ตัวส่ง-รับสัญญาณแสง QSFP‑DD 400G: ภาพรวมเทคโนโลยี

บทนำ

400 G QSFP‑DD ได้กลายเป็นรากฐานสำคัญของเครือข่ายความเร็วสูง 400 Gbps ต่อพอร์ต, มอบสมดุลที่ลงตัวระหว่างประสิทธิภาพและคุ้มค่า ปฏิบัติตามมาตรฐาน MSA อย่างสมบูรณ์ และผ่านการทดสอบความเข้ากันได้มาอย่างเข้มงวด ตัวเชื่อมต่อแบบปลั๊กอินขนาดเล็กสี่ช่องแบบความหนาแน่นคู่ (QSFP-DD) อินเทอร์เฟซนี้เพิ่มความหนาแน่นของเลนเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับโมดูล QSFP มาตรฐาน จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับศูนย์ข้อมูลระดับไฮเปอร์สเกล การประมวลผลแบบคลาวด์ คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง (HPC) และโครงสร้างเครือข่ายที่ขับเคลื่อนด้วยปัญญาประดิษฐ์ (AI).

รูปทรงและอินเทอร์เฟซไฟฟ้า

ออกแบบบนพื้นฐานของขนาด (footprint) QSFP28 โดย QSFP‑DD ใช้อินเทอร์เฟซไฟฟ้าแบบ 8 เลน (แต่ละเลนทำงานที่ 50 G โดยใช้การมอดูเลตแบบ PAM4 หรือ 25 G โดยใช้ NRZ) ให้ความสามารถในการส่งข้อมูลสูงสุดถึง 400 Gbps Ascent Optics ระบุว่าการออกแบบแบบสองแถว 76 พินนี้รองรับการทำงานร่วมกันย้อนหลังกับอุปกรณ์ QSFP28/56 ซึ่งเป็นคุณลักษณะสำคัญสำหรับการอัปเกรดเครือข่ายอย่างราบรื่น.

การมอดูเลตแบบ PAM4 และโครงสร้างเลนแสง

อุปกรณ์ออปติก 400 G QSFP‑DD รุ่นใหม่ๆ อาศัย ในความเป็นจริง TDECQ แสดงถึงปริมาณพลังงานแสงเพิ่มเติม (หรือ margin) ที่จำเป็นสำหรับสัญญาณจริง — หลังจากพิจารณาความไม่แน่นอน ความผิดข้อความ (ISI) , dispersion และอุปสรรคอื่น ๆ — เพื่อให้ได้ "eye opening" ที่เหมือนกับสัญญาณที่ส่งโดย transmitters ที่ดีที่สุด ค่า TDECQ ที่ต่ำกว่าบ่งชี้คุณภาพสัญญาณที่ดีขึ้น และสัมพันธ์กับค่าที่ต่ำกว่า ซึ่งสอดคล้องกับความเร็วสูงที่สุด (Pulse Amplitude Modulation แบบสี่ระดับ). โดยการเข้ารหัสสองบิตต่อสัญลักษณ์ PAM4 ทำให้ปริมาณข้อมูลเพิ่มเป็นสองเท่าโดยไม่จำเป็นต้องเพิ่มแบนด์วิดท์ของสัญญาณ — ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับลิงก์ความเร็วสูง.

การจัดวางเลนแสงจะแตกต่างกันไปตามประเภทของโมดูล:

• SR4/SR8: ใช้เลนหลายเส้นแบบมัลติโหมด 4 หรือ 8 เส้นแบบขนาน (เช่น โมดูล SR4 ใช้เลนขนาน 4 เส้น โดยแต่ละเส้นทำงานที่ประมาณ 100 Gbps แบบ PAM4 (53.125 GBd) ส่วนโมดูล SR8 ใช้เลน 8 เส้นที่ประมาณ 50 Gbps แบบ PAM4 (26.5625 GBd) เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อระยะสั้นแบบความหนาแน่นสูงผ่านสายใยแก้วนำแสงแบบมัลติโหมด) เหมาะสำหรับการเชื่อมต่อระยะสั้น (<100 ม.) ในโครงข่ายหลักแบบมัลติโหมด.

• DR4: ออปติกแบบเลนเดี่ยว (single-mode) 4 เลน ใช้ขั้วต่อ MPO‑12 รองรับระยะทางประมาณ 500 ม. ผ่านสายใยแก้วนำแสงแบบ single-mode (SMF).

• FR4: ใช้เลน CWDM 4 เลน × 100 G โดยใช้ขั้วต่อ duplex LC รองรับระยะทาง 2 กม. บนสายใยแก้วนำแสงแบบ single-mode (SMF).

• LR4: คล้ายกับ FR4 แต่ออกแบบมาให้รองรับระยะทางที่ยาวขึ้นถึง 10 กม. ที่ความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตร.

การออกแบบระบบระบายความร้อนและการจัดการพลังงาน

เมื่อทำงานที่ความเร็ว 400 G การจัดการความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพจึงมีความสำคัญยิ่ง LQD-CW400-LR4C, ตัวอย่างเช่น รองรับการกระจายพลังงานสูงสุดประมาณ 12 W และใช้การออกแบบขั้วต่อแบบ flat-top และ SMT, พร้อมฮีตซิงก์แบบ flat-top และออกแบบให้เข้ากันได้ดีกับการไหลเวียนของอากาศในเคจแบบความหนาแน่นสูง. คุณลักษณะเหล่านี้ช่วยรักษาประสิทธิภาพการทำงานที่เสถียรภายใต้ภาระงานหนัก.

มาตรฐานและการรองรับการทำงานร่วมกันย้อนหลัง

QSFP‑DD สอดคล้องตาม QSFP-DD MSA และ IEEE 3bs และ 3cd มาตรฐาน รองรับอินเทอร์เฟซ 400GAUI-8 อินเทอร์เฟซไฟฟ้า — โปรโตคอลสัญญาณแบบ 8 แชนเนล 50 Gbps PAM4 ที่ใช้สำหรับการจัดโครงสร้างข้อมูลอีเธอร์เน็ตความเร็ว 400G โดยมีความสามารถในการรองรับย้อนหลังกับอุปกรณ์ความเร็ว 100/200/400 G ผ่านอะแดปเตอร์หรือสายแยกสัญญาณ (breakout cables) ความยืดหยุ่นนี้ช่วยให้การติดตั้งง่ายขึ้นและสามารถอัปเกรดเป็นขั้นตอนได้.

ซีรีส์ LINK‑PP LQD‑CW400: การประยุกต์ใช้งานจริง

LINK‑PP นำเสนอผลิตภัณฑ์ครบวงจร โมดูลออปติคัล 400G QSFP‑DD ที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย:

• LQD-CW400-DR4C – QSFP-DD PAM4 ระยะทาง 500 ม. ผ่านเส้นใยแก้วนำแสงแบบ single-mode (SMF) รองรับโหมด 4×100G-DR;

• LQD-CW400-FR4C – ระยะทาง 2 กม. ผ่านเส้นใยแก้วนำแสงแบบ single-mode (SMF) พร้อมขั้วต่อ LC แบบ duplex;

• LQD-CW400-LR4C – ระยะทางสูงสุดถึง 10 กม. ด้วยเทคโนโลยีออปติคัล CWDM ที่ความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตร

แต่ละหน่วยรองรับมาตรฐาน CMIS 4.0 การตรวจสอบสถานะออปติคัลดิจิทัล (digital optical monitoring) และสามารถทำงานได้ในช่วงอุณหภูมิ 0 °C ถึง 70 °C โดยใช้กำลังไฟเฉลี่ยต่ำกว่า 10 วัตต์ ตัวอย่างฟรีและการสนับสนุนการรวมเข้ากับระบบ OEM มีให้บริการผ่านร้านค้าอย่างเป็นทางการของ LINK‑PP ที่ l‑p.com.

การประยุกต์ใช้งานและประโยชน์

• ศูนย์ข้อมูลและสถาปัตยกรรม Spine–Leaf: การเชื่อมต่อความเร็ว 400 G แบบหนาแน่นสูงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พื้นที่และสมรรถนะ.

• คลัสเตอร์ HPC & AI: ความหน่วงต่ำและอัตราผ่านสูงมีความสำคัญยิ่งต่อการฝึกอบรมและการจำลองสถานการณ์.

• โครงข่าย 5G Fronthaul และโครงข่ายการส่งสัญญาณ (Transport): โมดูล FR4 และ DR4 รองรับความยาวลิงก์ที่แข็งแรงในเครือข่ายเมือง.

• โครงข่ายระดับคลาวด์และ DCI: อินเทอร์เฟซที่ปรับขนาดได้ในสภาพแวดล้อมระดับมหาวิทยาลัยและระดับเมโทรโพลิแทน.

โมดูลเหล่านี้มอบ ความหนาแน่นพอร์ตที่สูงเป็นสองเท่าของรุ่นก่อนหน้า, การเตรียมความพร้อมอย่างไร้รอยต่อ สำหรับการอัปเกรดสู่ความเร็ว 800 G, และ และการรองรับย้อนหลังอย่างกว้างขวาง กับโครงข่ายเดิมความเร็ว 100G/200G ผ่านโซลูชันสายแยกสัญญาณ (breakout) หรืออะแดปเตอร์.

บทสรุป

400 G QSFP‑DD ขณะนี้กลายเป็นมาตรฐานสำหรับโครงข่ายรุ่นถัดไป ด้วยการออกแบบที่กะทัดรัด การมอดูเลตสัญญาณแบบ PAM4 ตัวเลือกออปติคัลที่หลากหลาย และความทนทานต่ออุณหภูมิ ทำให้ส่งมอบสมรรถนะที่เหนือชั้นในงานด้านศูนย์ข้อมูล HPC AI และโทรคมนาคม.

สำหรับองค์กรที่กำลังเตรียมเปลี่ยนผ่านสู่โครงข่าย 400 G ซีรีส์ LINK‑PP LQD‑CW400 มอบพอร์ตโฟลิโอของ โมดูลที่สอดคล้องตามมาตรฐาน, และผ่านการทดสอบความเข้ากันได้ (interoperability-tested) — ครอบคลุมตั้งแต่ SR ถึง LR4 — ที่ออกแบบมาเพื่อบูรณาการเข้ากับระบบนิเวศเดิมได้อย่างราบรื่น โปรดเยี่ยมชม ร้านค้าอย่างเป็นทางการของ LINK‑PP เพื่อดูเอกสารข้อมูลจำเพาะผลิตภัณฑ์ ขอใบเสนอราคา หรือขอตัวอย่างประเมินฟรี.