지식

클라우드 컴퓨팅, 인공 지능 및 빅 데이터 분석의 폭발적인 성장으로 인해 고대역폭, 낮은-지연 시간, 에너지-효율적, 비용 효율적인 광트랜시버에 대한 수요가 증가했습니다.- 100G에서 100G로 진화하는 네트워크 아키텍처의 맥락에서400G그리고 그 너머에는QSFP-DD패키징 폼 팩터는 이러한 문제에 대한 업계의 해답이 되었으며, 기존 폼 팩터와 역호환성을 유지하면서 사용 가능한 I/O 밀도를 두 배로 늘렸습니다.QSFP하부 구조. 다양한 QSFP-DD 변형 중에서 DR4(이중 밀도 4{4}}레인) 솔루션은 특히 단거리 애플리케이션에서 두각을 나타냅니다.

QSFP-DD DR4의 중요성

QSFP-DD DR4 광트랜시버데이터센터 운영자가 네트워크를 업그레이드할 수 있는 핵심 기술입니다.400G 속도기존 인프라를 완전히 점검하지 않고도 말이죠. 이 모듈은 단일{2}}모드 광케이블을 통해 최대 500미터까지 400Gbps 처리량을 제공하며, 데이터 센터 내부 상호 연결,-랙 상단에서 코어 스위치 연결까지, 고성능-컴퓨팅 클러스터를 제공합니다. 그만큼DR4이 솔루션은 주로 공간이 제한된 환경에서 포트 밀도를 극대화하는 방법을 다루면서{0}}레거시 시스템에서 명확한 마이그레이션 경로를 제공합니다.

QSFP-DD DR4 광학 모듈

데이터 속도 아키텍처:각DR4모듈이 제공400G각 채널이 100Gbps로 작동하는 4개의 병렬 광 채널을 활용하여 처리량을 제공합니다. 이것4x100G아키텍처는 신호 무결성을 유지하면서 높은 데이터 속도를 달성하기 위해 PAM4 인코딩을 사용합니다.

전송 거리:DR4 모듈은 단일{1}}모드 광섬유(OS2)를 통해 최대 500미터까지 전송을 지원합니다. 이 거리는 매우 먼 거리가 필요하지 않지만 안정적인 고속 연결이 필수적인-데이터 센터 내 애플리케이션에 최적화되어 있습니다.

전력 소비:일반적인 전력 소비는 12와트 미만입니다. 고급 열 관리 기능은 고밀도 배포에서도 안정적인 작동을 보장합니다.-

물리적 인터페이스:이 모듈은 다음을 준수하는 8레인 전기 인터페이스를 갖추고 있습니다.QSFP-DD사양, 약 18.35mm × 89.4mm의 폼 팩터에 수용됩니다. 이중-밀도 설계로 1U 스위치에 36개의 포트가 허용되어 기존 스위치에 비해 포트 밀도가 두 배로 늘어납니다.QSFP모듈.

섬유 유형 및 커넥터: DR4일반적으로 병렬 단일{0}}모드 광섬유(OS2)를 사용합니다.MPO 커넥터, 500미터 이내에서 400Gbps 전송을 제공합니다. 이는 다음과 구별됩니다.QSFP-100G-DR-SDR4 모듈이 완전한 모듈로 작동하므로 스타일의 단일{0}}채널 접근 방식입니다.400G 트랜시버해결책.

온도 범위:대부분의 DR4 모듈은 0도에서 70도 범위 내에서 안정적으로 작동합니다.
 

핵심기술 및 원리

PAM4 변조 기술

PAM4(4-레벨 펄스 진폭 변조)는 광 신호 기술의 근본적인 변화를 나타냅니다. 2개의 신호 레벨을 사용하여 이진 데이터를 나타내는 기존 NRZ(Non-Return-to-Zero) 인코딩과 달리 PAM4는 4개의 고유한 진폭 레벨을 사용하여 기호당 2비트를 인코딩합니다.
 

PAM4 작동 방식:PAM4 신호에서 각 기호는 00, 01, 10 또는 11의 네 가지 상태 중 하나를 나타낼 수 있습니다. 이는 전송 속도를 높이지 않고도 데이터 전송 속도를 효과적으로 두 배로 늘립니다. 예를 들어, PAM4를 사용하는 26.5625GBaud 신호는 53.125Gbps의 데이터를 전송할 수 있는 반면, NRZ를 사용하면 26.5625Gbps만 전송할 수 있습니다.

DR4의 장점:PAM4 변조를 통해 DR4 모듈은 과도하게 높은 주파수의 전자 구성요소나 극도로 엄격한 분산 허용 오차 없이도 채널당 100Gbps를 달성할 수 있습니다.-

신호 고려사항:NRZ에 비해 PAM4 신호는 진폭 레벨 사이의 간격이 더 작기 때문에 노이즈 마진이 더 낮습니다. 고급 순방향 오류 수정(FEC), 디지털 신호 처리(DSP) 및 정밀 아날로그 회로가 함께 작동하여 신호-대-노이즈가 감소된 조건에서도 허용 가능한 비트 오류율을 유지합니다.

기어박스 기술

기어박스는 호스트 전기 인터페이스와 광 채널 속도 간의 속도 불일치를 연결하는 중요한 구성 요소입니다. ~ 안에QSFP-DD DR4모듈에서 Gearbox는 복잡한 데이터 속도 변환 및 채널 할당을 수행합니다. 호스트는 모듈 인터페이스에서 8개의 50Gbps 전기 채널(8×50G PAM4)을 제공합니다. Gearbox는 광섬유를 통한 전송을 위해 이 8-채널 400G 전기 신호를 4개의 100Gbps 광 채널(4×100G PAM4)로 변환합니다. 최신 Gearbox의 프로토콜 인식 기능은 패킷 경계를 유지하고 흐름 제어를 관리하며 여러 채널에 걸쳐 데이터를 올바르게 정렬하여 변환 중 데이터 손상을 방지합니다.

성능 최적화:Gearbox 설계에는 버퍼링, 클록 도메인 교차 회로 및 적응형 이퀄라이제이션이 통합되어 대기 시간과 지터를 최소화합니다. 이러한 기능은 전기-에서-광학 변환으로 인해 전체 전송 경로에 추가되는 오버헤드를 최소화합니다.

MDC 인터페이스

MDC 인터페이스는 기본 모니터링 및 제어 기능을 제공하는 표준화된 I2C-호환 프로토콜입니다.QSFP-DD모듈. MDC 인터페이스를 통해 네트워크 운영자는{1}}모듈 온도, 공급 전압, 광 전력 전송, 광 전력 수신 및 레이저 바이어스 전류에 관한 실시간 정보에 액세스할 수 있습니다. MDC 인터페이스를 통해 호스트는 모듈 매개변수를 구성하여 다양한 배포 시나리오와 최적화 전략을 지원할 수 있습니다.

QSFP-DD 모듈은 업계 사양에 정의된 표준화된 메모리 맵을 구현하여 공급업체 간 관리 인터페이스의 일관성을 보장하고 네트워크 관리를 단순화하며 통합 복잡성을 줄입니다. 이 세 가지 핵심 기술이 함께 작동하여 안정적인 400G 전송을 달성합니다.QSFP-DD DR4광 모듈은 QSFP-DD MSA 표준, IEEE 802.3bs 표준 및 OIF CEI-56G-PAM4 표준을 준수해야 합니다.

FR4/LR4와의 비교

그만큼QSFP-DD 400G시리즈에는 다양한 전송 요구 사항에 맞게 최적화된 여러 인터페이스 유형이 포함되어 있습니다. 세 가지 주류 솔루션은 DR4, FR4 및 LR4입니다.

세 가지 400G 인터페이스 비교:

광전송 아키텍처:

애플리케이션 시나리오 선택:

참고: DR4 표준은 단일-모드 광섬유 애플리케이션용으로 정의되었습니다. 다중 모드 광섬유 사용에 대해서는 다음과 같은 다른 인터페이스 표준을 참조하십시오.400G SR8.

커넥터 유형에 관해서는,DR4사용하다MPO-12병렬 커넥터(8코어 파이버 리본),FR4그리고LR4양면을 사용하다LC 커넥터(2-코어 단일 모드). 활용하는 배포시스코 DAC 케이블설치하기 전에 특정 스위치 플랫폼 및 모듈 공급업체와의 호환성을 확인해야 합니다.

DR4의 장점

물리 계층에서는QSFP-DD DR4광학 모듈은 36개를 배치할 수 있습니다.400G1U 랙 공간 내의 포트 - 기존 QSFP 포트 밀도의 두 배 - 이는 랙 공간 제약이 있는 데이터 센터의 비용 ​​절감으로 직접적으로 이어집니다. 에너지 효율성 측면에서 DR4 모듈은 DFB 또는 EML 레이저 기술을 활용하여 고성능 단일-모드 전송을 달성하여 전력 소비를 12W 미만으로 유지합니다. 누적 에너지 절감 효과는 규모 면에서 상당하며 냉각 시스템 부하도 감소합니다. 경제적으로 DR4는 단일{10}모드 광섬유(OS2)를 사용하여 모듈 비용으로 안정적인 500미터 전송 거리를 제공합니다.FR4/LR4보다 30~50% 낮음. 또한 DR4는 다음을 완벽하게 준수합니다.QSFP-DDMSA 및 IEEE 802.3bs 표준으로 다중 공급업체 상호 운용성을 보장합니다.- 동시에,QSFP-DD포트는 이전 버전과 호환됩니다.QSFP/QSFP28기존 투자를 효과적으로 보호하는 단계별 네트워크 업그레이드 전략을 지원하는 모듈입니다.