Memilih Modul Optik 400g yang Tepat

 

Soalan Faktor Bentuk Yang Tidak Akan Mati

 

QSFP-DD atau OSFP. Setiap orang ada pendapat. Perdebatan di persidangan OFC menjadi hangat dengan cara yang mengejutkan pendatang baru dalam industri.

Inilah realiti praktikal: QSFP-DD memenangi permainan volum. Keserasian ke belakang dengan infrastruktur QSFP28 sedia ada terbukti tidak dapat dilawan oleh pasukan pemerolehan yang telah melabur banyak dalam kabel 100G dan casis suis. Anda benar-benar boleh memasukkan modul QSFP28 ke dalam port QSFP-DD dan ia berfungsi. Kisah migrasi itu menjual banyak perkakasan.

Penyokong OSFP akan memberitahu anda-dengan betul-bahawa faktor bentuk mereka mengendalikan haba dengan lebih baik. Kelantangan fizikal tambahan (kira-kira 50% lebih besar daripada QSFP-DD) membenarkan belanjawan kuasa 15-20W dan bukannya siling 12-14W yang lebih ketat yang dihadapi oleh modul QSFP-DD. Apabila anda menolak optik ZR yang koheren untuk aplikasi DCI metro, ruang kepala itu amat penting.

Tetapi inilah perkara yang tiada siapa yang sebutkan dalam bahan pemasaran: kebanyakan penggunaan perusahaan tidak memerlukan ZR. Mereka memerlukan DR4 untuk larian 500-daun meter-tulang belakang, mungkin FR4 untuk bangunan 2km-ke-pautan binaan. Pada tahap kuasa tersebut, QSFP-DD berfungsi dengan baik. Kelebihan terma OSFP menjadi akademik.

 

Varian Jangkauan dan Masalah Sup Abjad

 

SR4, DR4, FR4, LR4, ER4, ZR-konvensyen penamaan secara teknikalnya masuk akal sebaik sahaja anda menghafalnya, tetapi melihat jurutera muda cuba menentukan senarai bahan untuk kali pertama adalah menyakitkan.

SR4 memberi anda 100 meter melalui pelbagai mod. Menggunakan VCSEL 850nm, penyambung MPO-12, berfungsi dengan gentian OM3/OM4 yang sudah ada di lantai tinggi anda. Pilihan termurah setakat ini. Inilah yang anda gunakan di dalam bangunan pusat data tunggal apabila jarak rak anda-ke rak kekal di bawah 100 meter.

DR4 memanjang hingga 500 meter melalui mod-tunggal menggunakan optik selari-empat gentian berasingan pada 1310nm, setiap satu membawa 100Gbps. Masih menggunakan MPO-12 tetapi kini anda memerlukan loji mod-tunggal. Tempat menarik untuk sambungan-daun ke tulang belakang dalam kemudahan yang lebih besar.

FR4 dan LR4 kedua-duanya menggunakan pemultipleksan panjang gelombang untuk memerah keempat-empat saluran pada pasangan gentian tunggal. FR4 mencapai 2km, LR4 menolak ke 10km. Penyambung LC dupleks. Kos ini lebih tinggi kerana optik CWDM4 dan pemultipleksan/penyahmultipleksan menambah kerumitan.

Kekeliruan yang paling kerap saya lihat? Seseorang menentukan DR4 apabila mereka benar-benar memerlukan FR4 kerana mereka mengira helai gentian salah. DR4 memerlukan 8 gentian (4 TX, 4 RX). FR4 memerlukan 2 gentian (1 TX, 1 RX). Jika konduit antara-bangunan anda hanya mempunyai batang 12 helai dan anda merancang berbilang pautan 400G, matematik tidak berfungsi dengan DR4.

Dan kemudian ada soalan pelarian.

 

Mod Pecah: Berguna Sehingga Tidak

 

Modul 400G-DR4 boleh dipecahkan kepada sambungan 4x100G-DR. Secara teorinya, ini memberikan fleksibiliti penghijrahan-beli infrastruktur 400G sekarang, gunakannya dalam mod 4x100G sehingga permintaan trafik membenarkan operasi 400G penuh.

Padang pemasaran kedengaran hebat. Realiti semakin kucar-kacir.

Breakout memerlukan konfigurasi gentian khusus. Pecahan DR4-ke-4x100G-DR anda memerlukan 8 gentian pada bahagian 400G yang mengalir kepada empat pasangan dupleks pada bahagian 100G. Itu bukan kord tampalan yang anda ada di dalam laci kabel. Ia adalah pemasangan tersuai, selalunya dengan pecahan MPO-12 hingga 4xLC, dan lebih baik anda memesan kekutuban yang betul atau anda akan menghabiskan waktu petang dengan pengesan gentian dan banyak kekecewaan.

 

 

PAM4 Mengubah Segala-galanya (Tidak Sentiasa Menjadi Lebih Baik)

 

Optik pra-400G menggunakan modulasi NRZ. Dua tahap isyarat. Mudah. Boleh dipercayai. Laser sama ada hidup atau mati, tinggi atau rendah. Gambar rajah mata kelihatan bersih.

400G membawa PAM4: empat tahap isyarat pengekodan dua bit setiap simbol. Anda mendapat dua kali ganda kadar data tanpa menggandakan kadar simbol. Penyelesaian cemerlang untuk masalah fizik.

Kecuali PAM4 secara asasnya mengubah ciri ralat pautan optik.

Dengan NRZ, anda mempunyai kira-kira 9.5dB margin hingar antara tahap isyarat. Dengan PAM4, itu menurun kepada kira-kira 4.8dB. Penalti SNR secara teori ialah kira-kira 10dB-dikira sebagai 20×log₁₀(1/3) jika anda mahukan matematik yang tepat. Itu bukan perbezaan yang halus. Itulah pengurangan mendadak dalam imuniti bunyi.

Inilah sebabnya Pembetulan Ralat Hadapan menjadi wajib untuk 400G. Bukan pilihan. Tidak "disyorkan untuk jarak yang lebih jauh." Wajib.

Overhed FEC menambah kependaman-menyasarkan sekitar 100 nanosaat dalam spesifikasi 802.3-dan menggunakan lebar jalur tambahan yang menolak kadar talian sebenar kepada 425Gbps dan bukannya 400 yang bersih. Lebih penting lagi, ini bermakna pautan 400G anda sentiasa berjalan dengan ralat pra-FEC bukan{-}} kadar yang diperbetulkan kepada sifar siaran-FEC dengan berkesan.

Pra-FEC BER sekitar 2.4×10⁻⁴ dianggap boleh diterima untuk DR4. Itu akan menjadi malapetaka untuk pautan 100G. Untuk 400G dengan Reed-Solomon FEC, tidak mengapa. Catatan-Kadar kehilangan bingkai FEC masih mencapai sasaran 10⁻¹².

Tetapi inilah yang menarik perhatian orang: apabila FEC tidak dapat mengikuti-apabila ralat pra-FEC melebihi apa yang boleh dikendalikan oleh algoritma pembetulan-kegagalan adalah tidak baik. Pautan tidak perlahan-lahan merosot. Ia jatuh dari tebing. Seketika semuanya kelihatan baik dalam papan pemuka pemantauan, pada masa berikutnya anda melihat ralat bingkai yang tidak boleh dibetulkan dan kehilangan paket.

Penyambung kotor yang boleh diterima oleh pautan 100G? Mereka akan membunuh pautan 400G. Serat marginal dengan pengecilan sedikit tinggi? Cerita yang sama. Pembetulan ralat menutup masalah sehingga tiba-tiba ia tidak.

 

Mimpi Buruk Terma

 

Suis 32-port 400G yang diisi sepenuhnya dengan modul FR4 menjana 320-384W haba hanya daripada transceiver. Itu sebelum mengira suis ASIC, bekalan kuasa, kipas. Jumlah kuasa sistem boleh mendekati 1500-2000W dalam casis 1RU.

Pengiraan ketumpatan rak yang berfungsi untuk penggunaan 100G memerlukan semakan lengkap.

Modul itu sendiri mempunyai julat suhu operasi-biasanya 0 darjah hingga 70 darjah untuk gred komersial. Bunyinya munasabah sehingga anda menyedari bahawa "suhu modul" akan diukur pada sarung, dan sarung itu berada dalam mana-mana aliran udara yang disediakan oleh suis anda. Dalam casis berpenduduk penuh dengan port di atas dan di bawah diduduki oleh modul panas yang sama, aliran udara itu tidak bagus.

Saya telah melihat penempatan di mana modul di tengah plat muka berjalan 8-10 darjah lebih panas daripada modul di tepi. Persekitaran ambien yang sama, beban trafik yang sama, keadaan terma yang berbeza secara mendadak berdasarkan kedudukan fizikal semata-mata.

Reka bentuk heatsink bersirip OSFP membantu di sini. Sirip menambah luas permukaan untuk penyejukan perolakan, dan OSFP MSA menentukan keperluan aliran udara yang mesti dipenuhi oleh pereka bentuk suis. QSFP-DD lebih bergantung pada reka bentuk haba vendor suis, yang berbeza-beza secara meluas dalam kualiti.

Beberapa penggunaan kluster AI/ML telah beralih kepada penyejukan cecair atas sebab ini. Teruskan-ke-gelung penyejukan cip atau persediaan rendaman penuh menghapuskan kekangan aliran udara sepenuhnya. Tetapi itu adalah keputusan infrastruktur asas, bukan sesuatu yang anda selesaikan dengan memilih optik yang berbeza.

 

 

Soalan Pemancar Pihak-Ketiga

 

Transceiver OEM daripada Cisco atau Juniper berharga tiga hingga lima kali ganda kos modul pihak ketiga-setara. Kadang-kadang lebih. Perbezaan harga cukup ketara sehingga ia muncul dalam perbincangan perolehan walaupun di organisasi yang biasanya menyeragamkan pada vendor tunggal.

Pihak ketiga-berfungsi dengan baik pada kebanyakan masa. Spesifikasi MSA wujud dengan tepat untuk membolehkan -berbilang kendalian vendor. Modul QSFP-DD yang patuh ialah modul QSFP-DD yang patuh tanpa mengira logo yang muncul pada label.

Selalunya.

Kes tepi akan membuat anda mempersoalkan keyakinan itu. Tukar kemas kini perisian tegar yang tiba-tiba membenderakan-optik pihak ketiga-yang sebelum ini berfungsi sebagai tidak disokong. Data DOM/DDM yang tidak diisi dengan betul kerana pemetaan EEPROM tidak sepadan dengan jangkaan suis. Kepak pautan terputus-putus yang hanya berlaku dengan gabungan vendor tertentu di bawah corak trafik tertentu.

Situasi sokongan menambah ketidakpastian teknikal. Hubungi Cisco TAC dengan masalah pautan dan mereka akan bertanya tentang optik anda. Jika anda menjalankan modul pihak ketiga-, perbualan selalunya berakhir di sana. "Ganti dengan transceiver yang disokong dan hubungi semula jika masalah berterusan" ialah respons yang mengecewakan tetapi boleh diramal sepenuhnya.

Syor saya, untuk apa pun nilainya: gunakan pihak ketiga-dalam makmal, berhati-hati dalam pengeluaran. Penjimatan kos 70-80% terasa kurang menarik apabila anda menyelesaikan masalah pada 2 PG dan tidak boleh menolak optik sebagai pembolehubah.

 

Apa Sebenarnya Penting dalam Pemilihan

 

Selepas semua butiran teknikal, pemilihan modul biasanya datang kepada beberapa soalan praktikal:

Apakah jarak yang anda perlukan sebenarnya? Jadi khusus. Ukur larian gentian. Tambahkan margin untuk tampalan dan sambatan. Kemudian pilih jenis modul termurah yang menepati jarak tersebut dengan ruang yang terluang.

Apakah tumbuhan gentian yang wujud? Mod berbilang dalam bangunan, mod tunggal-antara bangunan ialah corak biasa. Jangan melawan infrastruktur sedia ada anda melainkan anda mempunyai alasan yang kukuh.

Apakah platform suis anda? Jenis port mungkin sudah diputuskan. QSFP-DD untuk kebanyakan penggunaan perusahaan, OSFP untuk beberapa aplikasi hyperscaler dan telekom.

Sejauh manakah anda mempercayai kabel anda? 400G kurang memaafkan daripada 100G. Jika kabel berstruktur anda meragukan-gentian lama, syak penamatan, tampalan yang telah disambung semula berpuluh kali-jangkakan masalah. Bersihkan semuanya. Uji segalanya. Meter kuasa optik dan skop pemeriksaan tidak lagi menjadi pilihan.

 

 

Adakah anda memerlukan fleksibiliti pelarian? Jika ya, masukkannya ke dalam pemilihan modul dan reka bentuk kabel dari awal. Keupayaan pelarian semula adalah mahal dan mengganggu.

Binaan AI/ML sedang menuju ke arah 800G sudah. Sesetengah organisasi mempersoalkan sama ada 400G masuk akal sebagai sasaran penggunaan atau sama ada mereka perlu menunggu. Tiada jawapan universal. Jika pertumbuhan trafik anda mewajarkan pelaburan sekarang dan tempoh bayaran balik berfungsi secara kewangan, gunakan 400G. Jika anda boleh meregangkan infrastruktur 100G anda satu lagi kitaran penyegaran, mungkin ekosistem 800G akan sedia apabila anda memerlukannya.

Nasihat yang membosankan biasanya adalah nasihat yang tepat: padankan teknologi dengan keperluan sebenar, beli daripada vendor yang anda cukup percayai untuk menyokong anda apabila keadaan rosak, dan ingat bahawa pilihan paling murah selalunya tidak murah apabila anda mengambil kira masa penyelesaian masalah.

Tiada siapa yang pernah dipecat kerana menyatakan transceiver yang hanya berfungsi.