โมดูลไฟเบอร์มีคุณสมบัติตรงตามมาตรฐานไฟเบอร์

 

โมดูลไฟเบอร์ต้องเป็นไปตามมาตรฐานหลายชั้นเพื่อให้มั่นใจถึงความสามารถในการทำงานร่วมกันระหว่างผู้ขายและอุปกรณ์เครือข่าย ซึ่งรวมถึงข้อตกลงหลาย-แหล่งที่มา (MSA) ที่กำหนดฟอร์มแฟคเตอร์ทางกายภาพ มาตรฐาน IEEE ที่ควบคุมโปรโตคอลการส่งข้อมูล และข้อกำหนด IEC ที่ครอบคลุมอินเทอร์เฟซแบบออปติคอลและการทดสอบประสิทธิภาพ การทำความเข้าใจว่ามาตรฐานเหล่านี้โต้ตอบกันอย่างไรถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับวิศวกรเครือข่ายในการเลือกโมดูลที่เข้ากันได้สำหรับศูนย์ข้อมูล เครือข่ายโทรคมนาคม และสภาพแวดล้อมขององค์กร

 

 

สถาปัตยกรรมมาตรฐานสามชั้น-

 

โมดูลไฟเบอร์ออปติกไม่เป็นไปตามมาตรฐานเดียว- แต่ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดในสามชั้นมาตรฐานที่แตกต่างกันแต่เชื่อมโยงถึงกัน แต่ละเลเยอร์จะจัดการกับแง่มุมที่แตกต่างกันของการออกแบบและการทำงานของโมดูล โดยสร้างเฟรมเวิร์กที่ครอบคลุมซึ่งช่วยให้ตลาดตัวรับส่งสัญญาณแบบออปติคอลทั่วโลกมูลค่า 14.1 พันล้านดอลลาร์สามารถทำงานได้โดยมี-ความเข้ากันได้ของผู้จำหน่ายข้ามสายที่เชื่อถือได้

ข้อตกลงหลาย-แหล่งที่มา: Foundation Layer

MSA ทำหน้าที่เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมโดยพฤตินัยที่จัดตั้งขึ้นโดยกลุ่มพันธมิตรของผู้ผลิต แทนที่จะเป็นหน่วยงานมาตรฐานอย่างเป็นทางการ Small Form-ปัจจัย Pluggable (SFP) MSA ที่เผยแพร่ผ่านข้อกำหนด INF-8074i, SFF-8431 และ SFF-8472 กำหนดขนาดทางกล พินเอาท์ทางไฟฟ้า และอินเทอร์เฟซการตรวจสอบการวินิจฉัยแบบดิจิทัลที่ช่วยให้โมดูล SFP จากผู้จำหน่ายใดๆ สามารถประกอบเข้ากันทางกายภาพและเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับอุปกรณ์โฮสต์ได้

ความแตกต่างที่สำคัญ: การปฏิบัติตามข้อกำหนด MSA รับประกันความเข้ากันได้ทางกายภาพและทางไฟฟ้า แต่ไม่รับประกันประสิทธิภาพด้านแสงหรือการสนับสนุนโปรโตคอล โมดูลสามารถเป็นไปตามมาตรฐาน MSA- ได้ แต่ไม่ตรงตามงบประมาณด้านพลังงานแสงหรือข้อกำหนดความยาวคลื่นที่จำเป็นสำหรับการใช้งานเฉพาะ นี่คือสาเหตุที่ผู้ผลิตอุปกรณ์รายใหญ่อย่าง Cisco, Juniper และ HPE ใช้การล็อกเฟิร์มแวร์ที่ปฏิเสธ-โมดูลของบริษัทอื่น- ซึ่งไม่ได้เกิดจากการเข้ากันไม่ได้ของปัจจัยด้านฟอร์ม แต่เพื่อควบคุมการตรวจสอบประสิทธิภาพด้านออปติคอล

วิวัฒนาการของ MSA ในปัจจุบันสะท้อนถึงความต้องการแบนด์วิธ MSA QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density) ซึ่งสรุปในปี 2019 ช่วยให้สามารถส่งสัญญาณ 400G และ 800G ได้โดยใช้ช่องทางไฟฟ้า 8 เลน แทนที่จะเป็น 4 เลน ภายในปี 2024 มีการจัดส่งโมดูล 800G เกิน 5 ล้านหน่วย โดยได้แรงหนุนจากผู้ให้บริการศูนย์ข้อมูลระดับไฮเปอร์สเกลที่อัปเกรดแฟบริคเครือข่ายเพื่อรองรับปริมาณงานการฝึกอบรม AI ที่สร้างการรับส่งข้อมูลตะวันออก-ตะวันตกมากกว่าแอปพลิเคชันแบบเดิมถึง 10-100 เท่า

มาตรฐาน IEEE: เลเยอร์โปรโตคอล

คณะทำงาน IEEE 802.3 พัฒนามาตรฐานการส่งข้อมูลอีเธอร์เน็ตที่ระบุอัตราข้อมูล รูปแบบการเข้ารหัส และประเภทไฟเบอร์ ความสัมพันธ์ระหว่างมาตรฐาน IEEE และโมดูลไฟเบอร์มีความสัมพันธ์โดยตรง: ข้อกำหนด IEEE แต่ละรายการจะกำหนดคุณลักษณะทางแสงที่ตัวรับส่งสัญญาณต้องรองรับ

IEEE 802.3ae ซึ่งให้สัตยาบันในปี 2545 สำหรับอีเทอร์เน็ต 10 กิกะบิต ได้สร้างพารามิเตอร์ที่สำคัญซึ่งยังคงใช้ในการใช้งานในปี 2567:

10GBASE-อาร์: ความยาวคลื่น 850 นาโนเมตร, มัลติไฟเบอร์, สูงสุด 300 ม. บนไฟเบอร์ OM3

10GBASE-LR: ความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตร ไฟเบอร์โหมดเดี่ยว- สูงสุด 10 กม

10GBASE-เอ่อ: ความยาวคลื่น 1550 นาโนเมตร ไฟเบอร์โหมดเดี่ยว- สูงสุด 40 กม

มาตรฐานระบุรูปแบบการเข้ารหัส 64B/66B ที่ให้อัตราสาย 10.3125 Gbps เพื่อให้ได้ปริมาณข้อมูล 10 Gbps โมดูลต้องเป็นไปตามงบประมาณพลังงานแสงที่กำหนดไว้-โดยทั่วไปคือ 7.3 dB สำหรับ 10GBASE-SR และ 10.5 dB สำหรับ 10GBASE-LR- วัดระหว่างเอาต์พุตตัวส่งสัญญาณขั้นต่ำและความไวของตัวรับขั้นต่ำ

งาน IEEE ล่าสุดตอบสนองความต้องการระดับไฮเปอร์สเกล กองกำลังเฉพาะกิจ P802.3df แบ่งออกเป็นโปรเจ็กต์ 100G และ 200G ต่อ-เลนในปี 2022 โดยมีเป้าหมายในช่วงกลาง-ปี 2024 ให้แล้วเสร็จสำหรับข้อกำหนด 400G และ 800G บนทั้งไฟเบอร์โหมดมัลติและโหมดเดี่ยว- มาตรฐานเหล่านี้จะกำหนดพารามิเตอร์ออปติคอลสำหรับ-โมดูลรุ่นต่อไปที่จัดส่งในรูปแบบมาตรฐานล่วงหน้าไปยังผู้ให้บริการระบบคลาวด์รายใหญ่แล้ว

มาตรฐาน IEC: เลเยอร์ประสิทธิภาพ

คณะกรรมการด้านเทคนิคของคณะกรรมการเทคนิคไฟฟ้าระหว่างประเทศ (IEC) 86 พัฒนาชุดมาตรฐานที่สำคัญสามชุดสำหรับโมดูลไฟเบอร์:

มาตรฐาน IEC 61754กำหนดขนาดอินเทอร์เฟซของตัวเชื่อมต่อเพื่อให้มั่นใจว่าสามารถทำงานร่วมกันได้ทางกล ตัวอย่างเช่น ข้อกำหนด IEC 61754-4 สำหรับตัวเชื่อมต่อ SC กำหนดเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตของพื้นผิวปลายเฟอร์รูลที่ 0-12 องศาสำหรับตัวเชื่อมต่อแบบสัมผัสทางกายภาพแบบทำมุม (APC) ที่ใช้ในแอปพลิเคชันโหมดเดียวเพื่อลดการสะท้อนกลับให้เหลือต่ำกว่า -60 dB

IEC 61753ให้มาตรฐานการปฏิบัติงานในประเภทด้านสิ่งแวดล้อม หมวดหมู่ O (นอกโรงงาน) กำหนดให้โมดูลทำงานตั้งแต่ -40 องศาถึง +70 องศา โดยมีความชื้นสัมพัทธ์ 95% ในขณะที่หมวดหมู่ C (สภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม) ระบุการทำงานตั้งแต่ 0 องศาถึง +70 องศา โดยทั่วไปแล้ว ผู้ปฏิบัติงานศูนย์ข้อมูลจะใช้โมดูล Category C แต่การใช้งานไซต์เซลล์ต้องการตัวรับส่งสัญญาณเกรดอุตสาหกรรม Category O พร้อมการเคลือบแบบสอดคล้องและการป้องกัน ESD ที่ได้รับการปรับปรุง

IEC 60793-2-50ครอบคลุมข้อกำหนดเฉพาะของไฟเบอร์โหมดเดี่ยว- รวมถึงความแตกต่างที่สำคัญระหว่างประเภทไฟเบอร์ OS1 (การลดทอนสูงสุด 1.0 dB/km) และ OS2 (สูงสุด 0.4 dB/km) เอกสารข้อมูลโมดูลต้องระบุประเภทไฟเบอร์ที่เข้ากันได้ เนื่องจากโมดูลที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับไฟเบอร์ที่สูญเสียต่ำเป็นพิเศษของ OS2 -- อาจไม่บรรลุผลการเข้าถึงที่ระบุเหนือการติดตั้ง OS1 รุ่นเก่า เนื่องจากการกระจายตัวและการลดทอนที่สะสม

 

การปฏิบัติตามมาตรฐานในทางปฏิบัติ

 

ผู้ผลิตอุปกรณ์เครือข่ายระบุข้อกำหนดของโมดูลโดยใช้มาตรฐานเหล่านี้ร่วมกัน เอกสารข้อมูลทั่วไปอาจระบุว่า: "สอดคล้องกับ MSA SFP+, IEEE 802.3ae 10GBASE-SR, IEC 61754-20 LC duplex connector" ชวเลขนี้สื่อสาร:

ฟอร์มแฟคเตอร์ทางกายภาพตรงกับ SFP+ MSA (SFF-8431)

ประสิทธิภาพด้านออปติคัลตรงตามข้อกำหนด IEEE 10GBASE-SR (850nm, มัลติโหมด)

อินเทอร์เฟซของตัวเชื่อมต่อเป็นไปตามมาตรฐานมิติ IEC

อินเทอร์เฟซทางไฟฟ้าใช้มาตรฐานI²Cสำหรับการวินิจฉัยแบบดิจิทัล (SFF-8472)

ภาระในการปฏิบัติตามข้อกำหนดตกอยู่กับผู้ผลิตโมดูลที่ต้องทดสอบตามข้อกำหนดหลายข้อ โมดูล 100GBASE-SR4 QSFP28 เดี่ยวต้องมีการตรวจสอบความถูกต้องของ:

สี่เลนออปติคัล 25 Gbps อิสระ

ความแม่นยำของความยาวคลื่นภายใน ±6 นาโนเมตรของจุดศูนย์กลาง 850 นาโนเมตร

กำลังแสงต่อเลนระหว่าง -7.6 dBm ถึง -1.3 dBm (ส่ง)

ความไวของตัวรับดีกว่า -9.5 dBm ต่อเลน

งบประมาณลิงก์ทั้งหมดที่รองรับ 100m บนไฟเบอร์ OM4

ช่วงอุณหภูมิในการทำงานตามหมวด IEC

การปฏิบัติตาม EMI ตาม FCC ส่วนที่ 15 คลาส B

การวินิจฉัยแบบดิจิทัลตามข้อกำหนด SFF-8636 MSA

การตรวจสอบความถูกต้องมาตรฐาน-หลายรายการนี้จะอธิบายส่วนต่างราคาระหว่างโมดูล OEM และ-บุคคลที่สาม ผู้จำหน่ายรายใหญ่อย่าง Cisco ทำการทดสอบนี้ใน-บริษัทและเข้ารหัสผลลัพธ์ในโมดูล EEPROM ในขณะที่-ซัพพลายเออร์บุคคลที่สามจะต้องทำซ้ำการทดสอบหรืออาศัยข้อกำหนดเฉพาะของผู้จำหน่ายชิปเซ็ต- เพื่อสร้างความไม่แน่นอนในความเข้ากันได้ที่ผลักดันการล็อกของผู้จำหน่าย-ในทางปฏิบัติ

 

ภูมิภาคและการใช้งาน-มาตรฐานเฉพาะ

 

นอกเหนือจากกรอบการทำงาน MSA-IEEE-IEC หลักแล้ว มาตรฐานระดับภูมิภาคยังเพิ่มข้อกำหนดสำหรับตลาดเฉพาะอีกด้วย

มาตรฐาน TIA สำหรับอเมริกาเหนือ

คณะอนุกรรมการ TR-42.11 ของสมาคมอุตสาหกรรมโทรคมนาคม (TIA) เผยแพร่ TIA-568.3-E ในเดือนกันยายน 2022 โดยระบุเรื่องการวางสายเคเบิลใยแก้วนำแสงในสถานที่ มาตรฐานนี้สอดคล้องกับระบบการตั้งชื่อของ IEC ในขณะที่เพิ่มแนวทางปฏิบัติในการปรับใช้ในอเมริกาเหนือ:

รหัสสีของตัวเชื่อมต่อ: สีเบจสำหรับมัลติโหมด, สีน้ำเงินสำหรับโหมดเดี่ยว-, สีเขียวสำหรับตัวเชื่อมต่อ APC

วิธีการขั้วสำหรับตัวเชื่อมต่ออาร์เรย์ MPO (ประเภท A, B, C, U1, U2)

ขีดจำกัดการสูญเสียช่องสัญญาณ: 1.5 dB สำหรับมัลติโหมด 850nm, 1.0 dB สำหรับโหมดเดี่ยว 1310nm{4}}

TIA-568.3-E เปิดตัวการเปลี่ยนผ่านไฟเบอร์ Type-U2 สำหรับโมดูลแยก MPO- ไปเป็น- LC ช่วยให้สามารถโยกย้ายจาก duplex LC ไปเป็นการเชื่อมต่อ 40G/100G ที่ใช้อาเรย์- โดยไม่ต้องเปลี่ยนสายเคเบิลหลัก สิ่งนี้สำคัญสำหรับศูนย์ข้อมูลที่จะอัปเกรดจาก 10G เป็น 100G โดยที่โรงงานไฟเบอร์ OM4 ที่มีอยู่ซึ่งมีขั้ว Type-B สามารถรองรับโมดูล 100GBASE-SR4 QSFP28 โดยใช้คาสเซ็ต Type-U2

โทรคมนาคม-ข้อกำหนดเฉพาะ

เครือข่ายผู้ให้บริการปฏิบัติตามข้อกำหนดเพิ่มเติมจาก ITU-T และ Telcordia มาตรฐานเครือข่ายการขนส่งแบบออปติคอล (OTN) ของ ITU-T G.709 กำหนดค่าใช้จ่ายในการแก้ไขข้อผิดพลาดไปข้างหน้า (FEC) และโครงสร้างเฟรมสำหรับการส่งข้อมูลระยะไกล- โมดูล DWDM (มัลติเพล็กซ์การแบ่งความยาวคลื่นหนาแน่น) สำหรับรถไฟใต้ดินและระยะไกล-ต้องรองรับกริดความถี่ ITU-T G.694.1:

ระยะห่าง 100 GHz: DWDM แบบดั้งเดิม, 80+ ความยาวคลื่นในแถบ C-

ระยะห่าง 50 GHz: ความจุเพิ่มขึ้น, 160+ ความยาวคลื่น

ตารางที่ยืดหยุ่น: ความกว้างของช่องสัญญาณที่เปลี่ยนแปลงได้สำหรับ 400G/800G ที่สอดคล้องกัน

Telcordia GR-468-CORE ระบุการทดสอบความน่าเชื่อถือสำหรับโมดูลเส้นใยพืชภายนอก ได้แก่:

การหมุนเวียนความร้อน: -40 องศาถึง +85 องศา ขั้นต่ำ 500 รอบ

การทดสอบการสั่นสะเทือน: การกวาด 10-500 Hz, การเร่งความเร็ว 1.5G

การทดสอบการตก: การตกอย่างอิสระ 1 เมตรบนพื้นคอนกรีต

ข้อกำหนดเหล่านี้แยกโมดูลศูนย์ข้อมูลเชิงพาณิชย์ออกจากตัวรับส่งสัญญาณระดับผู้ให้บริการ- SFP+ เชิงพาณิชย์มูลค่า $150 อาจล้มเหลวหลังจาก 50,000 ชั่วโมง (5.7 ปี) ในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมสภาพอากาศ- ในขณะที่ SFP+ เกรดผู้ให้บริการมูลค่า $450- อาจอยู่รอดได้ 250,000 ชั่วโมง (28.5 ปี) โดยต้องเผชิญกับอุณหภูมิที่ขยายออกไปและความเครียดเชิงกล

 

 

ต้นทุนการปฏิบัติตามมาตรฐาน

 

ราคาโมดูลสะท้อนถึงภาระการทดสอบและการตรวจสอบ การวิเคราะห์ราคาตลาดปี 2024 แสดงให้เห็นว่า:

ประเภทโมดูล	ราคา OEM	MSA-บุคคลที่สามที่ปฏิบัติตามข้อกำหนด-	ราคาเดลต้า
10G SFP+ เอสอาร์	$245	$35	ประหยัด 86%
40G คิวเอสเอฟพี+ SR4	$850	$125	ประหยัด 85%
100G QSFP28 SR4	$1,200	$180	ประหยัด 85%
400G QSFP-DD SR8	$3,500	$580	ประหยัด 83%

ราคาพรีเมียมที่สม่ำเสมอ 83-86% สำหรับโมดูล OEM เกิดจากหลายปัจจัยที่นอกเหนือจากต้นทุนส่วนประกอบเพียงอย่างเดียว ผู้จำหน่าย OEM โต้แย้งราคารวมถึง:

การทดสอบการตรวจสอบมาตรฐานเต็มรูปแบบตลอดทั้งอุณหภูมิ แรงดันไฟฟ้า และพารามิเตอร์ทางแสง

การรับประกันเพิ่มเติม(โดยมากจะมีอายุการใช้งานเทียบกับ. 1-3 ปีสำหรับบุคคลที่สาม-)

การรวมเฟิร์มแวร์รับประกันการกำหนดค่าอัตโนมัติด้วยอุปกรณ์โฮสต์

ความปลอดภัยของห่วงโซ่อุปทานพร้อมการตรวจสอบย้อนกลับส่วนประกอบและการป้องกันการปลอมแปลง

โมดูลที่สอดคล้องกับ- MSA ของบริษัทอื่น-ได้รับการทดสอบที่คล้ายกัน แต่อาจใช้อุปกรณ์ทดสอบที่แตกต่างกัน ลดขนาดตัวอย่าง หรือข้อมูลผู้จำหน่ายชิปเซ็ต แทนที่จะใช้การตรวจสอบความถูกต้องต่อ-โมดูล ความเสี่ยง: โมดูลจำนวนหนึ่งอาจผ่านการตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนด MSA ขั้นพื้นฐาน แต่ล้มเหลวที่อุณหภูมิสุดขั้วหรือหลังการทำงานเป็นเวลานาน ผู้ดำเนินการศูนย์ข้อมูลที่จัดการโมดูล 100,000+ โมดูลจะรักษาสมดุลระหว่างความเสี่ยงนี้กับการประหยัดต้นทุนการจัดซื้อที่เกือบ 100 ล้านดอลลาร์ต่อปีสำหรับการติดตั้งขนาดใหญ่

การล็อกของผู้ขาย-ในศูนย์อภิปรายเกี่ยวกับการล็อกเฟิร์มแวร์ที่ปฏิเสธโมดูลของบุคคลที่สามที่สอดคล้องกับ MSA-- การตอบสนองของ Cisco: การล็อคช่วยให้มั่นใจได้ว่าเฉพาะโมดูลที่ผ่านการตรวจสอบแล้วเท่านั้นที่ทำงานบนสวิตช์ ช่วยป้องกันปัญหาการสนับสนุนจากตัวรับส่งสัญญาณที่เข้ากันไม่ได้ นักวิจารณ์โต้แย้งว่ามาตรฐาน MSA ควรให้ความเข้ากันได้ที่เพียงพอโดยไม่มี-การเข้ารหัสเฉพาะของผู้จำหน่าย ความเป็นจริงของตลาด: ผู้ให้บริการระดับองค์กรส่วนใหญ่ยอมรับ-โมดูลของบริษัทอื่นสำหรับสวิตช์เอดจ์ แต่ระบุโมดูล OEM สำหรับอุปกรณ์เครือข่ายหลักที่ต้นทุนการหยุดทำงานเกินกว่าการประหยัดโมดูล

 

ความท้าทายด้านมาตรฐานที่เกิดขึ้นใหม่

 

การเปลี่ยนไปใช้ 800G และ 1.6T ทำให้เกิดความท้าทายในการประสานงานมาตรฐานซึ่งจะไม่ได้รับการแก้ไขจนกว่าจะถึงปี 2025-2026

ปัญหาการใช้พลังงาน

ข้อกำหนด QSFP{0}}DD MSA ปัจจุบันอนุญาตให้มีกำลังโมดูลสูงสุด 15W ซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้งาน 400G ส่วนใหญ่ แต่ปลั๊กเสียบที่สอดคล้องกัน 800G เข้าใกล้ 20W และโมดูล 1.6T อาจต้องใช้ 25-30W สิ่งนี้สร้างปัญหาการจัดการระบายความร้อน: พอร์ต 32 พอร์ตของโมดูล 25W สร้างภาระความร้อน 800W ในสวิตช์ตัวเดียว บวกกับค่าใช้จ่ายด้านพลังงานของสวิตช์ ASIC 15-20%

Co-แพ็คเกจออปติก (CPO) ซึ่งเอ็นจิ้นออปติคอลรวมเข้ากับสวิตช์ ASIC โดยตรง ให้สัญญาว่าจะย่อย-5W ต่อพอร์ต 800G แต่ CPO ต้องการมาตรฐานใหม่สำหรับการรวมเชิงกล อินเทอร์เฟซการระบายความร้อน และ I/O ไฟฟ้าระหว่างออปติกและ ASIC Consortium for On-Board Optics (COBO) ก่อตั้งขึ้นในปี 2023 เพื่อแก้ไขช่องว่างนี้ แต่สวิตช์ CPO การผลิตจะไม่ปรับใช้จนกว่าจะถึงปี 2025-2026

ข้อกำหนดเครือข่าย AI

คลัสเตอร์การฝึกอบรม AI สร้างข้อกำหนดเฉพาะที่มาตรฐานที่มีอยู่ยังไม่ครอบคลุมทั้งหมด คลัสเตอร์ GPU ของ NVIDIA ใช้ NVLink ที่เป็นกรรมสิทธิ์สำหรับการสื่อสารระหว่าง-GPU แต่ GPU-เพื่อ-สลับการเชื่อมต่อจะใช้อีเทอร์เน็ตมาตรฐาน ความไม่ตรงกันทำให้เกิดปัญหาคอขวดที่ผู้ปฏิบัติงานแก้ไขด้วย:

โมดูลเวลาแฝงต่ำเป็นพิเศษ: เวลาแฝงต่ำกว่า 300ns เทียบกับ. 500-800ns สำหรับตัวรับส่งสัญญาณมาตรฐาน

ข้อกำหนดความกระวนกระวายใจต่ำ-: <100fs RMS vs. standard 500fs requirements

FEC ที่ปรับปรุงแล้ว: การแก้ไขข้อผิดพลาดที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นสำหรับช่องไฟฟ้าที่มีเสียงดังในแร็ค GPU ความหนาแน่นสูง-

Ultra Ethernet Consortium ก่อตั้งขึ้นในปี 2023 กำลังพัฒนาข้อกำหนดสำหรับอีเทอร์เน็ตที่ปรับให้เหมาะสมด้วย AI- ซึ่งจะต้องใช้ความสามารถของโมดูลใหม่ มาตรฐานจะยังไม่เสร็จสิ้นจนกว่าจะถึงปลายปี 2025 แต่ผู้ปฏิบัติงานระดับไฮเปอร์สเกลกำลังปรับใช้การใช้งานมาตรฐานก่อน-เพื่อตอบสนองความต้องการด้านความจุในทันที

มาตรฐานความยั่งยืน

คำสั่งการออกแบบเชิงนิเวศ-ของสหภาพยุโรปจะกำหนดให้โมดูลไฟเบอร์ที่ขายในตลาดสหภาพยุโรปเพื่อให้บรรลุเป้าหมายประสิทธิภาพการใช้พลังงานภายในปี 2026 ข้อเสนอเบื้องต้นแนะนำว่า:

พลังงานสูงสุดต่อ Gbps: 0.5W สำหรับ 400G, 0.3W สำหรับ 800G

อายุการใช้งานขั้นต่ำ 7 ปี

บรรจุภัณฑ์รีไซเคิลได้และวัสดุที่เป็นไปตามข้อกำหนด RoHS{0}}

คำประกาศผลิตภัณฑ์ด้านสิ่งแวดล้อม (EPD) ที่บันทึกการปล่อยก๊าซคาร์บอน

ข้อกำหนดเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะกลายเป็นมาตรฐานสากลโดยพฤตินัย เนื่องจากผู้ผลิตจะไม่แยกสายผลิตภัณฑ์แยกต่างหากสำหรับตลาดที่แตกต่างกัน ผู้จำหน่ายโมดูลกำลังออกแบบเพื่อเป้าหมายเหล่านี้อยู่แล้ว: การเปิดตัวโมดูล 400G โดยเฉลี่ย 8W (0.02W ต่อ Gbps) ในปี 2567 แสดงให้เห็นว่าสามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดได้ แต่การทดสอบการตรวจสอบและเอกสารประกอบจะมีค่าใช้จ่ายเพิ่ม

 

กรอบการคัดเลือกมาตรฐาน

 

วิศวกรเครือข่ายที่ประเมินโมดูลไฟเบอร์สำหรับการใช้งานเฉพาะควรตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดในหลายมิติ:

ชั้นทางกายภาพ:

ฟอร์มแฟคเตอร์ MSA (SFP+, QSFP28, QSFP-DD ฯลฯ)

ประเภทตัวเชื่อมต่อ (LC, MPO, CS) และมาตรฐานอินเทอร์เฟซ (IEC 61754 series)

หมวดหมู่อุณหภูมิในการทำงาน (IEC 61753)

ชั้นแสง:

มาตรฐานการส่งข้อมูล IEEE (10GBASE-SR, 100GBASE-DR ฯลฯ)

ความยาวคลื่นและประเภทไฟเบอร์ (850nm MMF, 1310nm SMF, CWDM, DWDM)

เชื่อมโยงงบประมาณและการเข้าถึงสูงสุด

ประเภท FEC หากจำเป็น (RS-FEC, KP-FEC ฯลฯ)

ชั้นไฟฟ้า:

การส่งสัญญาณอินเทอร์เฟซโฮสต์ (SFI, CAUI-4 ฯลฯ )

อินเทอร์เฟซการวินิจฉัยแบบดิจิตอล (SFF-8472, SFF-8636)

การใช้พลังงานและการกระจายความร้อน

ชั้นบังคับ:

การรับรองความปลอดภัย (UL, CE, FCC)

การปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม (RoHS, REACH)

มาตรฐานระดับภูมิภาค (TIA-568 สำหรับอเมริกาเหนือ, EN 50173 สำหรับยุโรป)

ข้อผิดพลาดทั่วไป: สมมติว่าการปฏิบัติตามข้อกำหนด MSA ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสามารถในการทำงานร่วมกันอย่างสมบูรณ์ โมดูลอาจเป็นไปตามข้อกำหนด MSA ในด้านกลไกและทางไฟฟ้า- แต่ใช้ความยาวคลื่นเลเซอร์ที่ไม่ใช่- มาตรฐาน ระดับพลังงานแสงที่ไม่ถูกต้อง หรืออัลกอริทึม FEC ที่เข้ากันไม่ได้ ซึ่งป้องกันการสร้างลิงก์ด้วย ASIC สวิตช์เฉพาะ นี่คือสาเหตุที่ผู้ให้บริการรายใหญ่รักษารายชื่อผู้จำหน่าย (QVL) ที่มีคุณสมบัติตามการทดสอบการทำงานร่วมกันจริง แทนที่จะอ้างการปฏิบัติตามมาตรฐาน

 

คำถามที่พบบ่อย

 

อะไรคือความแตกต่างระหว่างโมดูลที่เข้ากันได้กับ MSA-และ OEM-

โมดูลที่สอดคล้องกับ MSA- ตรงตามมาตรฐานรูปแบบอุตสาหกรรมและมาตรฐานอินเทอร์เฟซทางไฟฟ้า แต่อาจขาด-การเข้ารหัสเฟิร์มแวร์เฉพาะของผู้จำหน่าย โมดูลที่เข้ากันได้กับ OEM- มีการเข้ารหัสนี้ ซึ่งช่วยให้สามารถดำเนินการในอุปกรณ์ที่ผู้ขาย-ล็อกไว้ได้ ทั้งสองประเภทสามารถตอบสนองมาตรฐานประสิทธิภาพออปติคอลเดียวกัน (IEEE, IEC) แต่ต่างกันในเรื่องการยอมรับสวิตช์

ฉันสามารถใช้โมดูลโหมดเดี่ยว-กับมัลติไฟเบอร์ได้หรือไม่

ไม่มีประสิทธิภาพ. โมดูลโหมดเดี่ยว-ใช้ลำแสงเลเซอร์-แคบ (แกน 9μm) ที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับไฟเบอร์โหมดเดี่ยว- (แกน 9μm) การปล่อยลำแสงนี้ไปยังมัลติโหมดไฟเบอร์ (แกน 50-62.5μm) ทำให้เกิดการกระจายตัวแบบโมดอลที่จำกัดการเข้าถึงอย่างรุนแรง-โดยทั่วไปต่ำกว่า 300 เมตร โมดูลย้อนกลับ (โมดูลมัลติโหมดบนไฟเบอร์โหมดเดี่ยว-) ใช้งานไม่ได้เนื่องจากลำแสง LED หรือ VCSEL กว้างเกินไปสำหรับแกนโหมดเดี่ยว

เหตุใดโมดูล 800G จึงมีราคาต่อ Gbps ต่ำกว่าโมดูล 400G

ต้นทุนโมดูลถูกครอบงำโดยส่วนประกอบทางแสง (เลเซอร์ เครื่องตรวจจับแสง) และชิป DSP มากกว่าความเร็วของพอร์ต โมดูล 800G ที่ใช้เลน 100G แปดเลนใช้ต้นทุนบรรจุภัณฑ์ ตัวเชื่อมต่อ และอินเทอร์เฟซร่วมกันเป็นสองเท่าของแบนด์วิดท์ของโมดูล 400G ที่มีเลน 100G สี่เลน เมื่อปริมาณการผลิตเพิ่มขึ้น โมดูล 800G มีราคาเข้าใกล้ 0.70-0.85 ดอลลาร์ต่อ Gbps เทียบกับ 1.20-1.50 ดอลลาร์ต่อ Gbps สำหรับ 400G

ฉันจะตรวจสอบโมดูลที่ตรงตามมาตรฐานหลายประการได้อย่างไร

ตรวจสอบเอกสารข้อมูลโมดูลเพื่อดูการอ้างมาตรฐานที่ชัดเจน (ไม่ใช่แค่ "เข้ากันได้กับ") ค้นหาหมายเลขข้อกำหนด MSA (SFF-8431 สำหรับ SFP+), หมายเลขมาตรฐาน IEEE (802.3ae สำหรับ 10G) และหมวดหมู่ประสิทธิภาพของ IEC รายงานการทดสอบของผู้ผลิตควรจัดทำแผนผังสายตา การวัดกำลัง และการทดสอบด้านสิ่งแวดล้อม สำหรับการใช้งานที่สำคัญ โปรดขอโมดูลตัวอย่างสำหรับการทดสอบคุณสมบัติภายในองค์กรกับอุปกรณ์เฉพาะและโรงงานไฟเบอร์ของคุณ

 

มองไปที่แนวทางปฏิบัติของผู้ขาย

 

กรอบมาตรฐานช่วยให้ตลาดโมดูลมีการแข่งขัน ในขณะเดียวกันก็สร้างความตึงเครียดระหว่างความสามารถในการทำงานร่วมกันและการควบคุมผู้ขาย ผู้จำหน่าย OEM ใช้มาตรฐานแต่เพิ่มคุณสมบัติที่เป็นกรรมสิทธิ์ซึ่งจะล็อคลูกค้าให้เข้าสู่ระบบนิเวศของตน ซัพพลายเออร์โมดูลจะนำทางระหว่างการปฏิบัติตาม MSA ที่เข้มงวดและการปรับเปลี่ยนเฉพาะของผู้จำหน่าย-ที่จำเป็นสำหรับการเข้าถึงตลาด

ประโยชน์แบบไดนามิกนี้ให้ประโยชน์แก่ผู้ให้บริการเครือข่ายที่เข้าใจแนวมาตรฐาน: การระบุข้อกำหนดมาตรฐานที่แน่นอน (ไม่ใช่แค่ "ทำงานร่วมกับ Cisco") ช่วยให้สามารถจัดหาแหล่งที่แข่งขันได้ในขณะที่ยังคงรักษาข้อกำหนดทางเทคนิคไว้ ตลาดตัวรับส่งสัญญาณแบบออปติคัลมูลค่า 14.1 พันล้านดอลลาร์ในปี 2567 คาดว่าจะมีมูลค่าถึง 38-42 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2573-2575 สะท้อนให้เห็นถึงการเติบโตของแบนด์วิธและความสมดุลที่ประสบความสำเร็จระหว่างมาตรฐานและนวัตกรรมของผู้จำหน่าย

ผู้ปฏิบัติงานที่ชาญฉลาดรักษากลยุทธ์สองประการ: โมดูล OEM สำหรับอุปกรณ์หลักที่การสนับสนุนจากผู้จำหน่ายเป็นสิ่งสำคัญ โมดูลบุคคลที่สามที่เป็นไปตามข้อกำหนด MSA-- สำหรับอุปกรณ์ Edge ซึ่งการประหยัดต้นทุนแสดงให้เห็นถึงความเสี่ยงในความเข้ากันได้ที่สูงขึ้นเล็กน้อย แนวทางนี้ต้องการความเข้าใจ-สถาปัตยกรรมมาตรฐานเลเยอร์สาม-ฟอร์มแฟคเตอร์ MSA, โปรโตคอล IEEE และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของ IEC- ซึ่งช่วยให้โมดูลไฟเบอร์มีคุณสมบัติตรงตามมาตรฐานไฟเบอร์ในการใช้งานเครือข่ายต่างๆ นับพันรายการ