400G OSFP SR4 ทำงานอย่างไร

ในฐานะผู้ให้บริการชั้นนำของตัวรับส่งสัญญาณ 400G OSFP SR4 ฉันรู้สึกตื่นเต้นที่จะเจาะลึกไปในโลกที่น่าสนใจว่าโมดูลออปติคัลขั้นสูงเหล่านี้ทำงานอย่างไร ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะนำคุณผ่านการทำงานภายในของ 400G OSFP SR4 สำรวจองค์ประกอบสำคัญหลักการดำเนินการและประโยชน์ที่ได้รับในการส่งข้อมูลความเร็วสูง

ทำความเข้าใจพื้นฐานของ 400G OSFP SR4

400G OSFP SR4 เป็นตัวรับส่งสัญญาณแสงสูงที่ออกแบบมาสำหรับแอปพลิเคชันระยะสั้น "400G" ระบุอัตราข้อมูล 400 กิกะบิตต่อวินาทีซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการตอบสนองความต้องการแบนด์วิดท์ที่เพิ่มขึ้นของศูนย์ข้อมูลที่ทันสมัยการประมวลผลแบบคลาวด์และสภาพแวดล้อมการคำนวณประสิทธิภาพสูง "OSFP" ย่อมาจากรูปแบบขนาดเล็กแปด - ปัจจัยที่สามารถทำได้ซึ่งเป็นรูปแบบที่ให้ความหนาแน่นของพอร์ตสูงและการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ "SR4" หมายถึงการเข้าถึงระยะสั้น 4 - เลนซึ่งหมายความว่าใช้เลนออปติคัลแบบขนานสี่ช่องเพื่อให้ได้อัตราข้อมูลสูง

ส่วนประกอบสำคัญของ 400G OSFP SR4

เลเซอร์ไดโอด

หัวใจของส่วนเครื่องส่งสัญญาณของ 400G OSFP SR4 เป็นเลเซอร์ไดโอดหลายตัว ไดโอดเลเซอร์เหล่านี้มักจะเป็นแนวตั้ง - พื้นผิวช่อง - เปล่งเลเซอร์ (VCSELS) VCSELS ได้รับการสนับสนุนสำหรับแอปพลิเคชันระยะสั้นเนื่องจากมีต้นทุนต่ำประสิทธิภาพสูงและความสะดวกในการรวมเข้ากับอาร์เรย์หลายเลน VCSEL แต่ละตัวปล่อยลำแสงของแสงที่ความยาวคลื่นที่เฉพาะเจาะจงซึ่งมักจะอยู่ที่ประมาณ 850Nm แสงที่ปล่อยออกมาโดยเลเซอร์เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นผู้ให้บริการสำหรับสัญญาณข้อมูล

เครื่องตรวจจับแสง

ด้านตัวรับสัญญาณเครื่องตรวจจับแสงจะใช้ในการแปลงสัญญาณออปติคัลที่เข้ามาเป็นสัญญาณไฟฟ้า Avalanche Photodiodes (APDS) หรือ pin photodiodes มักใช้ โฟโตไดโอด PIN นั้นง่ายและมีค่า - มีประสิทธิภาพในขณะที่ APDS มีความไวสูงกว่าซึ่งจะเป็นประโยชน์ในบางแอปพลิเคชันที่พลังงานแสงที่ได้รับค่อนข้างต่ำ

มัลติเพล็กเซอร์และ demultiplexer

เพื่อให้ได้อัตราข้อมูล 400 กรัมมากกว่าสี่เลนมัลติเพล็กเซอร์ (MUX) ใช้ในเครื่องส่งสัญญาณเพื่อรวมสตรีมข้อมูลแบบขนานทั้งสี่เข้ากับช่องแสงสี่ช่อง ในทางกลับกัน Demultiplexer (DEMUX) ในตัวรับสัญญาณจะแยกสัญญาณออปติคัลรวมกลับไปเป็นสตรีมข้อมูลแต่ละรายการ ส่วนประกอบเหล่านี้ตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อมูลจะถูกส่งและรับอย่างมีประสิทธิภาพผ่านลิงก์ออปติคัล

ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (DSP)

DSP เป็นองค์ประกอบที่สำคัญใน 400G OSFP SR4 มันมีหน้าที่รับผิดชอบในการเข้ารหัสและถอดรหัสข้อมูลรวมถึงการทำฟังก์ชั่นการประมวลผลสัญญาณต่าง ๆ เช่นการทำให้เท่าเทียมกันการแก้ไขข้อผิดพลาดและการกู้คืนนาฬิกา DSP ช่วยปรับปรุงคุณภาพของสัญญาณลดอัตราความผิดพลาดบิต - และตรวจสอบให้แน่ใจว่าการส่งข้อมูลที่เชื่อถือได้ด้วยความเร็วสูง

หลักการทำงานของ 400G OSFP SR4

กระบวนการส่ง

1. การเข้ารหัสข้อมูล: สัญญาณข้อมูลไฟฟ้าจากระบบโฮสต์จะถูกส่งไปยัง DSP เป็นครั้งแรก DSP เข้ารหัสข้อมูลโดยใช้แผนการปรับขั้นสูงเช่น PAM4 (การปรับระดับพัลส์แอมพลิจูดระดับ 4 - ระดับ) PAM4 เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับเครื่องรับส่งสัญญาณ 400 กรัมเนื่องจากช่วยให้อัตราข้อมูลที่สูงขึ้นสามารถทำได้ภายในแบนด์วิดท์ที่มีอยู่
2. การมอดูเลตสัญญาณ: เมื่อมีการเข้ารหัสข้อมูล DSP จะส่งสัญญาณไฟฟ้าไปยังไดรเวอร์เลเซอร์ ไดรเวอร์เลเซอร์ปรับเอาต์พุตของ VCSELS ตามข้อมูลที่เข้ารหัส ตัวอย่างเช่นในการปรับ PAM4 ความเข้มของแสงเลเซอร์จะถูกปรับเพื่อแสดงถึงสี่ระดับที่แตกต่างกันซึ่งสอดคล้องกับข้อมูลสองบิตต่อสัญลักษณ์
3. มัลติเพล็ก: สัญญาณออพติคอลแบบมอดูเลตจาก VCSELS สี่ตัวจะถูกรวมเข้าด้วยกันโดย MUX MUX จัดเรียงสัญญาณออปติคัลในลักษณะที่สามารถส่งผ่านสายเคเบิลเส้นใยหลายตัวเดียว

กระบวนการต้อนรับ

1. การทำลายล้าง: เมื่อสัญญาณออปติคัลรวมถึงตัวรับสัญญาณ DEMUX จะแยกช่องแสงสี่ช่อง แต่ละช่องจะถูกนำไปยังเครื่องตรวจจับแสงที่สอดคล้องกัน
2. ออปติคอล - ถึง - การแปลงไฟฟ้า: photoDetectors แปลงสัญญาณแสงที่เข้ามาเป็นสัญญาณไฟฟ้า สัญญาณไฟฟ้าจะถูกส่งไปยัง DSP เพื่อประมวลผลเพิ่มเติม
3. การถอดรหัสและการฟื้นฟูสัญญาณ: DSP ถอดรหัสสัญญาณไฟฟ้าทำการแก้ไขข้อผิดพลาดและกู้คืนข้อมูลดั้งเดิม นอกจากนี้ยังกู้คืนสัญญาณนาฬิกาจากสตรีมข้อมูลซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการซิงโครไนซ์การถ่ายโอนข้อมูลระหว่างตัวรับส่งสัญญาณและระบบโฮสต์

ข้อดีของ 400G OSFP SR4

แบนด์วิดท์สูง

ด้วยอัตราข้อมูล 400Gbps ทำให้ 400G OSFP SR4 สามารถจัดการการรับส่งข้อมูลจำนวนมากทำให้เหมาะสำหรับศูนย์ข้อมูลประสิทธิภาพสูงและแอพพลิเคชั่นคลาวด์คอมพิวเตอร์ ช่วยให้การถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วขึ้นระหว่างเซิร์ฟเวอร์ระบบจัดเก็บและสวิตช์เครือข่ายลดเวลาแฝงและปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบโดยรวม

สั้น - เข้าถึงความเข้ากันได้

ตัวแปร SR4 ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับแอปพลิเคชันระยะสั้นโดยทั่วไปจะสูงถึง 100 เมตร สิ่งนี้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานภายในศูนย์ข้อมูลซึ่งส่วนใหญ่ของการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ค่อนข้างสั้น ช่วยให้มีค่าใช้จ่าย - การส่งข้อมูลที่มีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพในระยะทางสั้น ๆ

ความหนาแน่นของพอร์ตสูง

ฟอร์มแฟคเตอร์ OSFP มีความหนาแน่นพอร์ตสูงซึ่งหมายความว่าสามารถติดตั้งตัวรับส่งสัญญาณได้มากขึ้นในพื้นที่ที่กำหนด นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับศูนย์ข้อมูลซึ่งพื้นที่มักมี จำกัด ความหนาแน่นของพอร์ตที่สูงขึ้นช่วยให้การเชื่อมต่อมากขึ้นและปรับขนาดได้มากขึ้นทำให้ศูนย์ข้อมูลสามารถขยายขีดความสามารถโดยไม่ต้องเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพที่สำคัญ

เปรียบเทียบกับเครื่องรับส่งสัญญาณ 400 กรัมอื่น ๆ

เมื่อเปรียบเทียบ 400G OSFP SR4 กับตัวรับส่งสัญญาณ 400 กรัมอื่น ๆ เช่น400G QSFP112 FR4มีความแตกต่างที่สำคัญบางประการ 400G QSFP112 FR4 ได้รับการออกแบบมาสำหรับแอพพลิเคชั่นที่ยาวกว่า - เข้าถึงโดยทั่วไปจะสูงถึง 2 กิโลเมตร มันใช้ความยาวคลื่นออปติคัลที่แตกต่างกันและฟอร์มแฟคเตอร์ที่แตกต่างกัน (QSFP112) เมื่อเทียบกับ OSFP ในทางกลับกัน400G OSFP SR4ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการเข้าถึงระยะสั้น - สูง - ความหนาแน่น

ตัวรับส่งสัญญาณ 400 กรัมที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือทั่วไปตัวรับส่งสัญญาณ 400 กรัม- คำว่า "ตัวรับส่งสัญญาณ 400G" เป็นหมวดหมู่กว้าง ๆ ที่มีปัจจัยรูปแบบต่าง ๆ และความสามารถในการเข้าถึง 400G OSFP SR4 โดดเด่นในแง่ของประสิทธิภาพการเข้าถึงระยะสั้นและปัจจัยฟอร์มความหนาแน่นสูงภายในหมวดหมู่นี้

แอปพลิเคชัน 400G OSFP SR4

ศูนย์ข้อมูล

ในศูนย์ข้อมูลตัวรับส่งสัญญาณ 400G OSFP SR4 ใช้สำหรับการเชื่อมต่อความเร็วสูงระหว่างเซิร์ฟเวอร์สวิตช์และระบบจัดเก็บข้อมูล พวกเขาเปิดใช้งานการถ่ายโอนข้อมูลอย่างรวดเร็วภายในศูนย์ข้อมูลสนับสนุนแอปพลิเคชันเช่นคลาวด์คอมพิวติ้งการวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่และการจำลองเสมือน

การคำนวณประสิทธิภาพสูง

กลุ่มคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงต้องใช้แบนด์วิดท์สูงและการเชื่อมต่อเวลาแฝงต่ำ 400G OSFP SR4 สามารถให้อัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่จำเป็นเพื่อรองรับการประมวลผลแบบขนานการจำลองและงานที่ต้องใช้การคำนวณอื่น ๆ

ติดต่อสำหรับการซื้อและให้คำปรึกษา

หากคุณมีความสนใจในตัวรับส่งสัญญาณ 400G OSFP SR4 หรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับแอปพลิเคชันและประสิทธิภาพของพวกเขาเราขอเชิญคุณติดต่อเรา ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะให้ข้อมูลผลิตภัณฑ์โดยละเอียดการสนับสนุนทางเทคนิคและโซลูชั่นที่กำหนดเองเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของคุณ ไม่ว่าคุณจะสร้างศูนย์ข้อมูลใหม่หรืออัพเกรดเครือข่ายที่มีอยู่ตัวรับส่งสัญญาณ OSFP SR4 400G ของเราอาจเป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้และมีค่าใช้จ่าย

การอ้างอิง

• “ ระบบสื่อสารไฟเบอร์ออปติคอล” โดย Govind P. Agrawal
• เอกสารสีขาวของอุตสาหกรรมเกี่ยวกับเครื่องรับส่งสัญญาณแสง 400 กรัมจากผู้ผลิตชั้นนำ