Il cablaggio parallelo è una soluzione di cablaggio utilizzata nei data center e nelle reti ad alta velocità che impiega fibre ottiche multicore o interfacce elettriche multicanale per trasmettere dati simultaneamente. Si differenzia dal tradizionale cablaggio seriale (doppia fibra a canale singolo) e migliora significativamente la larghezza di banda di una singola porta attraverso un approccio "parallelo multicanale".
Seriale vs. Parallelo: Differenze fondamentali
La connessione seriale è come un "canale singolo a doppia fibra", mentre quella parallela è come un'"autostrada multifibra a 8-24 corsie".
| Articolo | Cablaggio seriale | Cablaggio in parallelo |
| Tmetodo di trasmissione | Trasmissione seriale di un singolo segnale logico | Trasmissione parallela di più segnali logici |
| Numero di fibre ottiche per porta | 2 core (uno per la trasmissione, uno per la ricezione) | Da 8 a 24 core (più ricevi, più trasmetti) |
| Itipo di interfaccia | LC duplex | MPO/MTP (connettore multifibra a innesto rapido) |
| Architettura del canale | 1 Canale | Canale N (4/8/12/16) |
| Tasso tipico | 10G, 25G, 100G (canale singolo) | 40G, 100G, 200G, 400G, 800G |
| Pdensità oraria | Inferiore (interfaccia LC più grande) | Estremamente elevato (1U può ospitare oltre 144 core) |
| Pconsumo di energia | Superiore (richiede modulo ottico + fibra ottica) | Inferiore (circuito condiviso multicanale) |
| Applicazioni tipiche | Rete aziendale FTTH, data center tradizionale | Data center di dimensioni ultra-grandi, cluster AI/HPC |
Perché è necessario il cablaggio in parallelo?
Con l'avvento dell'era 400G/800G, il miglioramento della velocità del singolo canale si scontra con i limiti fisici (perdite nei cavi di rame, larghezza di banda dei dispositivi optoelettronici). Il cablaggio parallelo adotta la consolidata tecnologia VCSEL 25G/50G, che consente di raddoppiare la larghezza di banda aumentando il numero di canali e riducendo i requisiti di velocità del singolo canale. Ciò non solo semplifica la progettazione dei moduli ottici, ma evita anche gravi perdite nella trasmissione di segnali ad alta velocità.
Il raddoppio della larghezza di banda avviene come segue:
- 400 g: 8 × 50 g PAM4 o 4 × 100 g PAM4;
- 800 g: 8 × 100 g PAM4 o 16 × 50 g PAM4
La tecnologia di base del cablaggio parallelo
Connettore per cavo parallelo: MTP/MPO
La base del cavo dati parallelo è il connettore multifibra a innesto MPO/MTP, che ospita fibre ottiche multicore (4/8/12/16/24 core) in un'unica interfaccia.
- MTP vs MPOMTP è una versione migliorata di MPO, con prestazioni ottiche e precisione meccanica superiori, e i due sono fisicamente compatibili.
| Tipo di connettore | Conteggio delle fibre | Applicazione tipica | canali paralleli |
| MPO-12 | 12 nuclei | 40G/100G SR4 | 4Tx 4Rx (8 fibre in uso, 4 non in uso) |
| MPO-16 | 16core | 400G SR8/PSM8 | 8 Tx 8 Rx (16 core in uso) |
| MPO-24 | 24core | 400G SR8 (alta densità) / 800G | 8Tx 8Rx o 16Tx 16Rx |
Esistono diversi cablaggi paralleli MPO/MTP productche Yingda può fornire, tra cui:
Cavo trunk MPO-12/16/24 Trasmissione dorsale ad alta densità 12-144 conduttori
Cavo breakout da MPO 12 a 4LC, da MPO 16 a 8LC. Suddivisione delle porte e programmazione flessibile.
Pannello adattatore MPO 1U 4×MPO-24 per la gestione del cablaggio ad alta densità
Transceiver di interfaccia MPO400G SR8/DR4/PSM8 con conversione fotoelettrica
Modulo a cassetta MTP MPO
Conversione da MPO a LC a 12/24 conduttori per cablaggio ad alta densità
Telaio di distribuzione MPO ad alta densità con 144 core, 288 core o 576 core, ad esempio 1U, 3U, 4U, ecc.
Struttura parallela
Il cablaggio parallelo si basa su ricetrasmettitori a fibra ottica paralleli multicanale e le architetture comuni includono:
| Structure | Quantità canale | Tasso tipico | Tipo di modulo ottico | Interfaccia |
| 4×25G NRZ | 4 canali | 100G | QSFP28SR4 | MPO-12 |
| 4×50G PAM4 | 4 canali | 200G / 400G | QSFP56 FR4 / QSFP-DD FR4 | LC duplex |
| 8×25G NRZ | 8 canali | 200G | QSFP-DD SR8 (all'inizio) | MPO-16 |
| 8×50G PAM4 | 8 canali | 400G | QSFP-DD SR8 / PSM8 | MPO-16 |
| 16×50G PAM4 | 16 canali | 800G | QSFP-DD SR16 | MPO-24 |
Il vantaggio principale del cablaggio parallelo
- Densità di larghezza di banda estremamente elevata: Una singola interfaccia MPO-24 può trasportare 800G (16 × 50G), superando di gran lunga le soluzioni duplex LC.
- Risparmia spazio negli armadietti: Lo spazio 1U può ospitare 144 core (6 x MPO-24), con un aumento del 300% della densità delle porte.
- Ridurre il consumo energetico: I moduli paralleli condividono i circuiti, con un consumo energetico inferiore alla somma di quello di più moduli seriali.
- Distribuzione semplificata: Cavo dorsale MPO pre-terminato, che sostituisce 12 cavi patch LC LC con un unico cavo
- Flessibile breakout: Supporta i rami da 1/4 e 1/8 per proteggere gli investimenti
- Orientato al futuro: 400G/800G/1.6T sono tutti basati su architettura parallela, con evoluzione fluida
Schema di cablaggio parallelo
1. Classificazione in base al mezzo di trasmissione
| Tipo | Ftipo fibra | Distanza tipica | Scenari applicativi |
| cablaggio multimodale parallelo | Fibra multimodale OM3/OM4 | 70-100 metri | Locali interni per armadi rack e interconnessione TOR Leaf nei data center |
| Cablaggio parallelo monomodale | Fibra monomodale OS2 | Da 500 metri a 2 chilometri | Interconnessione del parco, DCI a breve distanza |
| Cavo ottico attivo parallelo (AOC) | Cavo ottico multicore pre-terminato | 30-100 metri | A breve distanza, installazione plug and play all'interno del mobile. |
2. Classificazione in base alla struttura topologica
Collegamento diretto punto-punto dello switch:
In un data center a 400G, il cablaggio parallelo è la soluzione standard per ottenere un'elevata larghezza di banda e un'interconnessione ad alta densità, utilizzando cavi patch MPO/MTP a 8/12/16 pin, senza kit di breakout, in modo semplice ed efficiente, senza diramazioni:
- Interconnessione delle foglie della spina dorsale: 400GSR8 + Cavo MPO 16 Cablaggio parallelo, larghezza di banda per singola porta di 400G, distanza di trasmissione di 100 metri.
- Collegamento uplink da TOR a Leaf: 100GSR4 + Cavo MTP 12 Cablaggio in parallelo, distanza di trasmissione di 100 metri.
- Interconnessione foglia-spina: 400GDR4/FR4 + Cavo in fibra MPO 12 Cablaggio parallelo, con una distanza di trasmissione di 500 metri.
1-4 eruzioni cutanee (le più comuni): 400 g → 4 x 100 g
Ricetrasmettitore in fibra DR4 da 400G → Cavi patch duplex MPO 12 a 4x LC → 4 ricetrasmettitori in fibra DR1 da 100G
Il metodo di cablaggio più comune consiste nel suddividere una porta da 400G e collegarvi quattro dispositivi da 100G, il che non solo protegge l'investimento esistente nella rete da 100G, ma supporta anche aggiornamenti di rete graduali.
Sessioni di gruppo da 1 a 8: 400G → 8 × 25G
Modulo in fibra PSM8 da 400G → Cavo fanout MPO da 16 a 8 LC → Modulo in fibra SFP28 da 8 × 25G
La configurazione 400G a 8x25G era uno schema di diramazione comunemente utilizzato agli albori del 400G, con accesso ad altissima densità. Una porta 400G poteva essere suddivisa e collegata a otto dispositivi 25G. Si noti che il 400G utilizza la modulazione PAM4, con una velocità di 100G a canale singolo, mentre i moduli ottici 25G utilizzano la modulazione NRZ. Pertanto, per i moduli ottici 400G è necessario utilizzare chip standard PAM4+NRZ con funzione Gearbox.
Sfide e soluzioni del cablaggio in parallelo
| Csfida | Soluzione |
| La gestione della polarità è complessa | Adozione del tipo B (tipo crossover) per standardizzare la polarità e semplificare l'inventario |
| Elevata difficoltà nella pulizia della superficie terminale | Pulitore MPO a un clic per facce terminali del nucleo da 12/16 |
| Controllo del raggio di curvatura | Fibra anti-flessione G. 657, raggio di curvatura minimo 7.5 mm |
| Difficoltà nella risoluzione dei problemi | OTDR dedicato MPO, individuare canali specifici |
| costo relativamente elevato | Costo totale di proprietà (TCO) inferiore rispetto alla soluzione seriale durante l'implementazione in batch, con conseguente risparmio di tempo di cablaggio. |
Conclusione
Il cablaggio parallelo è lo standard di cablaggio dell'era 400G/800G nei data center: integra da 8 a 16 fibre MPO/MTP in un'unica interfaccia per ottenere una larghezza di banda ultraelevata di 400G/800G su singola porta, con una densità tre volte superiore rispetto alle soluzioni LC tradizionali e un aumento dell'80% nell'efficienza di implementazione.
Attualmente, la velocità del singolo canale è stata continuamente migliorata, passando da 25G, 50G e 100G PAM4. La soluzione parallela principale per 400G utilizza MPO 24 o MPO 16 core, mentre l' 800G SR8 è commercialmente disponibile. La maggiore densità 800G/1.6T utilizzerà MPO-32. Nell'ottica di ridurre il consumo energetico, aumenterà gradualmente il numero di CPO (co-packaged optics), ovvero moduli ottici integrati con ASIC ed eliminando il DSP.
FAQ
Quali sono le soluzioni di cablaggio più comuni per l'interconnessione di cluster di addestramento per l'intelligenza artificiale?
L'interconnessione di cluster di addestramento per l'IA richiede una comunicazione ad alta larghezza di banda e bassa latenza tra le GPU. Esempi comuni includono cluster NVIDIA DGX/H100 con interconnessione parallela 400G/800G; InfiniBand NDR: modulo ottico parallelo 400G + cablaggio MPO-16; switch NVLink: interconnessione backplane parallela ad alta densità.
Quali ricetrasmettitori Fibre Channel verranno utilizzati per il cablaggio parallelo a 400G?
Ricetrasmettitori Fibre Channel comunemente utilizzati come 400G SR8, SR4, DR4, ecc.
Per il cablaggio seriale si utilizza il collegamento simplex o duplex LC?
Il cablaggio seriale utilizza connettori LC duplex. Nelle pratiche di cablaggio standard per data center e reti aziendali, i dati devono essere trasmessi (TX) e ricevuti (RX) separatamente attraverso due fibre ottiche, richiedendo quindi due canali fisici indipendenti.
