В настоящее время модули ввода-вывода SFP28/SFP56 и QSFP28/QSFP56 в основном используются для подключения коммутаторов и серверов в основных шкафах, представленных на рынке. В эпоху скорости 56 Гбит/с, стремясь к большей плотности портов, были разработаны модули ввода-вывода QSFP-DD, обеспечивающие пропускную способность 400 Гбит/с. Благодаря удвоению скорости передачи данных, пропускная способность модуля QSFP-DD была увеличена до 800 Гбит/с, получив название OSFP112. Он имеет восемь высокоскоростных каналов, а скорость передачи данных по одному каналу может достигать 112 Гбит/с PAM4. Суммарная скорость передачи данных всего модуля составляет до 800 Гбит/с. Он обратно совместим с OSFP56, при этом скорость удвоена, что соответствует стандарту IEEE 802.3CK; в результате резко возрастают потери в канале связи, а дальность передачи данных по пассивным медным кабелям ввода-вывода значительно сокращается. Исходя из реалистичных физических ограничений, команда IEEE 802.3CK, разработавшая спецификацию 112G, сократила максимальную длину медного кабеля до 2 метров на основе медного кабеля ввода-вывода 56G с максимальной скоростью 3 метра.
Тестовая плата QSFP-DD с двумя портами, 1,6 Тбит/с
QQSFP-DD 800G сталкивается с ветром
Возможности центров обработки данных определяются серверами, коммутаторами и факторами подключения, которые уравновешивают друг друга и способствуют более быстрому и экономичному росту. Технология коммутации на протяжении многих лет является основной движущей силой. Недавно завершилась конференция OFC2021, и ведущие производители оптической связи, такие как Intel, Finisar, Xechuang, Opticexpress и New Yisheng, представили оптические модули серии 800G. В то же время зарубежные компании-производители оптических чипов продемонстрировали высокопроизводительные чипы для 800G, и традиционная схема может сохранить свое место в эпоху 800G. Мы считаем, что технологический путь развития оптических модулей 800G становится все более ясным, и 800GDR8 и 2*FR4 обладают наибольшим потенциалом для массового рынка; поскольку на OFC2021 ведущие компании-производители оптических модулей и чипов выпустили одну за другой новые продукты, были определены временные рамки и основной технологический путь модернизации до 800G. Темпы развития индустрии оптических модулей для центров обработки данных продолжают расти, и определены долгосрочные тенденции роста. Мы считаем, что в эпоху цифровизации и интеллектуальных технологий непрерывный взрывной рост трафика в центрах обработки данных обуславливает необходимость постоянного совершенствования оптических модулей. Четко прослеживается технологический путь развития 800G, что указывает на то, что 400G станет широкомасштабным решением.
При модернизации скорости передачи сигнала с 25 Гбит/с до текущей скорости 56 Гбит/с, из-за внедрения системы PAM4 (импульсно-амплитудная модуляция) (группа IEEE 802.3BS), основная частота сигнала, передаваемого по каналу Ethernet Serdes, смещается лишь с 12,89 ГГц до 13,28 ГГц, и существенно не меняется. Системы, способные поддерживать хорошую передачу сигналов 25 Гбит/с, могут быть модернизированы до скорости 56 Гбит/с с небольшой оптимизацией. Модернизация со скорости 56 Гбит/с до скорости 112 Гбит/с не так проста. Система PAM4, введенная при разработке стандарта 56 Гбит/с, скорее всего, будет повторно использована на скорости 112 Гбит/с. Это изменит основную частоту сигнала Ethernet 112 Гбит/с на 26,56 ГГц, что вдвое больше, чем у сигнала 56 Гбит/с. В эпоху развития технологий, обеспечивающих скорость передачи данных до 112 Гбит/с, требования к кабельным технологиям будут подвергаться более жестким испытаниям. В настоящее время используются высокоскоростные кабели со скоростью 400 Гбит/с. К числу зрелых производителей относятся преимущественно зарубежные бренды, такие как TE, LEONI, MOLEX, Amphenol и др. Однако в последние годы отечественные бренды также начали догонять. В области производственных процессов, оборудования и материалов мы внесли множество инноваций. В настоящее время существуют отечественные предприятия, производящие медные кабели 800G, но их количество невелико. Shenzhen Hongteda, Dongguan Zhongyou Electronics, Dongguan Jinxinuo, Shenzhen Simic Communication и др., но существующие технические трудности в основном связаны с производством неизолированных проводов. В настоящее время относительно сложно одновременно решить проблемы, связанные с высокочастотными электрическими характеристиками и требованиями к гибкости кабельной проводки. Медные кабели DAC переживают период быстрого развития. В настоящее время существует лишь небольшое количество местных производителей проводов.
Рынок быстро меняется, и в будущем его развитие будет еще быстрее. Хорошая новость заключается в том, что достигнут значительный и многообещающий прогресс, начиная от стандартов и заканчивая отраслью, в обеспечении перехода центров обработки данных на 400 ГБ и 800 ГБ. Но устранение технологических барьеров — это только половина дела. Другая половина — это время. Если произойдет ошибка в оценке, затраты будут выше. Основной сегмент существующих отечественных центров обработки данных — это 100G. Среди развернутых центров обработки данных 100G 25% используют медные кабели, 50% — многомодовое оптоволокно и 25% — одномодульное оптоволокно. Эти предварительные цифры не являются точными, но растущий спрос на пропускную способность, емкость и меньшую задержку стимулирует переход к более высоким скоростям сети. Поэтому каждый год адаптивность и жизнеспособность крупномасштабных облачных центров обработки данных становятся проверкой. В настоящее время рынок наводнен 100 ГБ, а в следующем году ожидается 400 ГБ. Несмотря на это, поток данных продолжает расти, и нагрузка на центры обработки данных будет только увеличиваться. После 400G появился QSFP-DD 800G.
%2NXCT3.png)
Дата публикации: 16 августа 2022 г.
