وحدات البصرية 400G في اتصال مركز البيانات (DCI)

وحدات البصرية 400G في اتصال مركز البيانات (DCI)

         ووفقاً لبيانات "آي دي سي"، بحلول عام 2025، من المتوقع أن يتم تخزين ما يقرب من 80% من حركة البيانات العالمية في خوادم الأساس والحافة.معدل نمو حركة المرور من الشرق إلى الغرب داخل مراكز البيانات سيكون أعلى بكثير من حركة المرور من الشمال إلى الجنوب والحركة المرورية بين مراكز البياناتيتم استبدال مراكز البيانات التقليدية تدريجياً بمراكز البيانات السحابية مع شعبية الحوسبة السحابية ، والتي حفزت بشكل كبير الطلب السوقي على وحدات 400G الضوئية.

عادةً ما تتكيف احتياجات العميل مع سيناريو التطبيق.أداء الوحدة هو عامل رئيسي للعملاء الذين يسعون إلى قدرة أكبر ومسافات نقل أطولعلى النقيض من ذلك، بالنسبة لنقل المدى القصير داخل مراكز البيانات، تكلفة النقل أكثر أهمية.

لتحقيق قدرة أعلى ، تحتوي وحدات 400G الضوئية على ثلاثة أساليب رئيسية للحد من التكلفة لكل بت:

* تكنولوجيا PAM4: تكنولوجيا PAM4 تحسن بكفاءة كفاءة استخدام النطاق الترددي. عند نفس معدل البود ، فإن معدل البت لإشارة PAM4 هو ضعف معدل إشارة NRZ ،وبالتالي تحسين كفاءة النقل مع خفض التكاليف.

* متعدد الممرات: بالمقارنة مع نظام النقل ذو 4 خطوط، توفر حلول النقل ذو 8 خطوط مزايا في موازنة التكاليف واستهلاك الطاقة.

* رقائق بصرية ذات معدل بوود أعلى: هذه الرقائق تزيد من معدلات الإرسال دون التأثير على مسافة الإرسال. يتم تحديث مختلف الرقائق البصرية بمعدل البود 25G (DML ، EML ، VCSEL) تدريجياً إلى رقائق معدل البود 56G.

          وحدات 400G البصرية شائعة جداً في تطبيقات مراكز البيانات. على سبيل المثال ، يمكن استخدام وحدة 400G QSFP-DD XDR4 في تطبيقات 4x100G من QSFP28-FR-100G. لتطبيقات DCI ، يمكن استخدام وحدة 400G QSFP-DD XDR4 في تطبيقات 4x100G من QSFP28-FR-100G.وتدعم وحدة 400G QSFP-DD FR4 نقل 2km عبر الألياف أحادية الوضع. تدعم وحدات 400G QSFP-DD LR8 و 400G QSFP-DD LR4 أطوال الروابط تصل إلى 10 كم عن طريق نقل أربعة أطوال موجة CWDM. بالإضافة إلى ذلك ، فإن وحدة 400G QSFP-DD ER8 ، المصممة لمسافات أطول ،يمكن أن تغطي 40 كم على G.652 وصلات الألياف ذات الوضع الواحد. يظهر الشكل أدناه حلول الوحدة البصرية لشبكات مراكز البيانات 400G.

       ومع توقع استخدام الملايين من الوحدات الضوئية في محطات قاعدة الجيل الخامس، يحتاج المشغلون بشكل عاجل إلى خفض تكلفة الوحدات الضوئية في استثمارات البنية التحتية للشبكة.يجب أن تكون عمر وحدات البصرية في شبكات نقل الاتصالات أكثر من 10 سنوات وتدعم مسافات نقل تصل إلى 80 كم، مما يفرض متطلبات أعلى على الموثوقية والأداء في سيناريوهات شبكة النقل في المترو.

        لتحقيق معدلات نقل أعلى وتكاليف إنتاج أقل ، تتبنى وحدات 400G لشبكات النقل المتكاملة في المترو تقنيات مماثلة لتلك المستخدمة في شبكات مراكز البيانات:

* وحدات موثوقية أعلى: يتم استخدام عبوات مغلقة لتلبية متطلبات عمر الخدمة لمدة 10 سنوات ومجموعة درجات حرارة العمل من 0 إلى 70 درجة مئوية.

* جهاز استقبال APD عالي الأداء: تحسين حساسية المستقبل.

* تكنولوجيا متماسكة: لتحقيق مسافات نقل تتجاوز 80 كم ، تستخدم حلول 400G تقنية متماسكة.مع تطوير تقنيات تكامل SiP و InP والتطور المستمر لتكنولوجيا CMOS، تتجه الوحدات المتماسكة نحو حجم أصغر واستهلاك طاقة أقل.إن استهلاك الطاقة المنخفض وحجم وحدات 400G ZR الصغير يضعها لتطبيق واسع في سيناريوهات الوصول إلى حافة المترو.

تتطور الوحدات البصرية المتماسكة في ثلاثة اتجاهات:

* كفاءة الطيف: الاستفادة من التطورات المستمرة في خوارزميات oDSP لتحسين كفاءة الطيف وقدرة الألياف الواحدة.

* معدل البود: زيادة معدل البود لكل طول موجة لتحقيق عرض نطاق ترددي أعلى لكل منفذ ، وبالتالي خفض التكلفة واستهلاك الطاقة لكل بت.

* حجم أصغر واستهلاك طاقة أقل: تبني مكونات أوبتو إلكترونية متكاملة وعمليات تصنيع متقدمة وخوارزميات oDSP متخصصة للحد من حجم واستهلاك الطاقة لوحدات 400G.

الاستنتاج

        يتم بالفعل استخدام وحدات الأجهزة الضوئية 400G الرئيسية الحالية على نطاق واسع في سيناريوهات الشبكة المختلفة ، بما في ذلك شبكات مراكز البيانات وشبكات نقل المترو والمسافات الطويلة ،شبكات نقل عالية السعةالطلبات على قدرة أعلى، وتكلفة أقل لكل بت، وانخفاض استهلاك الطاقة تدفع الوحدات البصرية نحو معدلات بيانات أعلى.