجیره تأمین به‌جای سریال، به‌صورت موازی-تولید می‌شود.
• اپراتورهای خوشه هوش مصنوعی، که تهاجمی ترین مصرف کنندگان اپتیک های جدید هستند، منبع دومی برای اجزای حیاتی به دست می آورند که افق برنامه ریزی آنها را برای ساخت{0}روی پارچه بهبود می بخشد.

هیچ یک از این نتایج فیزیک خود فیبر را تغییر نمی دهد. چیزی که آنها تغییر می دهند سرعتی است که خریداران باید با کابل کشی مطابق با اپتیک آماده باشند.

خلاصه

فوتونیک سیلیکون 400G یک عنوان گذرا نیست - بلکه موتور اصلی است که 800G و 1.6T را به مرکز داده اصلی و استقرار خوشه هوش مصنوعی فشار می دهد. زنجیره تامین فوتونیک سیلیکونی متنوع‌تر، از جمله پیشرفت مداوم از سوی تامین‌کنندگان چینی، به جای تغییر مسیر اساسی، این انتقال را تسریع می‌کند.

برای خریداران کابل فیبر نوری، راه حل عملی ساده است: رشته فیبر تغییر نکرده است، اما تحمل کابل های شلخته تغییر کرده است. بودجه‌های تلفات محدودتر، اپتیک‌های موازی‌تر، و آهنگ سریع‌تر ارتقاء سرعت، همگی مشخصات کابل‌کشی را به سمت اجزای{1} کم تلفات، برنامه‌ریزی دقیق قطبیت MPO و آزمایش منظم پیوند سوق می‌دهند. اپراتورهایی که اکنون این رشته را در کارخانه خود ایجاد می کنند، دو نسل بعدی اپتیک را با کار مجدد بسیار کمتری نسبت به آنهایی که تنها برای فرستنده گیرنده امروزی بهینه می کنند، جذب خواهند کرد.