Wat is een 400G optische transceiver? Soorten, toepassingen en groothandelsinkoopgids

Datacenterarchitecten en netwerkingenieurs die hun infrastructuur verder dan 100G opschalen, komen de 400G optische transceiver steeds vaker tegen als de volgende stap in het ontwerp van interconnectie met hoge dichtheid en hoge benbreedte. Toch 400G optische zendontvangers zijn er in meerdere vormfactoren, gebruiken verschillende optische technologieën en variëren aanzienlijk in bereik, glasvezelvereisten en energieverbruik, waardoor de selectiebeslissing complexer wordt dan bij lagere snelheden.

Deze gids behandelt de belangrijkste typen 400G-transceivers, hoe ze technisch verschillen, welke toepassingen ze dienen en waar u op moet letten bij het aanschaffen bij een externe fabrikant.

Wat is een 400G optische transceiver?

EEN 400G optische transceiver is een inplugbare optische module die gegevens verzendt en ontvangt met een totale snelheid van 400 Gigabit per seconde. Het wordt aangesloten op een compatibele poort op een switch, router of server, waarbij elektrische signalen van het hostapparaat worden omgezet in optische signalen voor verzending via glasvezelkabel, en ontvangen optische signalen weer worden omgezet in elektrische signalen.

400G-transceivers bereiken hun hoge datasnelheid via een van twee benaderingen: het vermenigvuldigen van het aantal optische rijstroken (parallelle optica) of het gebruik van geavanceerde modulatieformaten – voornamelijk PAM4 (Pulse Amplitude Modulation 4-level) – om de datasnelheid per baan te verhogen tot boven wat NRZ-modulatie (Non-Return-to-Zero) kan leveren op dezelfde fysieke infrastructuur.

De dominante vormfactoren voor 400G-transceivers zijn QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density) and OSFP (Octal Small Form-factor plug-in) , die beide 8 elektrische rijstroken ondersteunen met 50G per rijstrook om de totale snelheid van 400G te bereiken.

Belangrijkste soorten 400G optische transceivers

Het 400G-transceiver-ecosysteem omvat momenteel verschillende afzonderlijke optische interfacestandaarden, elk geoptimaliseerd voor een andere combinatie van bereik, vezeltype en kosten.

400G SR8 — Kort bereik, multimode glasvezel

De 400G SR8-zendontvanger maakt gebruik van 8 parallelle optische rijstroken via multimode glasvezel (OM4 of OM5), waarbij 50G per baan wordt verzonden met behulp van PAM4-modulatie. Het maximale bereik is 100 meter op OM4 en 150 meter op OM5-glasvezel. De SR8 vereist een MPO-16-connector en 16 vezelstrengen (8 zenden, 8 ontvangen), waardoor hij geschikt is voor implementaties waar al een MPO-vezelfabriek aanwezig is. Het is de goedkoopste 400G optische oplossing voor korteafstandsverbindingen binnen datacenters.

400G DR4 — Single-mode, bereik van 500 meter

De 400G DR4-zendontvanger maakt gebruik van 4 parallelle single-mode glasvezelbanen met PAM4-modulatie bij 100G per baan. Het maximale bereik is 500 meter via OS2 single-mode glasvezel met een MPO-12-connector. DR4 is de standaard 400G-oplossing voor verbindingen tussen datacentergebouwen op dezelfde campus en voor verbindingen tussen rijen of pods binnen een grote datacenterverdieping waar het multimode glasvezelbereik onvoldoende is.

400G FR4 — Single-mode, bereik van 2 km

De 400G FR4-zendontvanger maakt gebruik van 4 CWDM-golflengten, gemultiplext op een enkel paar single-mode glasvezelstrengen (één LC-duplexverbinding), waarbij elke golflengte 100G PAM4 draagt. Het maximale bereik bedraagt ​​2 kilometer, waardoor het geschikt is voor datacenter interconnect (DCI)-toepassingen, metrocampusverbindingen en verbindingen met colocatiefaciliteiten. De enkele LC-duplexinterface is een aanzienlijk voordeel in omgevingen waar het aantal vezels een beperking is.

400G LR4 — Single-mode, bereik van 10 km

De 400G LR4-zendontvanger breidt de FR4-aanpak uit tot 10 kilometer, met behulp van 4 LAN-WDM-golflengten op een enkel LC-duplexvezelpaar. Het is ontworpen voor DCI- en metroverbindingstoepassingen met een groter bereik, waarbij 2 km onvoldoende is. LR4-transceivers verbruiken meer stroom dan varianten met een korter bereik vanwege het hogere optische vermogen dat nodig is voor transmissie over 10 km.

400G QSFP-DD versus OSFP-vormfactoren

Zowel QSFP-DD als OSFP-vormfactoren ondersteunen 400G-transceivers, maar ze verschillen qua grootte, vermogensbereik en thermische beheermogelijkheden.

• QSFP-DD: Achterwaarts compatibel met QSFP28-poorten op sommige platforms. Kleinere vormfactor met een maximale vermogensdissipatie van ongeveer 14 W per poort. De meest gebruikte 400G-vormfactor voor switchline-kaarten.
• OSFP: Grotere vormfactor met een maximale vermogensdissipatie van ongeveer 21 W per poort. De voorkeur gaat uit naar 400G-transceivers met hogere optische vermogensvereisten (LR4 en varianten met een groter bereik) en voor de ontwikkeling van de volgende generatie 800G-modules.

400G Transceiver-toepassingen

Door te begrijpen waar elk type 400G-transceiver wordt ingezet, kunnen inkoopteams de juiste module voor elk verbindingstype in het netwerk specificeren.

Hyperscale datacenterfabric

Grootschalige datacenters van grote cloudproviders zijn de belangrijkste drijfveer achter de adoptie van 400G-transceivers. Spine-to-leaf-verbindingen in moderne hyperscale-fabrics maken gebruik van 400G QSFP-DD SR8- of DR4-transceivers voor de hoogste poortdichtheid tegen de laagste kosten per bit. De overstap van 100G naar 400G per poort vermindert het aantal fysieke poorten en kabels dat nodig is voor een bepaalde fabric-bandbreedte met een factor vier, waardoor de kapitaal- en operationele kosten op schaal aanzienlijk worden verlaagd.

Enterprise Core en aggregatie

Bedrijfsnetwerken met kernvereisten met hoge bandbreedte worden geïmplementeerd 400G optische transceivers in kernswitches en aggregatierouters om het gecombineerde verkeer van meerdere 100G-toegangslaagverbindingen af te handelen. FR4-transceivers worden vaak gebruikt voor verbindingen tussen datacenters en colocatiefaciliteiten binnen metro-afstand.

Telecommunicatie- en serviceprovidernetwerken

Telecomoperatoren gebruiken 400G LR4 en 400G-transceivers met een groter bereik voor metro- en regionale netwerkverbindingen, waarbij meerdere golflengten met lagere snelheid worden vervangen door enkele 400G-verbindingen om de capaciteit te vergroten en de operationele complexiteit te verminderen.

EENI and GPU Cluster Interconnect

Grootschalige AI-trainingsinfrastructuur vereist verbindingen met extreem hoge bandbreedte en lage latentie tussen GPU-servers. 400G QSFP-DD AOC en DAC Kabels worden op grote schaal ingezet voor GPU-serververbindingen binnen racks en aangrenzende racks in AI-trainingsclusters, waar bandbreedtedichtheid en kabelgewicht beide kritische beperkingen zijn.

Hoe een fabrikant van 400G optische transceivers te evalueren

Inkoop 400G optische transceivers van een externe fabrikant vereist aandacht voor verschillende factoren die bepalen of het product betrouwbaar zal presteren in productienetwerken.

PAM4 DSP-technologie

400G-transceivers die PAM4-modulatie gebruiken, vereisen geavanceerde Digital Signal Processing (DSP)-chips om het PAM4-signaal te coderen en decoderen. De kwaliteit en prestaties van de DSP zijn rechtstreeks van invloed op het foutenpercentage, het stroomverbruik en het bedrijfstemperatuurbereik van de transceiver. Gevestigde externe fabrikanten gebruiken beproefde DSP-oplossingen van toonaangevende chipsetleveranciers en kunnen voor elke productiepartij oogdiagrammen en BER-testgegevens leveren.

Platformcompatibiliteit en EEPROM-codering

Controleer of de fabrikant EEPROM-codering ondersteunt voor uw doelswitchplatform: Cisco, Arista, Juniper, Huawei, H3C of andere leveranciers. Een fabrikant met een uitgebreide codeerbibliotheek en een proces voor snelle codeerupdates is essentieel voor implementaties over meerdere platformgeneraties.

Dermal Performance

400G-transceivers verbruiken 5W tot 14W per module, aanzienlijk meer dan modules met een lagere snelheid. Thermisch beheer – zowel in de transceivermodule als in het luchtstroomontwerp van de host-switch – is van cruciaal belang voor een duurzame, betrouwbare werking. Vraag specificaties voor het bedrijfstemperatuurbereik op en bevestig dat het thermische ontwerp van de transceiver compatibel is met de luchtstroomrichting en poortdichtheid van de host-switch.

Productietesten en kwaliteitsborging

Snelle optische transceivers vereisen uitgebreide productietests, inclusief optische vermogensmeting, golflengteverificatie, testen van de uitdovingsverhouding, analyse van oogdiagrammen en BER-testen bij extreme bedrijfstemperaturen. Fabrikanten met geautomatiseerde testapparatuur (ATE)-platforms kunnen 100% testen van elke eenheid uitvoeren en op verzoek testgegevens per eenheid verstrekken.

Veelgestelde vragen (FAQ)

Vraag: Wat is het verschil tussen 400G QSFP-DD en 400G OSFP?

EEN: Both QSFP-DD en OSFP zijn vormfactorstandaarden voor 400G optische transceivers die 8 elektrische rijstroken gebruiken bij 50G per baan. QSFP-DD is qua breedte fysiek vergelijkbaar met de bestaande QSFP28-vormfactor, waardoor een hogere poortdichtheid op de frontpanelen van de switch en achterwaartse compatibiliteit met QSFP28-poorten op sommige platforms mogelijk is. OSFP is iets groter met een hogere vermogensdissipatielimiet van ongeveer 21 W, waardoor het beter geschikt is voor 400G-varianten met een hoger vermogen en toekomstige 800G-modules. De meeste grootschalige implementaties gebruiken QSFP-DD vanwege de hogere poortdichtheid, terwijl OSFP de voorkeur heeft voor toepassingen met een groter bereik en een hoger vermogen.

Vraag: Kunnen 400G-transceivers worden gebruikt in bestaande 100G QSFP28-poorten?

EEN: No. 400G QSFP-DD-transceivers zijn niet fysiek of elektrisch compatibel met 100G QSFP28-poorten, ondanks de visuele gelijkenis. QSFP-DD heeft een elektrische interface met dubbele dichtheid met 8 rijstroken versus de 4 rijstroken van QSFP28, en vereist een hostpoort die de QSFP-DD-standaard ondersteunt. Sommige switchplatforms bieden breakout-opties waarbij één 400G QSFP-DD-poort kan worden opgesplitst in vier 100G-verbindingen met behulp van een breakout-kabel.

Vraag: Welk vezeltype is vereist voor 400G SR8-transceivers?

EEN: 400G SR8-zendontvangers vereisen OM4- of OM5 multimode-glasvezel met MPO-16-connectoren. OM4-vezel ondersteunt een bereik van 100 meter en OM5-vezel ondersteunt 150 meter. De MPO-16-connector biedt 16 vezelstrengen in één connectorbehuizing: 8 voor verzenden en 8 voor ontvangen. Als uw bestaande glasvezelinstallatie MPO-12-connectoren gebruikt, is een fan-out- of conversieoplossing vereist om te kunnen communiceren met SR8-transceivers.

Vraag: Wat is het stroomverbruik van een typische 400G QSFP-DD-transceiver?

EEN: Power consumption for 400G QSFP-DD-transceivers varieert per type optische interface. SR8-modules verbruiken doorgaans 8W tot 10W. DR4-modules verbruiken 10W tot 12W. FR4-modules verbruiken 12W tot 14W. LR4-modules kunnen tot 14 W verbruiken. Deze cijfers vertegenwoordigen het vermogen dat wordt onttrokken aan de hostpoort en wordt afgevoerd als warmte binnen de module – een belangrijke overweging voor het thermisch ontwerp van schakelaars bij 400G-implementaties met hoge dichtheid.

Vraag: Wat is de levertijd voor bulkbestellingen van 400G-transceivers bij een Chinese fabrikant?

EEN: Standard lead times for bulk 400G optische transceiver bestellingen van gevestigde Chinese fabrikanten duren doorgaans 15 tot 30 werkdagen na orderbevestiging voor standaardspecificaties in productie. Aangepaste EEPROM-codering voor specifieke platformcompatibiliteit voegt 3 tot 5 werkdagen toe voor de initiële coderingsconfiguratie. Versnelde productie is beschikbaar voor dringende bestellingen met voldoende voorafgaande kennisgeving.

OEM- en ODM-services zijn beschikbaar. Neem contact met ons op via fiberay.com om technische specificaties, bevestiging van platformcompatibiliteit en groothandelsprijzen aan te vragen.

Gerelateerde producten: 400G optische zendontvanger | 100G QSFP28 optische transceiver | 200G optische zendontvanger | 800G optische zendontvanger | EENOC Optical Transceiver