เครื่องรับส่งสัญญาณแสงเหมาะกับเครือข่ายไฟเบอร์

 

ศูนย์ข้อมูลกินแบนด์วิธ ฉันหมายถึงว่า - เฝ้าดูการรับส่งข้อมูลเครือข่ายของสถานที่ใดๆ เป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ แล้วคุณจะเห็นว่าทำไมต้องใช้ออปติคอลเครื่องรับส่งสัญญาณกลายเป็นวิธีแก้ปัญหาเริ่มต้นแทนที่จะเป็นทองแดง การแปลงสัญญาณไฟฟ้าเกิดขึ้นภายในโมดูลขนาดเล็กเหล่านี้ โดยเปลี่ยนบิตให้เป็นพัลส์แสงที่ยิงผ่านเส้นใยแก้วด้วยความเร็วที่ทองแดงไม่สามารถสัมผัสได้

ทีมงานเครือข่ายส่วนใหญ่ใช้เวลาคิดเกี่ยวกับการเลือกความยาวคลื่นไม่เพียงพอ ความผิดพลาดครั้งใหญ่

 

มัลติโหมดยังมีราคาถูกกว่า (และนั่นสำคัญ)

 

 

ความยาวคลื่น 850 นาโนเมตรทำงานร่วมกับมัลติไฟเบอร์ คุณจะเห็นได้ทุกที่ในศูนย์ข้อมูล เนื่องจากต้นทุนตัวรับส่งสัญญาณยังต่ำ และหากใช้ระยะห่างระหว่างแร็คเพียงเล็กน้อย ก็ทำงานได้ดี โมดูล 100G ที่ใช้สถาปัตยกรรม 850 นาโนเมตรช่วยให้คุณเข้าถึงได้ประมาณ 100 เมตร บางครั้งอาจมากกว่านั้นเล็กน้อยขึ้นอยู่กับคุณภาพของไฟเบอร์ ไม่น่าประทับใจบนกระดาษ แต่ในศูนย์ข้อมูลทั่วไปที่มีรูปแบบทางเดินร้อน/เย็นที่มีให้เลือกมากมาย

เศรษฐศาสตร์จะน่าสนใจเมื่อคุณขยายขนาด ไฟเบอร์โหมดเดี่ยว-ที่ความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตรขยายได้ถึง 40 กิโลเมตร - ตามข้อกำหนดของผู้ผลิตจาก walsun.com และอื่นๆ แต่ต่อไปนี้คือสิ่งที่เอกสารข้อมูลจะไม่เน้นย้ำ: การสูญเสียไฟเบอร์ที่ 850 นาโนเมตรจะอยู่ที่ประมาณ 2.5dB/กม. ในขณะที่ 1310 นาโนเมตรจะสูญเสียเพียง 0.4dB/กม. ตามมาตรฐาน ITU-T (เอกสารนี้โดย bjrofoc.com) ใช่แล้ว สำหรับเครือข่ายมหาวิทยาลัยหรืออะไรก็ตามที่ข้ามถนน คุณต้องมีโหมดเดี่ยว- ไม่มีทางรอบมัน

 

โดยพื้นฐานแล้ว Cisco และ Finisar เป็นเจ้าของพื้นที่นี้

 

การกระจุกตัวของตลาดทำให้ฉันประหลาดใจเมื่อเห็นตัวเลข Cisco Systems และ Finisar Corporation ควบคุมยอดขายตัวรับส่งสัญญาณแสงทั่วโลกมากกว่า 20% ณ 2023 - ซึ่งเป็นไปตามการวิจัยของ gminsights.com ยี่สิบเปอร์เซ็นต์ฟังดูไม่ใหญ่โตจนกว่าคุณจะจำได้ว่าอุตสาหกรรมนี้เคยมีการแยกส่วนอย่างไร การเข้าซื้อ Acacia ของ Cisco ในปี 2021 ทำให้พวกเขามีเทคโนโลยีออปติกที่สอดคล้องกัน ซึ่งอธิบายการรุกเชิงรุกของพวกเขาในโมดูล 400G ZR และ 800G สำหรับการใช้งานระยะไกล-

Broadcom ก็มีการคาดการณ์ที่ชัดเจนเช่นกัน พวกเขากำลังพูดว่า 800 กิกะบิตต่อวินาทีภายในปี 2568 จากนั้น 1.6 เทราบิตต่อวินาทีในปี 2569 (emergenresearch.com ครอบคลุมประกาศของพวกเขา) ความเร็วเหล่านั้นดูทะเยอทะยาน เราจะดูว่าซิลิคอนและเลนส์สามารถส่งในปริมาณจริงได้หรือไม่

อนุพันธ์ SFP ทุกที่ที่คุณมอง

โมดูลแบบเสียบได้{0}}รูปแบบขนาดเล็กเข้ามาแทนที่เนื่องจากคุณสามารถ-สลับได้ทันทีโดยไม่ต้องปิดอุปกรณ์ SFP, SFP+, QSFP... การตั้งชื่อดูยุ่งเหยิงแต่แนวคิดนั้นเรียบง่าย อัดอินเทอร์เฟซแบบออปติคอลลงในไลน์การ์ดให้ได้มากที่สุด QSFP28 บรรจุ 100G ลงในสิ่งที่เล็กกว่านิ้วหัวแม่มือของคุณ

QSFP-DD ใช้ช่องทางไฟฟ้า 8 เลน แทนที่จะเป็น 4 เลน ซึ่งเพิ่มความหนาแน่นเป็นสองเท่า รอยเท้าพื้นฐานเดียวกัน ปริมาณงาน 400G ฟิสิกส์ทำให้ - การรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณข้ามเลนเหล่านั้นด้วยความเร็วสูงยุ่งยากในขณะที่จัดการความร้อนในแพ็คเกจขนาดเล็กเช่นนี้ แต่มันได้ผล

CFP2 ยังคงแสดงขึ้นในการปรับใช้ที่สอดคล้องกันบางรายการ พวกมันมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับตัวแปร QSFP เมื่อคุณทำความเร็ว 200G+ เป็นระยะทางหลายร้อยกิโลเมตร พื้นที่เพิ่มเติมสำหรับชิป DSP และการจัดการระบายความร้อนที่ดีขึ้นจะคุ้มค่า

IoT เปลี่ยนคณิตศาสตร์

การเชื่อมต่อ IoT 29.3 พันล้านการเชื่อมต่อทั่วโลกภายในปี 2566 ตามการติดตามของ Cisco (credenceresearch.com มีรายละเอียด) นั่นไม่ใช่การคาดการณ์ มันเกิดขึ้นแล้ว เซ็นเซอร์อัจฉริยะ รถยนต์ที่เชื่อมต่อ ตัวควบคุมทางอุตสาหกรรมทุกตัวจะสร้างกระแสข้อมูลที่ป้อนเข้าสู่เครือข่ายที่ไหนสักแห่ง การสร้าง Edge Computing เพื่อจัดการทั้งหมดนี้สร้างความต้องการตัวรับส่งสัญญาณ 25G และ 100G ที่คุ้มค่า- เนื่องจากคุณใช้งานเป็นพันตัวต่อไซต์

 

 

ผู้จำหน่ายอุปกรณ์โทรคมนาคมแบบดั้งเดิมพยายามขายโมดูลเกรดผู้ให้บริการราคาแพง-ซึ่งออกแบบมาสำหรับอายุการใช้งาน 25- ปี ผู้ปฏิบัติงาน Edge ไม่สนใจเรื่องนั้น - พวกเขาต้องการความน่าเชื่อถือที่ดีเพียงพอด้วยต้นทุนที่ต่ำ ลำดับความสำคัญที่แตกต่างกัน

 

การดึงพลังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

 

โมดูล 400G QSFP-DD ดึงได้โมดูลละ 12-14 วัตต์ ฟังดูเหมือนไม่มาก คูณด้วย 256 พอร์ตในแชสซี จู่ๆ คุณกำลังเผชิญกับพลังงาน 3+ กิโลวัตต์สำหรับออปติกเท่านั้น ไม่นับกำลังไฟ ASIC ของสวิตช์หรือค่าใช้จ่ายในการทำความเย็น ผู้ดำเนินการศูนย์ข้อมูลติดตามการใช้พลังงานต่อแร็คอย่างไม่ลดละ เนื่องจากค่าไฟฟ้าต้องเสียเงินและความร้อนต้องใช้โครงสร้างพื้นฐานการทำความเย็นที่มีราคาแพง

การให้คะแนนอุณหภูมิมีความสำคัญมากกว่าข้อมูลจำเพาะที่แนะนำ โมดูลที่มีพิกัด 0-70 องศาทำงานได้ดีในห้องเซิร์ฟเวอร์ที่มีการควบคุมอุณหภูมิ ติดไว้ในตู้กลางแจ้งหรือสภาพแวดล้อมพื้นโรงงาน และเฝ้าดูการทำงานล้มเหลวเมื่ออุณหภูมิแวดล้อมพุ่งสูงขึ้น มีตัวรับส่งสัญญาณช่วงอุณหภูมิแบบขยายอยู่แต่มีราคาสูงกว่า และผู้ขายไม่ได้สต็อกไว้เสมอไป

 

เมื่อมาตรฐานขัดแย้งกัน

 

IEEE จัดการข้อกำหนดเฉพาะของอีเทอร์เน็ต OIF เขียนข้อตกลงการดำเนินงาน MSA หลายรายการจะกำหนดฟอร์มแฟคเตอร์ ITU-T เผยแพร่คำแนะนำสำหรับโทรคมนาคม องค์กรเหล่านี้ไม่ได้ประสานงานได้ดีเสมอไป และบางครั้งข้อกำหนดก็ขัดแย้งกันในลักษณะที่ละเอียดอ่อน

ฉันได้แก้ไขจุดบกพร่องในการทำงานร่วมกันซึ่งโมดูล "มาตรฐาน-" สองโมดูลจากผู้ขายที่แตกต่างกันไม่สามารถเชื่อมโยงกันได้อย่างถูกต้อง ปัญหาย้อนกลับไปที่ระยะขอบของเวลา - ทั้งสองโมดูลทำงานภายในข้อกำหนด แต่อยู่ที่ปลายด้านตรงข้ามของหน้าต่างพิกัดความเผื่อ คุณจำเป็นต้องมีเมทริกซ์ความเข้ากันได้ของผู้ขายแม้ว่าทุกอย่างจะเป็นมาตรฐานก็ตาม น่าหงุดหงิดแต่นั่นคือความจริง

Hyperscalers พลิกอุตสาหกรรม

 

 

Amazon, Google, Microsoft, Meta ปรับใช้ตัวรับส่งสัญญาณในระดับที่ทำให้โทรคมนาคมแบบดั้งเดิมดูเล็ก การสร้างศูนย์ข้อมูลหลายร้อยแห่งทั่วโลกหมายถึงแนวทางการจัดซื้อที่แตกต่างกัน - ความสัมพันธ์โดยตรงกับผู้ผลิต ข้อกำหนดที่กำหนดเอง ความเต็มใจที่จะใช้ส่วนประกอบที่ดีเพียงพอมากกว่า{2}}ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อความน่าเชื่อถือสูงสุด สิ่งนี้ได้เปลี่ยนลำดับความสำคัญในการออกแบบของผู้ผลิตอย่างหนัก ราคาต่อบิตที่ต่ำกว่ามีความสำคัญมากกว่าตัวเลข MTBF ในรอบ 25 ปี

คุณจะเห็นได้ว่าโมดูล 400G เข้าถึงปริมาณตลาดได้รวดเร็วเพียงใด เมื่อเทียบกับความเร็วที่เพิ่มขึ้นก่อนหน้านี้ ไฮเปอร์สเกลเลอร์ต้องการสิ่งเหล่านั้น มีขนาดการปรับใช้เพื่อเป็นทุนในการพัฒนา และไม่สนใจที่จะรอรอบการอนุมัติโทรคมนาคมแบบเดิมๆ

Co-แพ็คเกจเลนส์อาจเป็นรายต่อไป แทนที่จะใช้โมดูลแบบเสียบปลั๊ก คุณจะต้องรวมส่วนประกอบออปติกเข้ากับสวิตช์ ASIC โดยตรง เพื่อลดการสูญเสียเส้นทางไฟฟ้า แต่คุณสูญเสียความสามารถ- hot swap ซึ่งดูเหมือนมีความเสี่ยง Intel กำลังผลักดันซิลิคอนโฟโตนิกส์อย่างหนัก ผู้ผลิตในจีนหลายรายก็เช่นกัน คำมั่นสัญญาคือลดพลังงานและต้นทุนลงโดยการใส่ทุกอย่างลงบนพื้นผิวซิลิกอนแทนการใช้เซมิคอนดักเตอร์ III-V ที่แปลกใหม่ ยังคงรอดูว่าจะส่งมอบในระดับการผลิตหรือไม่

ตลาดตัวรับส่งสัญญาณแบบออปติคอลมีมูลค่าสูงถึง 1 หมื่นล้านดอลลาร์ในปี 2566 ทั่วโลก และการเติบโตไม่ได้ชะลอตัวลง ศูนย์ข้อมูลเพิ่มมากขึ้น จุดสิ้นสุด IoT มากขึ้น คลัสเตอร์การฝึกอบรม AI ที่ต้องการแบนด์วิธที่เกินปกติ... ความต้องการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ไม่ว่าเราต้องการความเร็ว 800G และ 1.6T จริง ๆ ในเร็วๆ นี้ หรือหากเป็นเพียงผู้จำหน่ายที่ต้องการขายอุปกรณ์ใหม่ราคาแพง ฉันเดาว่าเราจะได้รู้กัน