Transciver pralaidumas patenkina pajėgumų poreikius
Nov 06, 2025|
Transciver pralaidumas nustato, kiek duomenų tinklo įrenginys gali perduoti ir priimti vienu metu, matuojant gigabitais per sekundę (Gbps). Šiuolaikiniai duomenų centrai remiasi siųstuvų-imtuvais, kurių sparta svyruoja nuo 100 Gbps iki 1,6 terabito per sekundę (Tbps), kad palaikytų debesų kompiuteriją, dirbtinio intelekto darbo krūvius ir plečiantį tinklo srautą.
„Transciver“ pralaidumo architektūra
Transciver pralaidumas veikia naudojant kelių juostų{0}}architektūrą, kai kiekvienas kanalas perduoda duomenis tam tikru greičiu. 400 Gbps siųstuvas-imtuvas naudoja aštuonias juostas, kurių kiekviena veikia 50 Gbps greičiu, kai naudojamas impulsų amplitudės moduliacijos 4- lygio (PAM4) signalizavimas, o naujesni 800G modeliai šią talpą padidina dvigubai. Fizinis įgyvendinimas priklauso nuo moduliavimo schemos{10}}PAM4 leidžia dvigubai didesnę duomenų perdavimo spartą, palyginti su ne{11}}grįžta-iki nulio (NRZ) moduliavimu toje pačioje fizinėje infrastruktūroje.
Lauko programuojamų vartų masyvo (FPGA) įrenginiai žymiai padidino bendrą siųstuvo pralaidumą ir pasiekė terabitų per sekundę. Šis progresas tiesiogiai veikia tinklo dizainą, nes jungikliai turi prisotinti turimą siųstuvo-imtuvo pralaidumą, kad maksimaliai išnaudotų infrastruktūrą. Ryšys tarp elektros juostų ir optinių bangų ilgių sukuria sudėtingumą: PAM4 naudojantis įrenginys kiekvieną 50 Gbps juostą skaičiuoja kaip du kanalus pralaidumui apskaičiuoti, o tai turi įtakos bendro pajėgumo planavimui.
Kaip formos veiksniai keičia pralaidumo pajėgumą
Skirtingi formos veiksniai fiziškai apriboja transciverio pralaidumą dėl jungties dizaino ir šilumos valdymo. QSFP-DD (Quad Small Form-Factor Pluggable Double Density) moduliai palaiko iki 400 Gb/s su aštuoniais 50 Gb/s kanalais, o didesnis OSFP formatas talpina 800 Gb/s. OSFP siųstuvai-imtuvai naudoja aštuonis kanalus, kurių kiekvienas gali pasiekti 100 Gbps, kurių bendras pralaidumas yra 800 Gbps, o 200 Gbps kanalų kūrimas siekia 1,6 Tbps.
OSFP{0}}XD variantas pašalina tam tikrą rinkos spragą. Padvigubinęs elektros juostas nuo aštuonių iki šešiolikos, OSFP-XD siūlo 1,6 Tb/s tankį ir 16 juostų po 100 Gb/s. Tai svarbu, nes esamas „Switch Silicon“ naudoja 100 G elektros juostas, o daugelis operatorių nori pasinaudoti šia įdiegta baze, o ne laukti kitos-kartos 200 G juostų technologijos.
Atgalinis suderinamumas prideda dar vieną sluoksnį. 100G QSFP28 modulis gali būti įkištas į QSFP-DD prievadą be mechaninių adapterių, nors prievadas turi būti sukonfigūruotas 100G, o ne 400G veikimui. Šis lankstumas leidžia palaipsniui atnaujinti tinklą nekeičiant šakinio krautuvo.
Pralaidumas reikalauja duomenų centro evoliucijos
2024 m. buvo pristatyta daugiau nei 70 naujų optinių siųstuvų-imtuvų modelių, palaikančių 400G, 600G ir 800G eterneto standartus. Naujovių greitis atspindi pagrindinius srauto modelius-Dabar AI klasterio serveriams vienam serveriui reikalinga 400 Gb/s tinklo sparta. NVIDIA DGX H100 GPU serverių sistemos aprūpintos keturiais 400G prievadais, todėl stuburo tinklelis pasiekiamas iki 800 Gb/s.
Duomenų centrų operatoriai susiduria su trilema: pralaidumo talpa, energijos suvartojimu ir gigabito kaina. Naujos-kartos siųstuvų-imtuvų energijos suvartojimas yra mažesnis nei 10 vatų, o duomenų perdavimo sparta viršija 100 Gb/s vienoje juostoje. Šis efektyvumo padidėjimas tampa kritiniu mastu-didelio masto įrenginys, kuriame yra tūkstančiai prievadų, naudojant efektyvią optiką gali sumažinti elektros infrastruktūros poreikius 30–40 %.
Perėjimas prie didesnio siųstuvo-imtuvo pralaidumo nėra vienodas. Tikimasi, kad 10–40 Gbps segmentas iki 2032 m. pasieks daugiau nei 15 milijardų JAV dolerių, o tai rodo, kad senos sistemos ir brangus diegimas veiks kartu su pažangiausia infrastruktūra. Organizacijos turi suderinti perkėlimo terminą su paraiškų teikimo reikalavimais ir biudžeto apribojimais.
Bangos ilgio padalijimo tankinimas išplečia efektyvų dažnių juostos plotį
Tankaus bangos ilgio padalijimo tankinimo (DWDM) technologija padaugina siųstuvo-imtuvo dažnių juostos plotį, vienu metu perduodant kelis duomenų srautus skirtingais optinių bangų ilgiais. DWDM siųstuvų-imtuvų įrenginiai yra keičiamo dydžio sprendimai, kurie maksimaliai padidina naudojamą skaidulų pralaidumą ir atlieka pagrindinį vaidmenį sprendžiant tinklo infrastruktūros augimą, kurį lemia nuolat didėjantys duomenų poreikiai.
Viena pluošto juosta gali nešti dešimtis bangų ilgių, kurių kiekvienas veikia 100 G arba 400 G greičiu. Taikant šį metodą išsaugoma esama šviesolaidžio infrastruktūra ir išplečiami pajėgumai, -kurie labai svarbūs didmiesčių tinklams ir miestelių diegimui, kur naujo šviesolaidžio paėmimas yra brangus arba nepraktiškas. Kompromisas- apima didesnes siųstuvo-imtuvo sąnaudas ir didesnį bangos ilgio valdymo sistemos sudėtingumą.
IP per DWDM tinklą, naudojant 400G ZR/ZR+ siųstuvus-imtuvus ir pasyviuosius multiplekserio/demultiplekserio filtrus, gali žymiai supaprastinti metro tinklus nuo taško{2}}į{3}}tašką 80 kilometrų atstumu. Ši architektūra pašalina tradicinę optinio perdavimo įrangą, sumažindama kapitalo išlaidas ir veiklos sudėtingumą.
Moduliavimo metodai, kurie padidina pralaidumo efektyvumą
PAM4 (impulso amplitudės moduliacija) ir kiti pažangūs moduliavimo būdai daro duomenų perdavimą kuo efektyvesnį. Skirtingai nuo NRZ signalizacijos, kuri naudoja du įtampos lygius (atitinka 0 ir 1), PAM4 naudoja keturis lygius, kad koduotų du bitus vienam simboliui. Tai padvigubina duomenų perdavimo spartą tuo pačiu fiziniu pralaidumu-25 GHz elektrinis kanalas gali palaikyti 50 Gb/s su PAM4, palyginti su 25 Gb/s su NRZ.
Bauda rodoma signalo kokybe. Norint tinkamai iššifruoti, PAM4 reikalingas geresnis signalo{2}}ir{3}}triukšmo santykis ir sudėtingesnis skaitmeninio signalo apdorojimas. Išplėstiniai DSP (skaitmeninio signalo apdorojimo) algoritmai tvarko sudėtingesnių moduliavimo formatų problemas, todėl siųstuvų-imtuvų dizainas padidina sąnaudas ir energijos sąnaudas.
Nuoseklus aptikimas yra dar vienas pralaidumo optimizavimas. Suderinti optiniai siųstuvai-imtuvai palaiko didesnį duomenų perdavimo greitį ir pasiekiamumą, užtikrina geresnį spektrinį efektyvumą ir mažesnes energijos sąnaudas, palyginti su įprastais optiniais siųstuvai-imtuvais. Šie įrenginiai dominuoja tolimųjų{2}} nuotolių tais atvejais, kai ekonomiškai svarbu maksimaliai padidinti vieno pluošto pajėgumą.
Pralaidumo planavimas augantiems tinklo poreikiams
Pajėgumų planavimas prasideda nuo pradinių matavimų. Tinklo pralaidumas – tai matavimas, rodantis didžiausią laidinio arba belaidžio ryšio ryšio pajėgumą perduoti duomenis tinklo ryšiu per tam tikrą laiką. Administratoriai turi atskirti teorinį pralaidumą (ką gali valdyti aparatinė įranga) ir faktinį pralaidumą (ką tinklas užtikrina realiomis sąlygomis).
Praktiškai tinklo pralaidumas visada būtų mažesnis nei tinklo pralaidumas dėl įvairių veiksnių, turinčių įtakos tinklo pralaidumui. Protokolo pridėtinės išlaidos, pakartotinis perdavimas ir perkrova sumažina efektyvų pajėgumą. 100 G siųstuvas-imtuvas gali užtikrinti 92–95 G naudingo pralaidumo gamybos aplinkoje.
Keletas veiksnių turi įtakos siųstuvo pralaidumo reikalavimams:
Programų profiliainustatyti pagrindinius poreikius. Vaizdo įrašų srautinis perdavimas ir failų perkėlimas yra intensyvūs,{1}}tačiau gali toleruoti tam tikrą delsą. Realaus laiko-AI išvadų darbo krūviai reikalauja didelio pralaidumo ir nuolat mažos delsos. Duomenų bazės replikacijai reikalingas nedidelis pralaidumas, tačiau jis negali toleruoti paketų praradimo.
Augimo prognozėsturi atsižvelgti į eismo padidėjimą. Apskaičiuota, kad 2024–2028 m. optinių siųstuvų-imtuvų rinka išaugs 10,32 mlrd. USD, o CAGR sieks beveik 16,68 proc. Ši rinkos plėtra atspindi pagrindinius srauto augimo modelius, į kuriuos tinklo architektai turi prisitaikyti.
Prenumeratos perviršio rodikliaisubalansuoti išlaidas ir našumą. 40 prievadų jungiklis su 400 G aukštyn kojomis gali naudoti 4:1 arba 8:1 perviršio santykį, darant prielaidą, kad ne visiems prieigos prievadams vienu metu reikės viso pralaidumo. Teisingas santykis priklauso nuo srauto modelių ir taikomųjų programų SLA.
Fizinio sluoksnio svarstymai siekiant didžiausio pralaidumo
Transciver pralaidumas neegzistuoja atskirai{0}}fizinė terpė riboja pasiekiamus spartus. 6A kategorijos kabelio darbinis dažnių juostos plotis gali būti 500 MHz, o tinklo – 10 Gb/s. Ryšys tarp kabelio pralaidumo (matuojamas MHz) ir duomenų perdavimo spartos (matuojamas Gbps) priklauso nuo kodavimo schemų.
Šviesolaidiniai kabeliai pašalina dažnio apribojimus. Vienmodio pluošto modalinis pralaidumas iš esmės yra neribotas ir nėra susietos efektyvios modalinės juostos pločio vertės, nes šviesolaidžiu sklinda tik vienas šviesos režimas. Tačiau chromatinė dispersija-skirtingi bangų ilgiai, pasiekiantys imtuvą šiek tiek skirtingu laiku-tampa ribojančiu toli-atstumo, didelio{5}}pralaidumo perdavimo veiksniu.
Daugiamodis pluoštas naudoja efektyvų modalinį dažnių juostos plotį (EMB), išmatuotą MHz{0}}km. Šviesolaidis su 200 MHz -km EMB gali perkelti 200 MHz duomenų iki vieno kilometro. Dėl šio atstumo-priklausomo apribojimo daugiarežimas tinkamas vidiniam-duomenų-centrui (paprastai mažesnis nei 500 metrų), o vienmodžiai veikia ilgiau.
Silicio fotonika, įgalinanti kitos{0}}kartos pralaidumą
Silicio fotonika{0}}siųstuvai-imtuvai sujungia lazerinius šaltinius, moduliatorius ir detektorius į vieną silicio štampą, o tai leidžia laboratorinėmis sąlygomis perduoti 1,6 Tbps duomenų perdavimo spartą. Ši technologija žada sumažinti siųstuvo-imtuvo išlaidas ir padidinti pralaidumo tankį{3}}pagrindinius tvaraus mastelio keitimo reikalavimus.
Tradiciniuose siųstuvuose-imtuvuose naudojami indžio fosfido lazeriai, gaminami atskirai nuo silicio elektronikos, todėl reikia tiksliai surinkti ir išlyginti. Silicio fotonika kartu{1}}randa optinius ir elektroninius komponentus, sumažindama parazitų nuostolius ir įgalindama aukštesnį integravimo lygį. Silicio fotonika ir DSP technologijos padeda patenkinti didelio masto duomenų centrų poreikius.
Ekonominės pasekmės yra didelės. Didėjant gamybos apimčiai ir gerėjant gamybos išeigai, silicio fotonikos siųstuvai-imtuvai turėtų vadovautis sąnaudų kreivėmis, panašiomis į puslaidininkių elektroniką, o ne specializuotus optinius komponentus. Tai galėtų paspartinti 800G ir 1,6T pralaidumo pakopų pritaikymą.
Breakout konfigūracijos, maksimaliai padidinančios prievado naudojimą
400 G optika gali būti padalinta į kelias antrines{1}}sąsajas su pertraukimu, užtikrinant, kad bendras pralaidumas išliktų 400 G, o mažesnio greičio perjungimo prievadai yra visiškai nepriklausomi. Vienas 400G prievadas gali būti padalintas į keturis 100G prievadus, du 200G prievadus arba aštuonis 50G prievadus, priklausomai nuo pavarų dėžės galimybių.
Pavarų dėžės skaitmeninis signalo procesorius (DSP) valdo konversiją, paversdamas 50 Gbps elektros juostų poras į atskiras 100 Gbps elektros juostas. Ši elektros{3}}lygio konversija skiriasi nuo optinio tankinimo ir vyksta siųstuvo-imtuvo arba jungiklio ASIC viduje.
Breakout režimas skirtas uosto tankio ekonomikai. Užuot pirkę atskirus 100G siųstuvų-imtuvus kiekvienam ryšiui, operatoriai naudoja mažiau 400G prievadų pertraukos režimu, todėl sumažėja siųstuvo-imtuvo sąnaudos ir perjungimo prievadų reikalavimai. Kompromisas-su suderinamumu-ne visi 400G siųstuvai-imtuvai palaiko visas perjungimo konfigūracijas, o kabelių reikalavimai skiriasi.
Rinkos dinamikos formavimo pralaidumo prieinamumas
Numatoma, kad iki 2024 m. pabaigos visame pasaulyje bus naudojama daugiau nei 17 milijardų daiktų interneto įrenginių, o kiekviename daiktų interneto modulyje paprastai bus bent vienas mažos-galios belaidis siųstuvas-imtuvas. Nors daiktų interneto siųstuvai-imtuvai veikia mažesniu atskiru pralaidumu nei duomenų centro optika, bendros talpos poreikis yra didžiulis.
Tiekimo grandinės apribojimai periodiškai riboja transciverio pralaidumo prieinamumą. 100 G EML (elektro-sugerties moduliuotų lazerių) ir 7 nanometrų DSP trūkumai apribojo Q4 2024 modulio išvestį, sulaikydami jau pateiktus 800 G užsakymus. Šios kliūtys verčia tinklo architektus atidėti diegimą arba priimti alternatyvias specifikacijas.
2023 m. optinių siųstuvų-imtuvų rinka buvo įvertinta daugiau nei 10 milijardų JAV dolerių, o 2024–2032 m. ji užregistruos daugiau nei 15 procentų CAGR. Ši augimo trajektorija rodo ilgalaikes investicijas į transciverio pralaidumo galimybes, kurias skatina debesų kompiuterija, 5G infrastruktūra ir AI darbo krūvis.
Transciver pralaidumas skirtinguose tinklo segmentuose
Duomenų centro audiniaiatstovauja didžiausio pralaidumo tankio diegimams. „Hyperscale“ operatoriai diegia 800 G optinius siųstuvus-imtuvus, kad palaikytų programas, o 2024 m. pasirodys 1,6 terabaito prototipai. Šiose aplinkose pirmenybė teikiama pralaidumo tankiui, energijos vartojimo efektyvumui ir gigabito kainai.
Telekomunikacijų tinklaisubalansuoti pralaidumą ir pasiekiamumo reikalavimus. Pristačius 800G optinius siųstuvus-imtuvus, skirtus ilgesniam bangos ilgiui ilgesniais atstumais be regeneracijos, išplečiamas metro ir regioninio tinklo pajėgumas. Dėl geresnių optinės galios biudžetų šiame segmente dominuoja koherentiniai siųstuvai-imtuvai.
Įmonių tinklaisutelkti dėmesį į laipsnišką atnaujinimą. Įmonių ir telekomunikacijų sektoriuose spartinamas 400G diegimas, vejantis pažangą, kurią daugiausia veda didelio masto ir didelių debesų paslaugų teikėjai. Šios organizacijos dažnai palaiko mišrios kartos infrastruktūrą, kuriai reikalingas transciverio pralaidumas, kuris integruojamas su esama 100G ir 40G įranga.
Saugojimo tinklainaudoti specializuotus protokolus. Nors „Ethernet“ ir „InfiniBand“ dominuoja kompiuterių jungtyse, „Fibre Channel“ išlieka įsišaknijęs saugojimo tinkluose. Šie siųstuvai-imtuvai optimizuojami dėl skirtingų savybių-mažos delsos ir be nuostolių perdavimo neapdorotu pralaidumu.
Protocol{0}}Specialus pralaidumo optimizavimas
„InfiniBand“ srautas plečiasi naudojant tvirtą 17,45 procentų CAGR, o NVIDIA LinkX siųstuvų-imtuvai veikia nuo FDR iki NDR, supakuoja iki 200 Gb/s vienoje juostoje ir 800 Gb/s bendrą pralaidumą. Dėl „InfiniBand“ procesoriaus iškrovimo ir mažesnio nei 100 nanosekundžių delsos jis teikia pirmenybę dideliems GPU klasteriams, nepaisant Ethernet sąnaudų pranašumų.
„Ultra Ethernet“ konsorciumas suderina srauto valdymo ir perkrovos valdymo funkcijas su AI darbo krūviais, sumažindamas istorinį delsos tarpą tarp Ethernet ir „InfiniBand“. Ši standartų raida gali pakeisti pralaidumo aplinką, nes eterneto siųstuvuose-imtuvuose yra mažai{1}}delsavimo funkcijų, kurios anksčiau buvo išskirtinės „InfiniBand“.
CWDM (stambus bangos ilgio dalijimosi tankinimas) ir DWDM siųstuvai-imtuvai pralaidumą optimizuoja skirtingai. CWDM naudoja platesnį bangos ilgio atstumą (20 nm), palaikantį mažiau kanalų, bet mažesnes sąnaudas ir paprastesnę įrangą. DWDM naudoja siaurus tarpus (0,8 nm arba mažiau), kad būtų galima 80+ kanalus viename skaiduloje, bet tam reikalingi temperatūros-valdomi lazeriai ir sudėtingesnė optika.
Praktinės pralaidumo diegimo strategijos
Pradėkite nuo eismo analizės. Stebėjimo įrankiai turėtų užfiksuoti didžiausią panaudojimą, taikomųjų programų derinį ir augimo tendencijas per kelis mėnesius. Nuosaikiai, kurios naudojimas nuolat viršija 70 procentų, reikia atnaujinti pralaidumą-laukiant prisotinimo, našumas pablogėja ir nutrūksta.
Apsvarstykite diegimo laiką. Siųstuvų-imtuvų kainos mažėja, kai bręsta naujos kartos. Ankstyvas 800G įdiegimas ateityje suteikia didžiausią laisvą erdvę, bet už aukščiausios kokybės kainą. Laukiant 12–18 mėnesių, išlaidos paprastai sumažėja 30–40 procentų, nes didėja gamybos mastai ir didėja konkurencija.
Įvertinkite visas nuosavybės išlaidas. Didesnio pralaidumo siųstuvai-imtuvai dažnai suteikia geresnę kainą už gigabitą, nepaisant didesnės individualios kainos. 400 G siųstuvas-imtuvas už 3 000 USD suteikia 7,50 USD už Gbps, o keturi 100 G siųstuvų-imtuvai, kurių kiekvienas kainuoja 800 USD, 800 USD, be to, 400 G sprendimui reikia mažiau jungiklių prievadų, mažiau laidų ir mažesnės galios.
Kruopščiai patikrinkite suderinamumą. Jei jums reikia trumpo-atstumo, kelių{2}}režimų, 10G optikos su LC prievadais, tikriausiai ieškote SFP-10G-SR, nes skirtingi pardavėjai naudoja specifinį kodavimą. Trečiųjų šalių siųstuvai-imtuvai gali veikti, tačiau juos reikia patvirtinti pagal jungiklio programinės aparatinės įrangos versijas ir specifines funkcijas, pvz., išplėstinę telemetriją.
Atidžiai planuokite šviesolaidžio infrastruktūrą. Duomenų centrų operatoriai gali išvengti milžiniškų išlaidų ir komplikacijų per kelerius metus, jei įdiegs patobulintą OM4 daugiamodį šviesolaidinį kabelių įrenginį ir planuoja atnaujinti iki 40 arba 100 Gb naudodami BiDi optinius siųstuvus-imtuvus. BiDi siųstuvai-imtuvai naudoja bangos ilgio padalijimą per dvipusį skaidulą, išvengiant brangaus lygiagretaus pluošto modifikavimo.
Pralaidumo apribojimų trikčių šalinimas
Kai ttransciver pralaidumas neužtikrina laukiamo našumo, gali lemti keli veiksniai. Patikrinkite sukonfigūruotą greitį ir dvipusio spausdinimo nustatymus{1}}auto{2}}derybos kartais parenka neteisingus parametrus, ypač naudojant trečiosios šalies optiką.
Patikrinkite optinės galios lygius. Siųstuvai-imtuvai nurodo priėmimo jautrumą (minimalią galią) ir didžiausią įvesties galią. Gautos optinės galios diapazonas rodo diapazoną, kurį siųstuvas-imtuvas gali valdyti išlaikant žemą bitų klaidų lygį ir tam tikrus parametrus. Signalai, esantys už šio diapazono, sukelia klaidų, kurios sumažina efektyvų pralaidumą.
Patikrinkite klaidų skaitiklius. CRC klaidos, simbolių klaidos ir atmetimai rodo fizinio sluoksnio problemas, kurios mažina pralaidumą. Net nedideli klaidų rodikliai (0,01 proc.) gali sukelti didžiules pakartotinio perdavimo išlaidas TCP srautuose, sumažindami efektyvų pralaidumą 50 ar daugiau procentų.
Svarbu temperatūra. Siųstuvai-imtuvai turi nurodytą veikimo diapazoną, paprastai 0–70 laipsnių. Nepakankamas stovo aušinimas sukelia terminį droselį, kai įrenginiai sumažina perdavimo galią, kad būtų išvengta žalos, mažėja ryšio ribos ir pasiekiamas pralaidumas.
Pralaidumo efektyvumas glaudinant ir optimizuojant
Nors transciverio pralaidumas apibrėžia fizinį pajėgumą, taikomųjų{0}}sluoksnių metodai gali padidinti efektyvų pajėgumą. WAN optimizavimo įrenginiai naudoja duomenų dubliavimo panaikinimą ir glaudinimą, kad sumažintų perduodamus baitus 50–90 procentų tam tikriems srauto modeliams.
TCP lango mastelio keitimas ir selektyvus patvirtinimas pagerina pralaidumo naudojimą tolimojo{0}}nuorodose. Numatytieji TCP parametrai eikvoja pralaidumą didelės-delsos keliuose, nes siuntėjas turi laukti patvirtinimo prieš perduodamas papildomus duomenis. Suderinus šiuos parametrus, tarpžemyninių jungčių pajėgumai atkuriami 40–60 procentų.
Paslaugos kokybės (QoS) politika teikia pirmenybę kritiniam srautui. Pralaidumo garantijų priskyrimas delsos -jautrioms programoms užtikrina interaktyvų veikimą, net kai masiniai perdavimai sunaudoja likusią talpą. Tai nepadidina siųstuvo-imtuvo pralaidumo, bet pagerina naudingą darbą per gigabitą.
Ryšys tarp pralaidumo ir delsos
Transciver pralaidumas ir delsa yra nepriklausomi, bet susiję. Didesnis pralaidumas sumažina serializacijos delsą{1}}laiką, per kurį bitai įdedami į laidą. 1500 baitų paketui perduoti reikia 120 mikrosekundžių 100 Mbps greičiu, bet tik 12 mikrosekundžių 1 Gbps greičiu.
Skleidimo delsa (šviesos greitis skaiduloje) išlieka pastovus, nepaisant pralaidumo. Šviesa skaiduloje sklinda maždaug 5 mikrosekundės per kilometrą. 100 km jungtis turi 500 mikrosekundžių sklidimo delsą, nesvarbu, ar naudojami 100G ar 400G siųstuvai-imtuvai.
Dirbtinio intelekto programose daugiausia dėmesio skiriama delsai, delsos nuoseklumui ir darbo užbaigimo laikui, todėl dauguma 800G diegimo tikimasi trumpo- pasiekiamumo. Trumpas pasiekiamumas nėra susijęs su sklidimo delsa{3}}todėl, kad dirbtinio intelekto darbo krūviai reikalauja tokio didelio pralaidumo, kad ekonomiškai prasmingas tik tiesioginis ryšys tarp stelažų.
Didelio{0}}pralaidumo siųstuvų-imtuvų energijos vartojimo efektyvumas
Energijos suvartojimo skalė su pralaidumu, bet ne proporcingai. 1.6T OSFP pasyvaus tiesioginio prijungimo kabeliai išnaudoja 200 G vienoje juostoje optines technologijas, pasiekiant iki 1,6 Tb/s perdavimo greitį esant itin-mažoms energijos sąnaudoms. Pasyvieji kabeliai nenaudoja aktyvios elektronikos, sunaudoja nulį vatų ir užtikrina visą pralaidumą nedideliais atstumais.
Aktyvieji optiniai kabeliai (AOC) sunaudoja 2-4 vatus 100 G siųstuvams-imtuvams ir 8{10}}12 vatų 400 G versijoms. „Cisco“ 800G QSFP{12}}DD siųstuvas-imtuvas, skirtas didelio masto duomenų centrams, įgalina 2 kartus didesnį kiekvieno prievado pajėgumą, o energijos suvartojimas yra mažesnis – 9 W. Dėl šio efektyvumo padidėjimo,{14}}dvigubai padidinus pralaidumą ir padidinus galią tik 50 procentų, 800G yra patraukli įrenginiams, kurių galia ribota.
Linijinė prijungiama optika (LPO) dar labiau sumažina galią perkeldama skaitmeninį signalo apdorojimą į pagrindinio jungiklio ASIC. „Linear Drive“ optinis siųstuvas-imtuvas pašalina skaitmeninio signalo apdorojimo funkciją į jungiklį ASIC, parodydamas pažadą sumažinti galios išsklaidymą ir išlaidas. LPO siųstuvai-imtuvai sunaudoja 40–50 procentų mažiau energijos nei tradiciniai prijungiami prie lygiaverčio pralaidumo.
Pramonės standartai, įgalinantys sąveiką
Kelių{0}}šaltinių sutartys (MSA) užtikrina, kad siųstuvo-imtuvo pralaidumo specifikacijos veiktų tarp tiekėjų. QSFP-DD MSA darbo grupė buvo sudaryta 2016 m. kovo mėn., siekiant patenkinti rinkos poreikį naujos-kartos, didelio-tankio, didelės-greitos prijungiamų, atgal{7}}suderinamų modulių formos faktorių. Šie pramonės konsorciumai apibrėžia mechaninius matmenis, elektrines sąsajas ir šiluminius reikalavimus.
IEEE standartai reglamentuoja Ethernet greitį ir signalizaciją. 400G Ethernet standartas (IEEE 802.3bs) nurodo kelis fizinio sluoksnio variantus: 400GBASE-SR8 daugiamodei šviesolaidinei linijai, 400GBASE-DR4 vienmodžiui šviesolaidžiui iki 500m ir 400GBASE-FR4 2 km atstumui. Kiekviename variante naudojami skirtingi transciverio pralaidumo diegimai, optimizuoti konkrečioms programoms.
Norint plėtoti didelio pralaidumo-intensyvius tinklus. 5G priekinio ir atgalinio ryšio jungtyse naudojamos standartizuotos transciverio pralaidumo sąsajos (25G ir 100G variantai), kad būtų užtikrintas tinkamas skirtingų tiekėjų įrangos tarpusavio ryšys, būtina įdiegti 5G aukščiausios klasės{1}}tinklo architektūrą, integruotą su optiniais siųstuvais-imtuvais.
Dažnai užduodami klausimai
Kaip apskaičiuoti reikiamą ttransciverio pralaidumą jungiklio konstrukcijai?
Pralaidumas lygus duomenų perdavimo spartai vienam kanalui, padaugintam iš kanalų skaičiaus, o PAM4 nuorodos skaičiuojamos kaip du kanalai vienoje fizinėje juostoje. Susumuokite visus aktyvius siųstuvo-imtuvo duomenų perdavimo spartus, taikydami 2x daugiklį PAM4 kanalams, kad nustatytumėte bendrą pralaidumą. Kad išvengtumėte klaidų, būkite žemiau įrenginio.
Ar galiu tame pačiame tinkle maišyti skirtingų pralaidumo siųstuvus-imtuvus?
Taip, bet planuokite atsargiai. Didesnio-pralaidumo saitai gali prisijungti prie mažesnio-pralaidumo įrenginių, jei jungiklis palaiko pertraukos režimą arba priima greičio neatitikimą. Sukonfigūruokite QoS, kad išvengtumėte spūsčių kliūčių taškuose, kur susitinka greitos ir lėtos nuorodos. Užtikrinkite nuoseklų protokolo ir bangos ilgio suderinamumą.
Kokio pralaidumo padidėjimo galiu tikėtis atnaujinus 100G į 400G siųstuvus-imtuvus?
Fizinis pralaidumas padidėja 4 kartus, tačiau efektyvus pajėgumo padidėjimas priklauso nuo perteklinio prenumeratos ir taikomųjų programų derinio. Jei dabartinės 100 G nuorodos vidutiniškai išnaudoja 60 procentų, tikėkitės, kad tie patys srauto modeliai sunaudos 15 procentų 400 G pajėgumo. Prieš deklaruodami perteklinius pajėgumus, atsižvelkite į augimą.
Ar ilgesnės skaidulų linijos sumažina siųstuvo-imtuvo pralaidumą?
Pralaidumas -nelieka pastovus, bet pasiekiamumo apribojimai gali priversti mažesnio spartos-siųstuvus-imtuvus. 400G-DR4 siųstuvas-imtuvas veikia iki 500m, o 400G-FR4 išsiplečia iki 2km naudojant skirtingą optiką. Slopinimas, sklaida ir galios biudžetai riboja atstumą, o ne patį pralaidumą. Pasirinkite siųstuvus-imtuvus, įvertintus pagal reikiamą pasiekiamumą.