جهاز الإرسال والاستقبال QSFP 100G DR4 هو وحدة بصرية متوازية أحادية النمط قصيرة المدى، تستخدم تقنية PAM4 بسرعة 4 × 25 جيجابت في الثانية لتحقيق نقل بيانات لمسافة 500 متر عبر الألياف أحادية النمط من خلال موصل MPO 12. وهو عنصر أساسي في تطوير مراكز البيانات من 100 جيجابت في الثانية إلى 400 جيجابت في الثانية.
مواصفات 100G DR4
| الموديل | QSFP28 جرام DR100 |
| نوع الحزمة | QSFP28 |
| معدل الإرسال | 106.25 جيجابت في الثانية (4 × 26.5625 جيجابت في الثانية PAM4)، معدل نقل البيانات الفعلي 100 جيجابت في الثانية |
| مخطط التعديل | 4 x 25G NRZ PAM4 (4 قنوات متوازية) |
| واجهة كهربائية | CAUI-4 (4 × 25.78 جيجابت في الثانية NRZ) |
| واجهة بصرية | MPO 12 APC (يستخدم 8 أنوية فقط: 4 إرسال + 4 استقبال) |
| نوع الألياف البصرية | ألياف أحادية النمط (SMF، G.652) |
| بعد انتقال | 500 متر (يجب تفعيل خاصية تصحيح الأخطاء الأمامية) |
| الطول الموجي العامل | 1310 نانومتر (4 قنوات بنفس الطول الموجي) |
| نوع باعث | 4 × DFB/EML أو مخطط بصري سيليكوني |
| نقل الطاقه | -2.9~+2.9 ديسيبل ميلي واط (لكل قناة) |
| حساسية الاستقبال | <-9.1 ديسيبل |
| استهلاك الطاقة | <4.5 واط (القيمة النموذجية 3.5-4.5 واط) |
| متطلبات لجنة الانتخابات الفيدرالية | يجب تفعيل KP4-FEC |
| درجة حرارة التشغيل | درجة تجارية من 0 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية |
| بروتوكول المعيار | IEEE 802.3cd 100GBASE-DR4، 100G Lambda MSA |
بنية النواة: 4 × 25 جيجابت/ثانية متوازية PAM4
جوهر تقنية QSFP 100G DR4 هو تقنية الإرسال أحادي الوضع المتوازي رباعي القنوات:
المرسل (TX):
- مدخل الواجهة الكهربائية: إشارة NRZ رباعية القنوات بسرعة 25.78 جيجابت في الثانية (CAUI-4)
- معالجة الإشارة: يتم تعديل كل قناة باستخدام PAM4 للحفاظ على معدل رموز يبلغ 25 جيجا بايت
- المخرج البصري: 4 ليزرات DFB/EML بطول موجي 1310 نانومتر، يتم إخراجها عبر واجهة MPO
جهاز الاستقبال (RX):
- المدخل البصري: إشارة بصرية PAM4 رباعية القنوات بطول موجي 1310 نانومتر
- معالجة الإشارة: تعمل عملية إزالة التضمين PAM4 على استعادة إشارة NRZ 4 × 25G
- مخرج الواجهة الكهربائية: مخرج CAUI-4 إلى المضيف
تطبيق النواة البصرية لجهاز الإرسال والاستقبال DR4
1. 400G إلى 4 × 100G
يتمثل سيناريو التطبيق الأكثر شيوعًا لجهاز الإرسال والاستقبال الضوئي 100G DR4 في العمل مع 400G DR4 لتحقيق تقسيم المنفذ (Breakout):
قيمة الحل :
يمكن لمنفذ 400G واحد خدمة أربعة أجهزة مستقلة بسرعة 100G، كما يدعم ترقيات الشبكة التدريجية. يمكنك نشر أجهزة 100G أولاً، ثم الترقية بسلاسة إلى 400G لاحقاً، مما يوفر عدد منافذ المحول ومساحة الرف.
2. الربط البيني بين أوراق العمود الفقري في مراكز البيانات
في مراكز البيانات التي تم إنشاؤها حديثًا، يمكن استخدام QSFP 100G DR4 من أجل:
- الربط البيني من الورقة إلى العمود الفقري (نطاق تغطية 500 متر)
- وصلة تور إلى ليف
- السيناريوهات التي تتطلب مسافة أكبر من SR4 (100 متر)
3. Iمنصة متكاملة لتكنولوجيا السيليكون البصرية
يُعد جهاز الإرسال والاستقبال DR4 ناقلاً مهماً لتكنولوجيا الفوتونيات السيليكونية، وقد تم دمج بنية DR4 في رقائق بصرية سيليكونية لتحقيق ما يلي:
- التكامل العالي: مُعدِّل، كاشف، دليل موجي، تكامل شريحة واحدة
- منخفض التكلفة: كتلة productأيون عمليات أشباه الموصلات
- انخفاض استهلاك الطاقةاستهلاك الطاقة للمحرك البصري أقل من استهلاك الطاقة لحل EML
مقارنة مع وحدات QSFP ذات 100 جيجابت ذات الصلة
100GBASE DR4 مقابل 100GBASE DR1
يُعد كل من 100GBASE DR1 و100GBASE DR4 شكلين فرعيين من أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 400GBASE DR4 ، وتستخدم جميعها أليافًا ضوئية أحادية النمط. يجب استخدام موصلات APC لضمان فقدان الانعكاس. يُستخدم كلا الجهازين للربط البيني قصير المدى، بمسافة إرسال قصوى تقل عن 500 متر. مع ذلك، من الضروري التأكد من تهيئة منفذ محول 400G في "وضع التقسيم" لتعيين قناة 100G بشكل صحيح.
تعتمد آلية تقسيم إشارات 400G DR4 إلى إشارات 100G على استخدام تقنية بصريات 100G أحادية من نوع labmda (100G PAM4) لتقسيم 4 إشارات 100G متوازية إلى أجهزة مختلفة عبر كابلات الألياف الضوئية. تجدون أدناه تفاصيل نظامي التقسيم:
| مخطط الاتصال | اتصال فرعي من 1 إلى 4 | 1 اتصال مباشر واحد |
| Dالتيار الخاص أجهزة إرسال واستقبال | 100 جرام DR1 | 100 جرام DR4 |
| أنواع كابلات التوصيل بالألياف الضوئية | كابلات توصيل مزدوجة من نوع MPO-12 إلى 4xLC | كابلات توصيل MPO-12 إلى MPO-12 |
| عدد القنوات البصرية | قناة واحدة أحادية الطول الموجي (بصريات أحادية الطول الموجي) | توصيل متوازي رباعي القنوات |
| Iنوع الواجهة | دوبلكس LC | مبو-12 |
| عدد الألياف | نواتان (واحدة للإرسال، وواحدة للاستقبال) | 8 أنوية (4 للإرسال، 4 للاستقبال) |
| سيناريوهات التطبيق | اتصال الخادم، وصول عالي الكثافة (على سبيل المثال، اتصال مفتاح أعلى الرف (ToR) بالخادم) | التحويل إلى اتصال الشبكة الأساسية والرئيسية (مثل تكديس المحولات أو الوصول عالي الكثافة، بشكل رئيسي من خلال صناديق توزيع الألياف الضوئية أو وصلات التوصيل لتغيير عدد الألياف) |
100GBASE DR4 مقابل 100GBASE SR4
في عائلة وحدات الإرسال والاستقبال الضوئية 100G، تجمع وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية DR4 بين البنية المتوازية لوحدة SR4 (واجهة MPO) ومزايا الألياف أحادية النمط، لتكون بمثابة حل انتقالي لمراكز البيانات التي تنتقل من الألياف متعددة الأنماط لمسافة 100 متر (SR4) إلى الألياف أحادية النمط لمسافة 500 متر (FR). وهي الحل القياسي للربط المتوازي أحادي النمط لمسافة 500 متر في مراكز البيانات.
| العناصر | 100 جرام DR4 | 100 جرام SR4 | 100 غرام مقاوم للحريق | 100 جرام LR4 |
| نوع من الألياف | SMF | MMF | SMF | SMF |
| مسافة الإرسال | 500 م | 70-100 م | 2،XNUMX كم | 10،XNUMX كم |
| نوع الواجهة | مبو-12 | مبو-12 | دوبلكس LC | دوبلكس LC |
| العمارة الفنية | 4×25 جرام PAM4 | 4×25G NRZ | 1×100G PAM4 (DR1) | 4×25G NRZ + WDM |
| Cمعاهدة الفضاء الخارجي | خفض | أدنى | متوسط | أعلى |
| Pاستهلاك ower | 1.8-2.5W | 4.0W | 3.5W | |
| قابل للتطبيق سيناريوهات | مركز البيانات الداخلي | داخل الخزانة | ترابط الحدائق | الربط البيني في المناطق الحضرية |
كيفية اختيار؟
| متطلبات السيناريو | الحل الموصى به | Rإيسون |
| ربط مركز بيانات جديد بطول 500 متر | 100 جرام DR4 | بنية متوازية متوافقة مع 400G DR4، مما يسهل عمليات التحديث المستقبلية |
| يلزم تقسيم منفذ 400G إلى 4 منافذ X 100غ | 100G DR4 / DR1 | ينتمي إلى نظام DR البيئي مع 400G DR4، وهو متوافق مع الفروع |
| توجد بالفعل بنية تحتية للكابلات المتوازية MPO-12 | 100 جرام DR4 | إعادة استخدام الألياف البصرية الموجودة مباشرة |
| يتطلب الإرسال لمسافة تزيد عن 2 أو 10 كيلومترات | 100 غرام FR / LR4 | مسافة DR4 غير كافية |
| السعي لتحقيق أقل استهلاك للطاقة (التوصيلات داخل الخزانة) | 100 جرام SR4 | يتميز الحل متعدد الأوضاع باستهلاك أقل للطاقة |
خاتمة
جهاز الإرسال والاستقبال 100G DR4 هو وحدة إرسال واستقبال داعمة بسرعة 100G لنظام 400G DR4 البيئي - باستخدام تقنية PAM4 المتوازية 4 × 25G، فإنه يحقق نقلًا لمسافة 500 متر على الألياف أحادية الوضع من خلال واجهة MPO 12، وهو عنصر أساسي للتطور السلس لمراكز البيانات من 100G إلى 400G.
