การเลือกโมดูลออปติคัล 400g ที่เหมาะสม

 

คำถามฟอร์มแฟคเตอร์ที่ไม่มีวันตาย

 

QSFP-DD หรือ OSFP ทุกคนมีความคิดเห็น การโต้วาทีในการประชุม OFC ร้อนแรงจนทำให้ผู้มาใหม่ในอุตสาหกรรมต้องประหลาดใจ

นี่คือความเป็นจริงในทางปฏิบัติ: QSFP-DD ชนะเกมปริมาณมาก ความเข้ากันได้แบบย้อนหลังกับโครงสร้างพื้นฐาน QSFP28 ที่มีอยู่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่อาจต้านทานได้สำหรับทีมจัดซื้อที่ลงทุนมหาศาลไปกับสายเคเบิล 100G และแชสซีสวิตช์ คุณสามารถใส่โมดูล QSFP28 ลงในพอร์ต QSFP-DD ได้อย่างแท้จริงและใช้งานได้ เรื่องราวการย้ายถิ่นดังกล่าวขายฮาร์ดแวร์ได้มากมาย

ผู้เสนอ OSFP จะบอกคุณ-ถูกต้อง-ว่าฟอร์มแฟคเตอร์ของพวกเขาจัดการระบายความร้อนได้ดีกว่า วอลุ่มทางกายภาพเพิ่มเติม (ใหญ่กว่า QSFP-DD ประมาณ 50%) ทำให้มีงบประมาณด้านพลังงาน 15-20W แทนที่จะเป็นเพดาน 12-14W ที่แคบกว่าซึ่งโมดูล QSFP-DD ประสบปัญหา เมื่อคุณผลักดันระบบออปติก ZR ที่สอดคล้องกันสำหรับการใช้งานในรถไฟใต้ดิน DCI พื้นที่ว่างนั้นมีความสำคัญอย่างมาก

แต่นี่คือสิ่งที่ไม่มีใครพูดถึงในเอกสารทางการตลาด: การใช้งานระดับองค์กรส่วนใหญ่ไม่จำเป็นต้องใช้ ZR พวกเขาต้องการ DR4 สำหรับทางวิ่งกระดูกสันหลัง 500- เมตร- หรืออาจจะเป็น FR4 สำหรับอาคาร 2 กม. - ถึง- ลิงก์อาคาร ที่ระดับพลังงานเหล่านั้น QSFP-DD ทำงานได้ดี ข้อได้เปรียบด้านความร้อนของ OSFP กลายเป็นเรื่องวิชาการ

 

เข้าถึงตัวแปรและปัญหาซุปตัวอักษร

 

SR4, DR4, FR4, LR4, ER4, ZR-ในทางเทคนิคแล้ว รูปแบบการตั้งชื่อนั้นสมเหตุสมผลเมื่อคุณจำได้ แต่การดูวิศวกรรุ่นน้องพยายามระบุรายการวัสดุเป็นครั้งแรกนั้นเป็นเรื่องที่เจ็บปวด

SR4 ทำให้คุณวิ่งได้ 100 เมตรบนมัลติโหมด ใช้ VCSEL ขนาด 850 นาโนเมตร ตัวเชื่อมต่อ MPO-12 ใช้งานได้กับไฟเบอร์ OM3/OM4 ที่มีอยู่แล้วบนพื้นยกของคุณ ตัวเลือกที่ถูกที่สุดโดยไกล นี่คือสิ่งที่คุณปรับใช้ภายในอาคารศูนย์ข้อมูลแห่งเดียวเมื่อระยะทางระหว่างแร็คถึงแร็คของคุณต่ำกว่า 100 เมตร

DR4 ขยายได้ถึง 500 เมตรในโหมดเดี่ยว-โดยใช้ใยแก้วนำแสงแบบขนาน- เส้นใยสี่เส้นแยกกันที่ 1310 นาโนเมตร โดยแต่ละเส้นรับส่งข้อมูล 100Gbps ยังคงใช้ MPO-12 แต่ตอนนี้คุณต้องการ-โรงงานโหมดเดียว จุดที่น่าสนใจสำหรับการเชื่อมต่อ-สู่กระดูกสันหลังในสิ่งอำนวยความสะดวกขนาดใหญ่

FR4 และ LR4 ทั้งคู่ใช้มัลติเพล็กซ์ความยาวคลื่นเพื่อบีบทั้งสี่ช่องสัญญาณลงบนคู่ไฟเบอร์เส้นเดียว FR4 ไปถึง 2 กม. LR4 ดันไปที่ 10 กม. ขั้วต่อ LC ดูเพล็กซ์ ค่าใช้จ่ายเหล่านี้สูงกว่าเนื่องจากเลนส์ CWDM4 และมัลติเพล็กซ์/ดีมัลติเพล็กซ์เพิ่มความซับซ้อน

ความสับสนที่ฉันเห็นบ่อยที่สุด? มีคนระบุ DR4 เมื่อพวกเขาต้องการ FR4 จริงๆ เพราะพวกเขานับเส้นใยไฟเบอร์ผิด DR4 ต้องใช้ 8 ไฟเบอร์ (4 TX, 4 RX) FR4 ต้องใช้ 2 ไฟเบอร์ (1 TX, 1 RX) หากท่อร้อยสายระหว่างอาคารของคุณมีท่อ 12 เส้นเท่านั้น และคุณกำลังวางแผนการเชื่อมต่อ 400G หลายจุด การคำนวณดังกล่าวใช้ไม่ได้กับ DR4

แล้วก็มีคำถามฝ่าวงล้อม

 

โหมดฝ่าวงล้อม: มีประโยชน์จนกว่าจะไม่มีประโยชน์

 

โมดูล 400G-DR4 สามารถแยกออกเป็นการเชื่อมต่อ 4x100G-DR ตามทฤษฎี สิ่งนี้จะให้ความยืดหยุ่นในการโยกย้าย-ซื้อโครงสร้างพื้นฐาน 400G ตอนนี้ ใช้ในโหมด 4x100G จนกว่าความต้องการการรับส่งข้อมูลจะพิสูจน์การดำเนินการ 400G เต็มรูปแบบได้

การนำเสนอทางการตลาดฟังดูดีมาก ความจริงเริ่มยุ่งมากขึ้น

การฝ่าวงล้อมต้องใช้การกำหนดค่าไฟเบอร์เฉพาะ การฝ่าวงล้อม DR4- ถึง 4x100G-DR ของคุณต้องใช้ไฟเบอร์ 8 เส้นบนฝั่ง 400G และกระจายออกเป็นคู่ดูเพล็กซ์สี่คู่บนฝั่ง 100G นั่นไม่ใช่สายแพทช์ที่คุณนั่งอยู่ในลิ้นชักเก็บสายไฟ เป็นชุดประกอบแบบกำหนดเอง ซึ่งมักจะมีการแยก MPO-12 ถึง 4xLC และคุณควรสั่งซื้อขั้วที่ถูกต้อง ไม่เช่นนั้น คุณจะใช้เวลาช่วงเย็นกับตัวติดตามไฟเบอร์และความหงุดหงิดมากมาย

 

 

PAM4 เปลี่ยนแปลงทุกอย่าง (ไม่ใช่เพื่อสิ่งที่ดีกว่าเสมอไป)

 

เลนส์ Pre-400G ใช้การปรับ NRZ ระดับสัญญาณสองระดับ เรียบง่าย. เชื่อถือได้. เลเซอร์เปิดหรือปิด สูงหรือต่ำ แผนภาพตาดูสะอาดตา

400G นำ PAM4 มา: ระดับสัญญาณสี่ระดับเข้ารหัสสองบิตต่อสัญลักษณ์ คุณได้รับอัตราการส่งข้อมูลเป็นสองเท่าโดยไม่ต้องเพิ่มอัตราสัญลักษณ์เป็นสองเท่า วิธีแก้ปัญหาที่ยอดเยี่ยมสำหรับปัญหาฟิสิกส์

ยกเว้น PAM4 โดยพื้นฐานแล้วได้เปลี่ยนลักษณะข้อผิดพลาดของลิงก์แบบออปติคัล

ด้วย NRZ คุณจะมีเสียงรบกวนประมาณ 9.5dB ระหว่างระดับสัญญาณ ด้วย PAM4 นั่นจะลดลงเหลือประมาณ 4.8dB การลงโทษ SNR ตามทฤษฎีจะอยู่ที่ประมาณ 10dB- ซึ่งคำนวณได้เป็น 20×log₁₀(1/3) หากคุณต้องการคำนวณที่แม่นยำ นั่นไม่ใช่ความแตกต่างที่ลึกซึ้ง นั่นคือการลดภูมิคุ้มกันทางเสียงลงอย่างมาก

นี่คือสาเหตุที่ต้องมีการแก้ไขข้อผิดพลาดการส่งต่อสำหรับ 400G ไม่ใช่ทางเลือก ไม่ใช่ "แนะนำสำหรับระยะทางที่ไกลกว่า" บังคับ.

ค่าใช้จ่ายของ FEC จะเพิ่มเวลาแฝง-โดยกำหนดเป้าหมายประมาณ 100 นาโนวินาทีในข้อกำหนดเฉพาะ 802.3- และใช้แบนด์วิดท์เพิ่มเติมที่เพิ่มอัตราสายจริงเป็น 425Gbps แทนที่จะเป็น 400 ใหม่ทั้งหมด ที่สำคัญกว่านั้น หมายความว่าลิงก์ 400G ของคุณทำงานอยู่เสมอโดยมีอัตราข้อผิดพลาดบิตก่อน- FEC ที่ไม่-เป็นศูนย์ซึ่งได้รับการแก้ไขให้เป็นศูนย์อย่างมีประสิทธิภาพ โพสต์-FEC.

ค่าพื้นฐาน-FEC BER ประมาณ 2.4×10⁻⁴ ถือว่ายอมรับได้สำหรับ DR4 นั่นอาจเป็นหายนะสำหรับลิงก์ 100G สำหรับ 400G ที่มี Reed-Solomon FEC ก็ไม่เป็นไร อัตราการสูญเสียเฟรมของโพสต์-ยังคงบรรลุเป้าหมายที่ 10⁻¹²

แต่นี่คือสิ่งที่ดึงดูดผู้คน: เมื่อ FEC ไม่สามารถตามทัน-เมื่อข้อผิดพลาดก่อน-FEC เกินกว่าที่อัลกอริธึมการแก้ไขจะจัดการได้-ความล้มเหลวนั้นไม่สวยงาม ลิงค์ไม่ลดคุณภาพลงอย่างช้าๆ มันตกลงมาจากหน้าผา ช่วงเวลาหนึ่งทุกอย่างดูดีในแดชบอร์ดการตรวจสอบ ช่วงเวลาถัดไปคุณจะเห็นข้อผิดพลาดของเฟรมที่ไม่สามารถแก้ไขได้และการสูญหายของแพ็กเก็ต

ขั้วต่อสกปรกที่ลิงค์ 100G ทนได้ใช่ไหม พวกเขาจะฆ่าลิงก์ 400G เส้นใยส่วนขอบที่มีการลดทอนเพิ่มขึ้นเล็กน้อย? เรื่องเดียวกัน การแก้ไขข้อผิดพลาดจะปกปิดปัญหาจนกระทั่งไม่เป็นเช่นนั้น

 

ฝันร้ายความร้อน

 

สวิตช์ 400G แบบ 32 พอร์ตที่มีโมดูล FR4 เต็มสร้างความร้อน 320-384W จากตัวรับส่งสัญญาณเท่านั้น ก่อนนับสวิตช์ ASIC, พาวเวอร์ซัพพลาย, พัดลม กำลังไฟของระบบทั้งหมดอาจสูงถึง 1,500-2,000W ในแชสซี 1RU

การคำนวณความหนาแน่นของแร็คที่ทำงานสำหรับการปรับใช้ 100G จำเป็นต้องมีการแก้ไขอย่างสมบูรณ์

ตัวโมดูลเองมีช่วงอุณหภูมิในการทำงาน-โดยทั่วไปคือ 0 องศาถึง 70 องศาสำหรับเกรดเชิงพาณิชย์ ฟังดูสมเหตุสมผลจนกว่าคุณจะตระหนักว่า "อุณหภูมิของโมดูล" ได้รับการวัดที่เคส และเคสนั้นอยู่ในกระแสลมใดก็ตามที่สวิตช์ของคุณมีให้ ในแชสซีที่มีผู้คนจำนวนมากโดยมีพอร์ตด้านบนและด้านล่างถูกครอบครองโดยโมดูลที่ร้อนคล้ายกัน การไหลเวียนของอากาศนั้นทำได้ไม่ดีนัก

ฉันเคยเห็นการใช้งานที่โมดูลที่อยู่ตรงกลางของแผงด้านหน้าทำงานร้อนกว่าโมดูลที่ขอบ 8-10 องศา สภาพแวดล้อมโดยรอบเดียวกัน ปริมาณการจราจรเท่ากัน สภาพความร้อนที่แตกต่างกันอย่างมากโดยขึ้นอยู่กับตำแหน่งทางกายภาพเพียงอย่างเดียว

การออกแบบฮีทซิงค์แบบครีบของ OSFP ช่วยได้ที่นี่ ครีบจะเพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับการระบายความร้อนแบบพาความร้อน และ OSFP MSA ระบุข้อกำหนดการไหลเวียนของอากาศที่นักออกแบบสวิตช์ต้องปฏิบัติตาม QSFP-DD อาศัยการออกแบบระบบระบายความร้อนของผู้จำหน่ายสวิตช์มากกว่า ซึ่งมีคุณภาพแตกต่างกันอย่างมาก

การใช้งานคลัสเตอร์ AI/ML บางส่วนได้เปลี่ยนไปใช้การระบายความร้อนด้วยของเหลวด้วยเหตุผลนี้ ลูปการระบายความร้อนโดยตรง-ไปยัง-ชิปหรือการตั้งค่าการจุ่มแบบเต็มจะขจัดข้อจำกัดการไหลเวียนของอากาศโดยสิ้นเชิง แต่นั่นเป็นการตัดสินใจเกี่ยวกับโครงสร้างพื้นฐาน ไม่ใช่สิ่งที่คุณจะแก้ไขโดยการเลือกออปติกที่แตกต่างกัน

 

 

คำถามเกี่ยวกับตัวรับส่งข้อมูลบุคคลที่สาม-

 

ตัวรับส่งสัญญาณ OEM จาก Cisco หรือ Juniper มีราคาสามถึงห้าเท่าของราคาโมดูลของบริษัทอื่นที่เทียบเท่า- บางครั้งก็มากขึ้น ความแตกต่างของราคามีนัยสำคัญเพียงพอที่จะปรากฏในการอภิปรายเรื่องการจัดซื้อจัดจ้าง แม้แต่ในองค์กรที่โดยทั่วไปแล้วกำหนดมาตรฐานจากผู้ขายรายเดียว

บุคคลที่สาม-ทำงานได้ดีเกือบตลอดเวลา ข้อมูลจำเพาะของ MSA มีไว้อย่างชัดเจนเพื่อให้-ผู้ขายหลายรายสามารถทำงานร่วมกันได้ โมดูล QSFP-DD ที่ตรงตามมาตรฐานคือโมดูล QSFP-DD ที่ตรงตามมาตรฐาน ไม่ว่าโลโก้ของใครจะปรากฏบนฉลากก็ตาม

ส่วนใหญ่เวลา

กรณีขอบจะทำให้คุณตั้งคำถามกับความมั่นใจนั้น สลับการอัปเดตเฟิร์มแวร์ที่จู่ๆ ก็แจ้งว่า-ระบบออพติกของบุคคลที่สามที่ทำงานอยู่- ก่อนหน้านี้ว่าไม่รองรับ ข้อมูล DOM/DDM ที่เติมข้อมูลไม่ถูกต้องเนื่องจากการแมป EEPROM ไม่ตรงกับสิ่งที่สวิตช์คาดหวัง บานหน้าต่างลิงก์ไม่ต่อเนื่องซึ่งเกิดขึ้นกับผู้จำหน่ายบางรายเท่านั้นภายใต้รูปแบบการรับส่งข้อมูลเฉพาะ

สถานการณ์การสนับสนุนทำให้เกิดความไม่แน่นอนทางเทคนิค ติดต่อ Cisco TAC เพื่อแจ้งปัญหาเกี่ยวกับลิงก์ แล้วพวกเขาจะถามเกี่ยวกับเลนส์ของคุณ หากคุณใช้โมดูลของบุคคลที่สาม- การสนทนามักจะจบลงตรงนั้น "แทนที่ด้วยตัวรับส่งสัญญาณที่รองรับและโทรกลับหากปัญหายังคงอยู่" เป็นการตอบสนองที่น่าหงุดหงิดแต่คาดเดาได้ทั้งหมด

คำแนะนำของฉัน ไม่ว่ายังไงก็คุ้มค่า: ใช้บุคคลที่สาม-ในห้องแล็บ ระมัดระวังอย่างมากในการผลิต การประหยัดต้นทุน 70-80% ให้ความรู้สึกน่าสนใจน้อยลงเมื่อคุณแก้ไขปัญหาในเวลา 02.00 น. และไม่สามารถแยกแยะออปติกเป็นตัวแปรได้

 

สิ่งที่สำคัญที่สุดในการเลือก

 

หลังจากทราบรายละเอียดทางเทคนิคแล้ว การเลือกโมดูลมักจะมีคำถามเชิงปฏิบัติสองสามข้อ:

จริงๆ แล้วคุณต้องครอบคลุมระยะทางเท่าใด? มีความเฉพาะเจาะจง วัดการวิ่งของไฟเบอร์ เพิ่มระยะขอบสำหรับแพทช์และรอยต่อ จากนั้นเลือกประเภทโมดูลที่ถูกที่สุดซึ่งตรงกับระยะทางนั้นพร้อมพื้นที่ว่าง

มีโรงงานไฟเบอร์อะไรบ้าง? มัลติโหมดในอาคาร โหมดเดี่ยว-ระหว่างอาคารเป็นรูปแบบทั่วไป อย่าต่อสู้กับโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ของคุณ เว้นแต่คุณจะมีเหตุผลที่น่าสนใจ

แพลตฟอร์มสวิตช์ของคุณคืออะไร? ประเภทของพอร์ตน่าจะถูกกำหนดไว้แล้ว QSFP-DD สำหรับการปรับใช้ระดับองค์กรส่วนใหญ่, OSFP สำหรับไฮเปอร์สเกลเลอร์และแอปพลิเคชันโทรคมนาคมบางตัว

คุณเชื่อถือสายเคเบิลของคุณมากแค่ไหน? 400G มีการให้อภัยน้อยกว่า 100G หากสายเคเบิลที่มีโครงสร้างของคุณมีข้อสงสัย-ไฟเบอร์เก่า สงสัยว่ามีการยุติ แพตช์ที่เชื่อมต่อใหม่หลายสิบครั้ง-คาดว่าจะเกิดปัญหา ทำความสะอาดทุกอย่าง ทดสอบทุกอย่าง มิเตอร์วัดกำลังแสงและขอบเขตการตรวจสอบไม่ใช่อุปกรณ์เสริมอีกต่อไป

 

 

คุณต้องการความยืดหยุ่นในการฝ่าวงล้อมหรือไม่? ถ้าใช่ ให้คำนึงถึงการเลือกโมดูลและการออกแบบสายเคเบิลตั้งแต่เริ่มต้น ความสามารถในการแยกชิ้นส่วนเพิ่มเติมมีราคาแพงและก่อกวน

การสร้าง AI/ML กำลังผลักดันไปสู่ ​​800G แล้ว บางองค์กรตั้งคำถามว่า 400G เหมาะสมที่จะเป็นเป้าหมายการใช้งานหรือไม่ หรือควรรอหรือไม่ ไม่มีคำตอบที่เป็นสากล หากการเติบโตของปริมาณข้อมูลของคุณสมเหตุสมผลกับการลงทุนในขณะนี้และระยะเวลาคืนทุนได้ผลทางการเงิน ให้ปรับใช้ 400G หากคุณสามารถขยายโครงสร้างพื้นฐาน 100G ของคุณออกไปอีกรอบการรีเฟรชได้ บางทีระบบนิเวศ 800G อาจจะพร้อมเมื่อคุณต้องการ

คำแนะนำที่น่าเบื่อมักเป็นคำแนะนำที่ถูกต้อง: จับคู่เทคโนโลยีกับข้อกำหนดที่แท้จริง ซื้อจากผู้ขายที่คุณไว้วางใจเพียงพอที่จะช่วยเหลือคุณเมื่อเกิดปัญหา และจำไว้ว่าตัวเลือกที่ถูกที่สุดมักจะไม่ถูกเมื่อคุณคำนึงถึงเวลาในการแก้ไขปัญหา

ไม่เคยมีใครถูกไล่ออกเนื่องจากระบุตัวรับส่งสัญญาณที่ใช้งานได้