Bộ thu phát quang QSFP‑DD 400G: Tổng quan công nghệ

Giới thiệu

400 G QSFP‑DD đã trở thành nền tảng cốt lõi của mạng băng thông cao. Được thiết kế để cung cấp 400 Gbps trên mỗi cổng, LINK-PP LPJ4014CNL Industrial RJ45 Magjack Bộ nối dạng nhỏ bốn kênh có mật độ kép (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density – QSFP-DD) giao diện này nhân đôi mật độ kênh của các mô-đun QSFP tiêu chuẩn, khiến nó lý tưởng cho các trung tâm dữ liệu quy mô lớn, điện toán đám mây, tính toán hiệu năng cao (HPC) và các kiến trúc mạng do trí tuệ nhân tạo (AI) điều khiển.

Yếu tố hình dạng & giao diện điện

Dựa trên kích thước chân cắm QSFP28, QSFP‑DD tích hợp giao diện điện 8 kênh (mỗi kênh 50 G sử dụng điều chế PAM4 hoặc 25 G sử dụng NRZ), cung cấp tốc độ tối đa lên đến 400 Gbps. Ascent Optics lưu ý rằng thiết kế hai hàng chân cắm 76 chân cho phép tương thích ngược với các thiết bị QSFP28/56 — một đặc điểm then chốt nhằm đảm bảo quá trình nâng cấp mạng diễn ra suôn sẻ.

Điều chế PAM4 & cấu trúc kênh quang

Các bộ quang học 400 G QSFP‑DD hiện đại dựa vào PAM4 (Điều chế biên độ xung bốn mức – Pulse Amplitude Modulation with four levels). Bằng cách mã hóa hai bit trên mỗi ký hiệu, PAM4 nhân đôi thông lượng dữ liệu mà không cần tăng dải thông tín hiệu — yếu tố thiết yếu đối với các liên kết tốc độ cao.

Cấu hình kênh quang thay đổi tùy theo loại mô-đun:

• SR4/SR8: 4 hoặc 8 kênh đa mode song song (ví dụ: các mô-đun SR4 sử dụng 4 kênh song song, mỗi kênh hoạt động ở tốc độ khoảng 100 Gbps với điều chế PAM4 (53,125 GBd), trong khi các mô-đun SR8 sử dụng 8 kênh ở tốc độ khoảng 50 Gbps với điều chế PAM4 (26,5625 GBd), cho phép thiết lập các kết nối ngắn tầm mật độ cao trên cáp quang đa mode). Phù hợp lý tưởng cho các kết nối tầm ngắn (<100 m) trên hệ thống cáp quang đa mode (MMF) làm xương sống.

• DR4: Quang học MPO‑12 đơn mode 4 kênh, hỗ trợ khoảng cách ~500 m trên cáp quang đơn mode (SMF).

• FR4: 4 kênh CWDM 100 G sử dụng đầu nối LC đôi, hỗ trợ khoảng cách 2 km trên cáp quang đơn mode (SMF).

• LR4: Tương tự FR4 nhưng được thiết kế để đạt khoảng cách xa hơn tới 10 km tại bước sóng 1310 nm.

Thiết kế tản nhiệt & quản lý công suất

Khi vận hành ở tốc độ 400 G, việc quản lý nhiệt hiệu quả là vô cùng quan trọng. LQD-CW400-LR4C, của LINK‑PP, ví dụ điển hình, hỗ trợ mức tiêu tán công suất tối đa khoảng ~12 W và sử dụng thiết kế đầu nối SMT dạng nắp phẳng, được trang bị tản nhiệt dạng nắp phẳng và được thiết kế nhằm cải thiện khả năng tương thích với luồng khí trong các khe cắm mật độ cao. Những tính năng này giúp duy trì hiệu năng ổn định dưới tải làm việc nặng.

Tiêu chuẩn & khả năng tương thích ngược

QSFP‑DD tuân thủ tiêu chuẩn Nhóm liên minh đặc tả QSFP-DD (QSFP-DD MSA) và IEEE 3bs and 3cd , hỗ trợ giao diện điện 400GAUI-8 — một giao thức truyền tín hiệu PAM4 8 kênh, mỗi kênh 50 Gbps, được dùng để đóng khung Ethernet 400G. Mặc dù hỗ trợ khả năng tương thích ngược với các thiết bị 100/200/400 G thông qua bộ chuyển đổi hoặc cáp phân nhánh. Sự linh hoạt này giúp đơn giản hóa triển khai và nâng cấp từng bước.

Dòng sản phẩm LINK‑PP LQD‑CW400: Triển khai thực tế

LINK‑PP cung cấp đầy đủ các mô-đun quang học 400G QSFP‑DD được thiết kế riêng cho nhiều ứng dụng khác nhau:

• LQD-CW400-DR4C
  – Mô-đun QSFP-DD điều chế PAM4, hoạt động trên cáp quang đơn mode (SMF) với khoảng cách 500 m, hỗ trợ 4×100G-DR;

• LQD-CW400-FR4C – Khoảng cách 2 km trên cáp quang đơn mode (SMF) với đầu nối LC đôi;

• LQD-CW400-LR4C – Khoảng cách tối đa lên đến 10 km, sử dụng quang học CWDM tại bước sóng 1310 nm

Mỗi thiết bị hỗ trợ giao thức CMIS 4.0, giám sát quang học kỹ thuật số và hoạt động trong dải nhiệt độ từ 0 °C đến 70 °C với mức tiêu thụ công suất điển hình dưới 10 W. Mẫu thử miễn phí và hỗ trợ tích hợp OEM sẵn có thông qua cửa hàng chính thức của LINK‑PP tại l‑p.com
.

Ứng dụng & lợi ích

• Trung tâm dữ liệu & kiến trúc Spine–Leaf: Các kết nối 400 G mật độ cao tối ưu hóa cả không gian lẫn hiệu năng.

• Các cụm HPC & AI: Độ trễ thấp và thông lượng cao là yếu tố then chốt cho huấn luyện và mô phỏng.

• Fronthaul & vận chuyển 5G: Các mô-đun FR4 và DR4 hỗ trợ các khoảng cách liên kết đáng tin cậy trong mạng đô thị.

• Quy mô đám mây & kết nối giữa các trung tâm dữ liệu (DCI): Giao diện mở rộng quy mô trong môi trường khuôn viên và đô thị.

Các mô-đun này mang lại mật độ cổng gấp đôi so với thế hệ trước, khả năng nâng cấp liền mạch lên 800 G, and khả năng tương thích ngược rộng rãi với cơ sở hạ tầng 100G/200G hiện hữu thông qua các giải pháp phân nhánh hoặc bộ chuyển đổi.

Kết luận

400 G QSFP‑DD giờ đây đã trở thành tiêu chuẩn dẫn đầu cho cơ sở hạ tầng mạng thế hệ tiếp theo. Thiết kế nhỏ gọn, điều chế PAM4, các lựa chọn quang học đa dạng và khả năng chịu nhiệt vượt trội mang lại hiệu năng chưa từng có trong các ứng dụng trung tâm dữ liệu, HPC, AI và viễn thông.

Đối với các doanh nghiệp đang chuẩn bị chuyển đổi sang mạng 400 G, dòng sản phẩm LINK‑PP LQD‑CW400 cung cấp một danh mục các mô-đun tuân thủ tiêu chuẩn, đã được kiểm tra về khả năng tương tác — từ SR đến LR4 — được thiết kế để tích hợp trơn tru vào các hệ sinh thái hiện có. Hãy truy cập cửa hàng chính thức của LINK‑PP để xem bảng thông số kỹ thuật sản phẩm, yêu cầu báo giá hoặc yêu cầu mẫu đánh giá miễn phí.