Bilgi

Silikon fotonik çipler, araştırma laboratuvarlarından yüksek-hızlı optik alıcı-vericilerin ana akımına geçti. 400G modülleri hiper ölçekli veri merkezlerinde standart hale geldikçe ve AI kümeleri için 800G ve 1,6T dağıtımları hızlandıkça, temeldeki çip teknolojisi artık yalnızca yukarı yöndeki bir mesele olmaktan çıkıyor -; fiber optik kabloların, MPO/MTP düzeneklerinin ve bağlantı bütçelerinin nasıl tasarlanması gerektiğini doğrudan şekillendiriyor.

Yerli Çinli çip tedarikçilerinin 200G, 400G ve 800G silikon fotonik cihazlarda kaydettiği son gelişmeler, kablo alıcıları ve ağ mimarlarının takip etmesi gereken bir faktör daha ekledi. Operatörler, hiper ölçekleyiciler ve entegratörlerle çalışan bir fiber optik kablo üreticisi olarak bu trende bir çip hikayesi olarak değil, bir sorun olarak bakıyoruz.her yüksek-hızlı bağlantının altında bulunan kablolar açısından bu ne anlama geliyor?.
 

400G Silikon Fotonik Çip Nedir?

Bir silikon fotonik çip, CMOS-uyumlu işlemleri kullanarak optik bileşenleri - modülatörleri, dalga kılavuzlarını, detektörleri ve (heterojen tasarımlarda) lazer kaynaklarını - bir silikon alt tabaka üzerinde bütünleştirir. İndiyum fosfit (InP) veya galyum arsenit (GaAs) etrafında oluşturulan geleneksel ayrık optiklerle karşılaştırıldığında silikon fotonik, mevcut yarı iletken hatlarda daha sıkı entegrasyon, bit başına daha düşük güç ve daha iyi ölçeklendirmeyi hedefler.

400G silikon fotonik çip, PAM4 modülasyonu ve DSP ile eşleştirilmiş olarak genellikle dalga boyu başına 4×100G veya 1×400G'yi destekler ve QSFP-DD, OSFP ve yeni ortaya çıkan 800G/1,6T form faktörlerinin içindeki optik motordur.

Yüksek-Hızlı Optik Ağlar İçin Silikon Fotoniği Neden Önemlidir?

Silikon fotoniğe doğru geçiş, herhangi bir veri merkezi operatörünün tanıyacağı üç baskıdan kaynaklanmaktadır: güç, yoğunluk ve bit başına maliyet.

• Güç verimliliği.Yapay zeka eğitim kümeleri muazzam bant genişliğini tek bir raf sırasında yoğunlaştırıyor ve optiklere harcanan her watt, bilgi işlem için kullanılamayan bir watt. Silikon fotoniği, gigabit başına gücü 400G ve üzerinde aşağı doğru bir yörüngede tutmak için önde gelen bir yaklaşım haline geldi.
• Entegrasyon yoğunluğu.Aynı modül alanına daha fazla şerit sığdırmak, 800G ve 1,6T alıcı-vericilerin ön panele ulaşmasını sağlayan şeydir.
• Üretim ölçeği.Standart plaka hatları üzerinde fotonik cihazlar oluşturmak, yapay zeka ve bulut yapılarından gelen talebin yanı sıra hacmin de artmasına olanak tanır{0}}.

Alıcı-verici hızlarının ağ tasarımına nasıl eşleştiğine daha derin bir bakış için, şu notumuza bakın:800G optik modüllertipik arayüz seçeneklerini ve her birinin gerçek dağıtımda nereye ulaştığını anlatıyor.

Yerli 400G Silikon Fotonik Çiplere Yönelik Baskı

Geçtiğimiz on yılın büyük bölümünde,{0}}400G ve üzeri yüksek kaliteli silikon fotonik çiplere ABD'li ve Japon tedarikçiler hakim oldu. Bu resim değişiyor. Accelink Technologies ve HG Orijinal (Huagong Zhengyuan) - dahil olmak üzere Çinli tedarikçiler -, 200G, 400G ve 800G silikon fotonik cihazlarının üretim aşamalarına ulaştığını ve kendi optik motorları ve modülleri halinde tasarlanmakta olduğunu kamuoyuna açıkladılar.

Herhangi bir aydaki getiriler, fiyatlandırma, müşteri siparişleri ve test saatleriyle ilgili spesifik iddialar, şirket kayıtları, denetlenen raporlar veya büyük sektör kapsamıyla desteklenene kadar dikkatli bir şekilde ele alınmalıdır. Kamuya açık olan ve kablolama katmanı için önemli olan, daha geniş bir yöndür: daha çeşitli bir silikon fotonik kaynağı, daha fazla 400G ve 800G optik motorların pazara sunulması ve yapay zeka odaklı ve bulut- odaklı dağıtımlara daha hızlı geçiş.

Bu yönün çipin çok ötesinde etkileri var.

400G Silikon Fotoniği Fiber Optik Kablo Gereksinimlerini Değiştirir mi?

Fiber ipliğin kendisinin - tek-tek modlu veya çok modlu camın - 400G için yeniden icat edilmesine gerek yoktur. IEEE 802.3 ailesiEthernet standartları400GBASE-DR4, FR4, LR4, SR4.2, SR8 ve ilgili arayüzleri, çoğu veri merkezi ve metro ağında halihazırda dağıtılmış olan aynı fiber türleri üzerinden tanımlar.

Değişen şey, bağlantının ne kadar affetmez hale geldiğidir. Daha yüksek sembol hızları ve PAM4 modülasyonu, kayıp bütçesini daraltır, mod bölme gürültüsüne ve kromatik dağılıma karşı duyarlılığı artırır ve konektör kalitesine 10G veya 25G'nin şimdiye kadar yaptığından daha fazla ağırlık verir. Pratikte bu, kablolama katmanı için üç anlama gelir:

1. Ekleme kaybı daha önemlidir.Her patch panelde, eklemede ve MPO arayüzünde 10G'de tolere edilebilecek küçük bir ekstra dB, 400G bağlantısını bozabilir.
2. Erişim, teknik özellikler sayfasında önerilenden daha kısadır.Gerçek 400G/800G bağlantıları nadiren mutlak maksimum erişimde çalışır çünkü bütçe gerçek-dünyadaki konnektör sayılarına ve bükülme kayıplarına harcanır.
3. Veri merkezinin içinde paralel optikler hakimdir.DR4/SR4/SR8 arayüzleri, çift yönlü LC çiftleri yerine 8 fiberli veya 16 fiberli MPO gövdelerine dayanır.

   

Veri Merkezi Kablolaması, MPO/MTP ve Düşük{0}Kayıplı Fiber Üzerindeki Etki

400G'de tekli-mod ve çoklu mod karşılaştırması

Yaklaşık 100 m'nin altındaki veri merkezi erişimleri için, SR-sınıfı alıcı-vericilerle eşleştirilmiş OM4 ve OM5 çok modlu fiber, maliyet açısından cazip olmaya devam ediyor. 500 m ve üzeri erişimlerde ve neredeyse tüm AI küme yapısı ve DCI bağlantılarında tekli-mod hakimdir. Pek çok operatör artık bina içi çalışmalar için düşük kayıplı G.652.D'yi standartlaştırıyor ve daha uzun erişim segmentleri için G.654.E'yi değerlendiriyor.

400G/800G tasarım tartışmalarında sıklıkla gündeme gelen iki ürün referansımızdüşük-kayıplı G.652.D tek-modlu fiberve bizimG.654.E ultra-düşük-kayıplı fiberuzun mesafe ve{0}}DCI uygulamaları için. Çok modlu kısa erişimli bağlantılar için,OM4 lifiSWDM'nin kapsam dahilinde olduğu yerlerde OM5 çekici olduğundan, iş gücü olmaya devam ediyor.

MPO/MTP ve paralel optikler

Çoğu 400G ve 800G kısa-erişim arayüzü paralel olduğundan, MPO-12 ve MPO{8}}16 devreleri veri merkezi yapıları için varsayılan altyapı haline geldi. Polarite yönetimi (Tip A, B veya C), sabitlenmiş ve sabitlenmemiş uçlar, tekli mod için düşük-kayıplı APC konnektörleri ve uç yüz temizliği artık 400G bağlantısının temiz bir şekilde gelip gelmediğini veya FEC hatalarında hata verip vermediğini kontrol ediyor.

Genel bakışımızMPO/MTP ürünleriBu katmanda tipik olarak kullanılan gövdeleri, donanımları ve dönüştürme modüllerini ve bununla ilgili notumuzu kapsar.MPO ve MTP farklılıklarıtedarikçi veri sayfalarını karşılaştıran alıcılar için yararlı bir başlangıçtır.

Zarar bütçesi aritmetiği

400G-DR4 ve benzeri arayüzler için, FEC'den sonraki operasyonel bağlantı bütçesi, vasat kalitede ekstra iki MPO konnektör çiftinin marjın tamamını tüketebileceği kadar küçüktür. Her çıkış noktasında - düşük-kayıplı bağlayıcıların belirtilmesi ve ekleme kaybı ve OTDR testiyle - doğrulama yapılması artık isteğe bağlı değildir. Pratik rehberimizfiber optik kablo testiYüksek hızlı bir bağlantıyı etkinleştirmeden önce neyin doğrulanması gerektiğini-açıklıyor.
 

Kablo Alıcılarının 400G ve 800G Ağları İçin Dikkat Etmesi Gerekenler

Üretici açısından bakıldığında, en temiz 400G/800G artışlarını alan operatörler ve entegratörler-ortak bir kontrol listesini paylaşma eğilimindedir:

• Kayıp bütçesini erkenden kilitleyin.Her bağlantı için hangi arayüzün (DR4, FR4, LR4, SR4.2, SR8) kapsam dahilinde olduğuna karar verin, ardından-kaç konnektör çifti ve kabloların hangi fiber uzunluğunu emebileceğini geriye doğru hesaplayın.
• Bir veya iki elyaf kalitesine göre standartlaştırın.G.652.D, düşük-kayıplı G.652.D ve G.654.E'nin açık bir kural olmadan karıştırılması, ekleme-noktası uyumsuzluklarına ve alanda kafa karışıklığına neden olur.
• MPO polaritesini bir saha düzeltmesi olarak değil, bir tasarım kararı olarak değerlendirin.Önden Tip A, B veya C'yi seçin ve bunu her çizimde belgeleyin.
• Bağlayıcının uç-yüz kalitesini talep edin.Tek-mod için APC artık varsayılandır; UPC yalnızca yansıtma bütçelerinin izin verdiği durumlarda kabul edilebilir.
• Bir sonraki adımı planlayın.Kablolama 10+ yıl üzerinden amortismana tabi tutulur; alıcı-vericiler çok daha hızlı dönüyor. Yalnızca 400G için tasarlanmış bir tesis, 800G veya 1,6T'yi hoş bir şekilde kabul etmeyecektir.

Koordineli bir yapıyı-planlayan operatörler için,veri merkezi bağlantı çözümlerigenel bakış, ana hat, yama ve modül katmanlarının tipik olarak birlikte nasıl belirlendiğini vefiber optik veri merkezi kablolamasısayfa, hiper ölçek ve yapay zeka kümesi dağıtımlarında kullanılan belirli ürün ailelerini kapsar.

Bu Endüstri İçin Ne İfade Ediyor?

Yerli silikon fotonik arzı 400G'de ölçeklenmeye devam ederse ve 800G'ye doğru ilerlerse, üç aşağı yönlü etkinin beklenmesi makul olacaktır:

• Optik modül fiyatlandırma baskısı çip tarafında hafifleyerek bütçeyi daha yüksek-kaliteli kablolama ve konektörler - için serbest bırakır; bu da tam olarak yüksek-hızlı bağlantıların sahada en sık başarısız olduğu noktadır.
• 800G ve 1,6T geçişi sıkışıyor, çünkü tedarik zincirinin büyük bir kısmı seri olarak değil paralel olarak seri üretim yapıyor-.
• Yeni optiklerin en agresif tüketicileri olan yapay zeka kümesi operatörleri, kritik bileşenler için ikinci bir kaynak elde ediyor ve bu da yapı yapılarına yönelik planlama ufkunu geliştiriyor{0}}.

Bu sonuçların hiçbiri elyafın fiziğini değiştirmez. Değiştirdikleri şey, alıcıların optiklere uygun kablolamaya hazır olmaları gereken tempodur.

Özet

400G silikon fotoniği geçici bir başlık değildir -, 800G ve 1,6T'yi ana veri merkezi ve yapay zeka kümesi dağıtımlarına iten temel motordur. Çinli tedarikçilerin devam eden ilerlemesi de dahil olmak üzere daha çeşitlendirilmiş bir silikon fotonik tedarik zinciri, bu geçişi temelde yeniden yönlendirmek yerine hızlandırıyor.

Fiber optik kablo alıcıları için pratik çıkarım basittir: Fiber tel değişmemiştir ancak özensiz kablolamaya yönelik tolerans değişmiştir. Daha sıkı kayıp bütçeleri, daha fazla paralel optik ve daha hızlı hız yükseltme temposu, kablolama spesifikasyonunu düşük-kayıplı bileşenlere, dikkatli MPO polarite planlamasına ve disiplinli bağlantı testlerine doğru iter. Artık bu disiplini tesislerine yerleştiren operatörler, yalnızca günümüzün alıcı-vericisini optimize edenlere kıyasla çok daha az yeniden çalışmayla gelecek iki nesil optikleri özümseyecek.