تحليل وحدة بصرية 400G

وتسمى الوحدة البصرية 400G أيضا وحدة الإرسال والاستقبال البصرية 400G، والتي تستخدم أساسا لتحويل الكهروضوئية. يتم تحويل الإشارة الكهربائية إلى إشارة بصرية في نهاية الإرسال ، ثم تنتقل عبر الألياف البصرية. في الطرف المتلقي، يتم تحويل الإشارة البصرية إلى إشارة كهربائية.

كمكون إلكتروني للتحويل الكهروضوئي، يمكن استخدام وحدة بصرية على نطاق واسع في نقل البيانات. وقد استخدمت على نطاق واسع وحدة البصرية في مجالات الاتصالات ذات النطاق العريض والاتصالات ، وتطبيقاتها في FTTX ، ومركز البيانات ، ورصد الأمن والشبكة الذكية هي أيضا النامية.

إن اتصال المعلومات الهائل بين مراكز البيانات يحتاج إلى اتصال بصري، والوحدة البصرية هي العامل الرئيسي لتحديد أدائها. يمكن تقسيم وحدة الاتصال البصرية مركز البيانات إلى ثلاثة أنواع وفقا لنوع الاتصال، بما في ذلك:

(1) مركز البيانات للمستخدم: التي تم إنشاؤها من قبل سلوك المستخدم النهائي مثل تصفح صفحات الويب، وإرسال واستقبال البريد الإلكتروني والفيديو من خلال سحابة؛

(2) الربط البيني لمركز البيانات: يستخدم بشكل رئيسي في تكرار البيانات وترقية النظام

(3) مركز البيانات الداخلية: تستخدم أساسا لتخزين المعلومات، وتوليد والتعدين. وفقا لتوقعات سيسكو، يمثل الاتصال الداخلي لمركز البيانات أكثر من 70٪ من اتصالات مركز البيانات.

تتم ترقية شبكة الحامل مرة أخرى. الرجل هو من 10G / 40G إلى 100G، وشبكة العمود الفقري هو من 100G إلى 400G. وفي الفترة التجارية، سيتم تحديث وحدة الشبكة البصرية. وتنقسم أساسا شبكة حامل إلى الشبكة العمود الفقري، وشبكة المقاطعة وشبكة منطقة العاصمة. وتحتاج الشبكة الأساسية وشبكة المحافظات إلى انتقال عالي السرعة وقدرة كبيرة، وتُفضل شبكة النقل المتعددة المدى وشبكات الإرسال الأخرى المناسبة للجسيمات الكبيرة والمسافات الطويلة. وينقسم الإنسان إلى طبقة الأساسية، وطبقة التقارب والوصول طبقة. توفر المستويات المختلفة للشبكات الحامل قدرة مختلفة لخدمة العائد المتوسط من خلال أسعار مختلفة للميناء ، لذلك من الضروري أيضًا استخدام وحدات بصرية متوسطة العائد مع متطلبات معدل مختلفة.

كما يتم تحديث الوحدات البصرية باستمرار. وعموما، فإن طبقة وصول انتقال يتم رفع مستوى من 10G إلى 25G / 50G، وطبقة التقارب انتقال هو الترقية من 40G / 100G إلى 50G / 100G، وطبقة نقل الأساسية هو أيضا الترقية من 100G إلى 200G، ونظام WDM يغرق بسرعة.

من حيث الجودة، 1G / 10G وحدات بصرية منخفضة السرعة هي البيانات التقليدية الرئيسية، في حين تستخدم 40G / 100G / 400G وحدات بصرية عالية السرعة في مراكز البيانات السحابية. من منظور الكمية، يهيمن على مركز البيانات التقليدي حركة المرور بين الشمال والجنوب، في حين أن مركز البيانات السحابية قد حسّن حركة المرور في الاتجاه الشرقي الغربي. وقد أدى نمو الاتصال بين الشرق والغرب إلى زيادة عدد الوحدات البصرية عالية السرعة من الخادم الواحد، مما أدى إلى ارتفاع الاحتياجات من الوحدات البصرية.

وقد استغرق الأمر 5 سنوات لمنافذ معدل 10G لتكفير إلى موانئ معدل 40G، و 4 سنوات لموانئ معدل 40G للترقية إلى موانئ معدل 100G. منذ عام 2018 ، بدأت الصناعة في نشر هندسة 400G. بعد 100G ، تتحرك الصناعة نحو نشر 400G.

تصنيف وحدات بصرية 400G

ومن المتوقع QSFP-DD وOSFP لتصبح الوضع الرئيسي التغليف 400G. من حيث شكل التعبئة والتغليف، يمكن تقسيم وحدات بصرية 400G إلى CDFP، CFP8، OSFP، QSFP-DD، الخ. من بينها، QSFP-DD وOSFP لديها المزيد من المزايا في الحجم، والقدرة الحرارية، واستهلاك الطاقة، والتوافق مع الإصدارات السابقة وعرض النطاق الترددي من حزم الوحدات الضوئية 400G الأخرى، وأصبحت تدريجيا الحلول السائدة.

نوع الحزمة من وحدة بصرية 400G:

1، QSFP-DD

الاسم الكامل للQSFP-DD هو رباعية صغيرة عامل شكل قابل للتوصيل كثافة مزدوجة، يشير Q إلى "رباعية"، 4-الاتجاه معنى، وDD يشير إلى "كثافة مزدوجة". هذا النظام هو امتداد لـ QSFP، حيث يضيف سطرًا واحدًا من الواجهة الأصلية ذات القنوات 4 إلى 8-channel، ويسمى بكثافة مزدوجة. وهذا المخطط متوافق مع مخطط برنامج خدمات المشاريع، الذي يعد أحد المزايا الرئيسية للمخطط. لا يزال يمكن استخدام الوحدة النمطية QSFP28 الأصلية، فقط قم بإدراج وحدة أخرى. الرسم التخطيطي الخاص به كما يلي:

2、 OSFP

OSFP يستخدم 8، 56g القنوات لتحقيق 400Gbe لOSFP وحدة بصرية. يتم تشكيل إشارة 56gbe بواسطة ليزر 25G DML تحت تعديل pam4. هذا المعيار هو واجهة جديدة القياسية وغير متوافق مع واجهة الكهروضوئية الموجودة.

OSFP لديها المبرد الخاص بها، وحجمه هو 100.4 * 22.58 * 13 مم ^ 3، وهو أصغر بكثير من CFP8، واستهلاك الطاقة منخفضة نسبيا، مع حد أقصى من 15W. وهو أكبر قليلا من QSFP-DD في الحجم، وبالتالي يتطلب مساحة أكبر من PCB. دبابيس واجهة كهربائية تختلف عن تلك التي QSFP-DD، مع صف في أعلى وأسفل، كما هو مبين في الشكل أدناه:

3، CWDM 8

المعيار هو امتداد للمعيار cwdm4. معدل كل طول موجة هو 50G، ويمكن أيضا أن يتحقق 400G. يتم تعريف الطول الموجي على النحو:

وفقا لمعيار الصناعة، وأشكال التعبئة والتغليف المختلفة من وحدات بصرية 40OG لها عيوبها الخاصة والمزايا

وفقا لمعيار الصناعة، وأشكال التعبئة والتغليف المختلفة من وحدات بصرية 40OG لها عيوبها الخاصة والمزايا:

1. 40OG CDFP وحدة بصرية - يدعم مبادلة الساخنة؛ ومع ذلك، نظرا للحاجة إلى الإرسال الموازي من 16 قنوات من الإشارات، واستهلاك الطاقة وحجم كبيرة.

2. 40OG COBO وحدة بصرية - يمكن استخدام اللوحة الأم لتبديد الحرارة، تبديد الحرارة جيدة وصغر حجم؛ لكنه لا يدعم مبادلة الساخنة، لذلك فمن الصعب للحفاظ على وقت لاحق.

3. 40OG CFP8 وحدة بصرية - ما يعادل التوسع CFP4، يتم زيادة عدد القنوات إلى 8 قنوات، والتي يمكن طرحها بسرعة في السوق؛ ولكن التكلفة عالية، وحجم واستهلاك الطاقة كبيرة.

4. 40OG QSFP-DD وحدة بصرية - متوافق مع QSFP القائمة + / QSFP 28، صغيرة الحجم ومريحة الصيانة.

5. 40OG OSFP وحدة بصرية - مع بالوعة الحرارة المتكاملة، فإنه يمكن أن تحسن إلى حد كبير أداء تبديد الحرارة؛ ومع ذلك، فإن معيار واجهة جديدة غير متوافقة مع واجهة الكهروضوئية الموجودة، والتي هي أكبر قليلا من QSFP-DD، ويتطلب مساحة أكبر من لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، ولديه استهلاك الطاقة العالية.

في ضوء الوضع الحالي في السوق، ومن المتوقع أن تصبح وحدة 40OG QSFP-DD البصرية التعبئة والتغليف الرئيسي من وحدة بصرية 40OG مع مزايا التصغير والتكامل والتوافق إلى أسفل.

ما هي وظيفة وحدة 400G البصرية؟  

وتتمثل الوظيفة الرئيسية للوحدة الضوئية 400G في تحسين إنتاجية البيانات وتعظيم النطاق الترددي وكثافة المنافذ لمركز البيانات. الاتجاه المستقبلي للوحدة البصرية 400G هو تحقيق مكاسب واسعة ، وانخفاض الضوضاء ، والتصغير والتكامل ، وتوفير وحدة اتصال بصري عالية الجودة للجيل القادم من الشبكة اللاسلكية ومركز بيانات واسع النطاق للغاية.

كم عدد الرقائق التي تحتاج 400G وحدة بصرية؟ 

تعتمد الصين بشكل كبير على واردات رقائق الوحدة الضوئية 400G. من منظور نمط المنافسة العالمية لصناعة الرقائق البصرية ، والرقائق البصرية الراقية في الصين مع سرعة عالية والميزة الرئيسية هي عدم كفاية معدل الاكتفاء الذاتي ، والطلب على رقائق البصرية ذات الصلة تعتمد اعتمادا كبيرا على الواردات. لذلك، على الرغم من أن رقاقة البصرية يحتاج فقط إلى استخدام قطعة واحدة في وحدة 400G البصرية، لديها نسبة عالية من التكلفة وهو جوهرة التاج من وحدة بصرية سلسلة القيمة. في الوحدات البصرية، رقائق البصرية تحتل نهاية أعلى قيمة، وكلما كانت نهاية أعلى، وارتفاع تكلفة رقائق البصرية. في وحدة بصرية 10G / 25G، وتكلفة رقاقة البصرية حسابات لحوالي 30٪، وتكلفة رقاقة بصرية في 40G / 100G وحدة بصرية حسابات حوالي 50٪، وأن من 400G وحدة بصرية حسابات 70٪.

ما هو الفرق بين وحدة 400G البصرية و10G، 25G و 40G وحدة بصرية؟

على الرغم من أن 10G، 25G، 40G وحتى 100G وحدات بصرية أصبحت التيار الرئيسي في السوق، مع التحسين المستمر لعرض النطاق الترددي، وكثافة الموانئ واستهلاك الطاقة النظام، وحدة 400G البصرية ستكون مرحلة جديدة لتعزيز تعزيز التكنولوجيا إلى نظام سرعة أعلى. مقارنة مع 10G، 25G و 40G وحدات بصرية، وصول وحدة بصرية 400G سيجعل الاتصالات البصرية دخول حقبة جديدة. الاتصالات البصرية تتغير من وحيد الناقل التشكيل متماسك الكشف عن وحدة بصرية منخفضة نهاية إلى متعددة مستوى الناقل مرحلة التشكيل ومجموعة الكشف المترابطة من الاستقطاب multixing. سوف التكامل الضوئي والتكامل الإلكتروني، ADC / DSP التكنولوجيا يكون المفتاح لتسويق 400G وحدة الاتصالات البصرية ونظام. مع الحاجة الملحة للتوحيد إيثرنت ، فإن شرط التوازي البصرية تعزز إلى حد كبير تكنولوجيا التكامل الضوئي.

ما هي القيمة السوقية للوحدة البصرية 400G؟ 

كما نعلم جميعا، منتجات تكنولوجيا 100G كانت ناضجة، 400G هو الموضوع الساخن الحالي، وصناعة قلقة جدا حول التقدم المحرز في وحدة 400G البصرية. في الوقت الحاضر، تقدم الإنتاج البحث والتطوير والإنتاج الضخم من وحدة بصرية 400G هو أيضا مرضية نسبيا. في خلفية السوق الحالية ، مع الطلب المتزايد على عرض النطاق الترددي لمركز البيانات فائقة واسعة النطاق ، أصبحت وحدة الاتصالات البصرية 400G الخيار الأفضل لتحسين أداء النظام وتقليل تكلفة عرض النطاق الترددي. مع ظهور شبكة 5G في مرحلة لاحقة، وسوف يكون عامل دفع إيجابي آخر لقيمة السوق من 400 وحدة بصرية.