Znalost

Křemíkové fotonické čipy se přesunuly z výzkumných laboratoří do hlavního proudu-rychlostních optických transceiverů. Vzhledem k tomu, že se moduly 400G stávají standardem v hyperškálových datových centrech a nasazení 800G a 1.6T se u klastrů AI zrychluje, základní čipová technologie již není pouze záležitostí upstreamu -, ale přímo určuje, jak je třeba navrhovat optické kabely, sestavy MPO/MTP a rozpočty na propojení.

Nedávný pokrok domácích čínských dodavatelů čipů v křemíkových fotonických zařízeních 200G, 400G a 800G přidal další faktor, který musí kupující kabelů a architekti sítí sledovat. Jako výrobce optických kabelů spolupracující s operátory, hyperscalery a integrátory se na tento trend díváme nikoli jako na příběh čipů, ale jako na otázkuco to znamená pro kabeláž, která je umístěna pod každým-rychlostním propojením.
 

Co je 400G silikonový fotonický čip?

Křemíkový fotonický čip integruje optické komponenty - modulátory, vlnovody, detektory a (v heterogenních provedeních) laserové zdroje - na křemíkovém substrátu pomocí procesů kompatibilních s CMOS-. Ve srovnání s tradiční diskrétní optikou postavenou na fosfidu india (InP) nebo arsenidu galia (GaAs) se křemíková fotonika zaměřuje na těsnější integraci, nižší výkon na bit a lepší škálování na stávajících polovodičových linkách.

Křemíkový fotonický čip 400G obvykle podporuje buď 4×100G nebo 1×400G na vlnovou délku, spárovaný s modulací PAM4 a DSP a je optickým motorem uvnitř QSFP-DD, OSFP a nově vznikajících 800G/1,6T tvarových faktorů.

Proč je křemíková fotonika důležitá pro-rychlostní optické sítě

Posun směrem k křemíkové fotonice je řízen třemi tlaky, které každý operátor datového centra rozpozná: výkon, hustota a cena za bit.

• Energetická účinnost.Tréninkové clustery AI soustřeďují obrovskou šířku pásma do jedné řady racku a každý watt vynaložený na optiku je watt nedostupný pro výpočet. Křemíková fotonika se stala předním přístupem pro udržení výkonu na gigabit na sestupné trajektorii na 400G a více.
• Hustota integrace.Umístění více drah do stejné plochy modulu je to, co umožňuje transceiverám 800G a 1,6T dosáhnout na přední panel.
• Výrobní měřítko.Budování fotonických zařízení na standardních waferových linkách je to, co umožňuje růst objemu spolu s poptávkou ze strany umělé inteligence a sestavování cloudu-.

Pro hlubší pohled na to, jak se rychlosti transceiveru mapují do návrhu sítě, najdete v naší poznámce800G optické modulyprojde typickými možnostmi rozhraní a kde se každý dostane do reálného nasazení.

Push pro domácí 400G silikonové fotonické čipy

Po většinu posledního desetiletí dominovali špičkoví-silikonové fotonické čipy pro 400G a vyšší dodavatelé z USA a Japonska. Ten obrázek se změnil. Čínští dodavatelé - včetně Accelink Technologies a HG Genuine (Huagong Zhengyuan) - veřejně uvedli, že jejich křemíková fotonická zařízení 200G, 400G a 800G dosáhla výrobní fáze a jsou navrhována do vlastních optických motorů a modulů.

S konkrétními tvrzeními o výnosech, cenách, zákaznických objednávkách a testovacích hodinách v kterémkoli daném měsíci by se mělo zacházet opatrně, dokud nebudou podloženy firemními záznamy, auditovanými zprávami nebo hlavním průmyslovým pokrytím. To, co je veřejně viditelné a na čem záleží pro vrstvu kabeláže, je širší směr: diverzifikovanější nabídka křemíkových fotoniků, více 400G a 800G optických motorů přicházejících na trh a rychlejší náběh na nasazení řízená umělou inteligencí a cloudem- -.

Tento směr má důsledky daleko za samotný čip.

Změní 400G silikonová fotonika požadavky na kabely z optických vláken?

Samotné vlákno vlákna - jednorežimové{1}}nebo vícevidové sklo - není pro 400G nutné znovu vynalézat. Rodina IEEE 802.3Ethernetové standardydefinuje 400GBASE-DR4, FR4, LR4, SR4.2, SR8 a související rozhraní přes stejné typy vláken, které jsou již nasazeny ve většině datových center a sítí metra.

Co se změní, je to, jak nemilosrdný se odkaz stane. Vyšší symbolové rychlosti a modulace PAM4 snižují ztrátový rozpočet, zvyšují citlivost na šum rozdělení režimů a chromatickou disperzi a kladou větší váhu na kvalitu konektoru než 10G nebo 25G kdy. V praxi to pro vrstvu kabeláže znamená tři věci:

1. Více záleží na ztrátě vložení.Malý extra dB na každém propojovacím panelu, spoji a MPO rozhraní, které bylo tolerovatelné při 10G, může přerušit spojení 400G.
2. Dosah je kratší, než uvádí technický list.Skutečná spojení 400G/800G jen zřídka běží na absolutní maximální dosah, protože rozpočet se utrácí za skutečné-počet konektorů a ztráty ohybem.
3. Uvnitř datového centra dominuje paralelní optika.Rozhraní DR4/SR4/SR8 se spoléhají spíše na 8vláknové nebo 16vláknové MPO svazky než na duplexní LC páry.

   

Dopad na kabeláž datového centra, MPO/MTP a nízké{0}}ztrátové vlákno

Single{0}}režim versus multimode při 400G

Pro datová centra s dosahem pod přibližně 100 m zůstávají multimódové vlákno OM4 a OM5 spárované s transceivery třídy SR- atraktivní na základě nákladů. Pro dosah 500 m a více a pro téměř všechny klastrové struktury AI a propojení DCI dominuje jeden-režim. Mnoho operátorů nyní standardizuje G.652.D s nízkými{8}}ztrátami pro{10}}budování a zvažuje G.654.E pro segmenty s delším dosahem.

Dvě reference produktů, které se často objevují v diskuzích o designu 400G/800G, jsou našenízkoztrátové jednorežimové vlákno G.652.D-a našeG.654.E ultra-nízkoztrátové-vláknopro aplikace na dlouhou trať-a DCI. Pro vícerežimové odkazy s krátkým dosahemVlákno OM4zůstává tahounem s OM5 atraktivní tam, kde je v rozsahu SWDM.

MPO/MTP a paralelní optika

Protože většina rozhraní 400G a 800G s krátkým-dosahem je paralelní, staly se hlavní infrastruktury MPO-12 a MPO{8}}16 výchozí infrastrukturou pro zařízení datových center. Správa polarity (Typ A, B nebo C), připnuté vs. nepřipnuté konce, nízkoztrátové konektory APC pro jednorežim a čistota koncových ploch nyní určují, zda spojení 400G přijde čistě, nebo zda bude narážet na chyby FEC.

Náš přehledProdukty MPO/MTPpokrývá kufry, kabelové svazky a konverzní moduly, které se v této vrstvě obvykle používají, a naše poznámka k tomuRozdíly mezi MPO a MTPje užitečný základ pro nákupčí, kteří porovnávají datové listy dodavatelů.

Aritmetika ztrátového rozpočtu

U 400G-DR4 a podobných rozhraní je rozpočet na provozní propojení po FEC dostatečně malý, aby dva další páry konektorů MPO průměrné kvality spotřebovaly celou marži. Zadání nízkoztrátových konektorů v každém oddělovacím bodě - a ověření pomocí vložení ztráty a testování OTDR - již není volitelné. Náš praktický průvodcetestování optických kabelůprojde tím, co je třeba ověřit před vytvořením-vysokorychlostního odkazu.
 

Co by měli kupující kabelů zvážit u sítí 400G a 800G

Z pohledu výrobce mají operátoři a integrátoři, kteří získávají nejčistší 400G/800G,-často společný kontrolní seznam:

• Předčasně zablokujte ztrátový rozpočet.Rozhodněte, které rozhraní (DR4, FR4, LR4, SR4.2, SR8) je v rozsahu pro každý spoj, a poté-vypočítejte, kolik párů konektorů a jakou délku vlákna může kabeláž absorbovat.
• Standardizujte na jeden nebo dva druhy vláken.Smíchání G.652.D, nízkoztrátových G.652.D a G.654.E bez jasného pravidla vytváří v poli nesoulad-bodů a zmatek.
• Považujte polaritu MPO za rozhodnutí o návrhu, nikoli jako opravu pole.Vyberte typ A, B nebo C dopředu a zdokumentujte jej na každém výkresu.
• Konečnou kvalitu{0}}konektoru poptávky.APC pro jeden-režim je nyní výchozí; UPC je přijatelné pouze tam, kde to umožňují rozpočty na odraz.
• Naplánujte si další krok.Kabeláž se odepisuje po dobu 10+ let; transceivery se otočí mnohem rychleji. Závod navržený pouze pro 400G nepřijme 800G nebo 1,6T.

Pro operátory, kteří plánují koordinovanou{0}}výstavbu, je našeřešení konektivity datových centerPřehled popisuje, jak jsou vrstvy trunk, patch a modul obvykle specifikovány společně a našekabeláž datových center z optických vlákenTato stránka pokrývá specifické rodiny produktů používaných v hyperškálování a nasazení clusteru AI.

Co to znamená pro průmysl

Pokud se domácí fotonická dodávka křemíku bude nadále zvětšovat na 400 G a pokročí směrem k 800 G, lze rozumně očekávat tři následné efekty:

• Tlak na ceny optických modulů se na straně čipu zmírňuje, čímž se uvolňuje rozpočet na{0}}kvalitnější kabeláž a konektory -, což je přesně místo, kde vysokorychlostní-linky v terénu nejčastěji selhávají.
• Přechod 800G a 1,6T se komprimuje, protože větší část dodavatelského řetězce-vyrábí hromadně, nikoli sériově.
• Operátoři clusterů umělé inteligence, kteří jsou nejagresivnějšími spotřebiteli nové optiky, získávají druhý zdroj pro kritické komponenty, což zlepšuje jejich plánovací horizont pro vytváření-faktorů.

Žádný z těchto výsledků nemění fyziku samotného vlákna. To, co mění, je tempo, kterým musí být kupující připraveni s kabeláží, která odpovídá optice.

Shrnutí

400G křemíková fotonika není průběžný titulek -, je to základní motor, který tlačí 800G a 1,6T do běžných datových center a nasazení clusterů AI. Diverzifikovanější křemíkový fotonický dodavatelský řetězec, včetně pokračujícího pokroku ze strany čínských dodavatelů, tento přechod spíše urychluje, než aby jej zásadně přesměroval.

Pro kupce optických kabelů je praktická věc jednoduchá: vlákno vlákna se nezměnilo, ale tolerance pro nedbalou kabeláž ano. Přísnější rozpočty ztrát, více paralelní optiky a rychlejší tempo upgradů, to vše posouvá specifikaci kabeláže směrem k nízkoztrátovým komponentám, pečlivému plánování polarity MPO a disciplinovanému testování spojení. Operátoři, kteří zabudují tuto disciplínu do svého závodu nyní, absorbují další dvě generace optiky s mnohem méně přepracováním než ti, kteří optimalizují pouze pro dnešní transceiver.