Jakie problemy rozwiązuje 400G?

Presja na wzrost przepustowości sieci jest ogromna, a co za tym idzie, rosną również oczekiwania wobec dostawców sieci.

Aby nadążyć za zapotrzebowaniem na pobór danych i osiągnąć łączność o dużej przepustowości, operatorzy sieci potrzebują interfejsów o coraz wyższych przepływnościach.

Zapotrzebowanie na pobór danych stale rośnie. Przyczyny są oczywiste:

coraz szerszy dostęp do platform streamingowych, takich jak Netflix czy HBO MAX.
rozwój technologii IoT [Internet of Things], czyli inteligentnych urządzeń, które automatycznie się komunikują i wymieniają dane za pomocą sieci, bez ingerencji człowieka
przechowywanie danych w chmurze.

Rozwiązanie 400G w postaci interfejsu QSFP-DD 400G to najlepszy wybór dla dostawców usług telekomunikacyjnych oraz dużych centrów danych o ogromnym wzroście ruchu.

Co to jest QSFP-DD 400G?

QSFP-DD 400G to zaawansowane technologicznie moduły optyczne zaprojektowane w znormalizowanej obudowie. Standard zarządzania pamięcią modułu optycznego oraz komunikacji hosta z modułem jest jasno zdefiniowany w specyfikacji Common Management Interface Specification (CMIS).

Dzięki faktycznej unifikacji i standaryzacji, moduły QSFP-DD 400G wchodzą na rynek dużo szybciej niż moduły 100G. Nie ma w tym przypadku obaw o to, czy w czasie rozwoju sieci będą dostępne moduły pasujące do portów w kupowanym aktualnie sprzęcie, bo jest jeden ustandaryzowany typ interfejsu.

W dodatku jego specyfikacja jest na tyle elastyczna, że pokryje również nowe moduły, jakie być może pojawią się dopiero za jakiś czas. Specyfikacja modułu jest jasno określona w systemie CMIS, a klasy poboru mocy są definiowane z dużym marginesem.

Korzyści z 400G QSFP-DD:

zdefiniowanie klas poboru mocy z dużym zapasem
nowy standard CMIS do zarządzania pamięcią modułu i sposobem komunikacji modułu z hostem
wsteczna kompatybilność złącza z QSFP28

Moduły optyczne 400G QSFP-DD transmitują sygnał poprzez cztery lub osiem torów optycznych, zapewniając sumarycznie przepływność do 400 Gbps. Z kolei po stronie elektrycznej, mamy osiem linii 53,125Gb/s PAM4.

W jaki sposób zrealizować połączenie przełączników Top of the Rack z serwerami w obrębie Data Center?

W tym scenariuszu połączymy przełączniki 400G Top of TheRack z serwerami wyposażonymi w karty 100G celem zrealizowania konkretnych usług. W ofercie GBC Photonics mamy dedykowane rozwiązanie pracujące na dystansie do 500 metrów, a więc idealnie nadające się do zastosowań Data Center.

Rozwiązanie to oparte jest o wybór odpowiednich modułów optycznych po stronie interfejsów 400G jak i 100G. Dodatkowo musimy zastosować patchcord współpracujący z tymi interfejsami transmitujący sygnał po medium jednomodowym.

W przełączniku 400G wyposażonym w interfejsy QSFP-DD musimy zastosować moduł transmitujący sygnał optyczny za pomocą czterech laserów 100G. W tym trybie pracy należy skonfigurować port przełącznika jako 4x100G.

Dodatkowo moduł QSFP-DD musi mieć wbudowany konektor MPO pozwalający na rozdzielenie pojedynczych sygnałów 100G. Z kolei po stronie serwerów z kartami 100G, należy zastosować moduły QSFP28 100G, w których transmisja musi odbywać się po jednej lambdzie.

‍

Zdjęcie 1. Schemat struktury transmisji QSFP-DD DR4.

‍

Urządzenia z portfolio GBC Photonics konieczne do budowy tego rozwiązania:

Rozwiązanie zbudujemy sięgając po moduł optyczny QSFP-DD400G ze złączem MPO-12:

QSFP-DD 4x DR1 1310 nm500m MPO SINGLE RATE 400GbE Single Mode EML.‍

Dodatkowo należy zastosować cztery moduły QSFP28 Single Lambda, które będą współpracować z modułem QSFP-DD. Produkty niezbędne w tym przypadku to:

QSFP28 SINGLE LAMBDA DR1 1310nm 500m LC SINGLE RATE 100GbE Single Mode EML.

Potrzebujesz pomocy w zamówieniu odpowiednich części do swojego systemu? Chętnie doradzimy. Zaplanuj rozmowę z ekspertem.

Do połączenia dwóch różnych typów interfejsów stosujemy kabel optyczny zwany potocznie „ośmiorniczką”. Po jednej stronie stosujemy złącze MPO do wpięcia w konektor modułu 400G, a po drugiej cztery pary złącz LC do wpięcia w konektory modułów 100G.

Kody produktów GBC Photonics wykorzystane do budowy tego rozwiązania:

400G QSFP-DD
QDDSSMOBQE0.5CGP-QSFP-DD 4x DR1 1310nm 500m MPO SINGLE RATE 400GbE Single Mode EML

100G QSFP28 typu Single Lambda
Q28SSLOBSE0.5CGP-QSFP28 SINGLE LAMBDA DR1 1310nm 500m LC SINGLE RATE 100GbE Single Mode EM‍

Patchcord
MPTC-SM-MPO-8xLCU-D00x- Patchcord SM, MPO – 8xLC/UPC, długość: xm

W jaki sposób połączyć przełączniki Top of the Rack rozmieszczone w dwóch odległych lokalizacjach?

W drugim scenariuszu połączymy dwa przełączniki Top of the Rack wyposażone w porty 400G zlokalizowane w dwóch różnych odległych od siebie serwerowniach. Połączenie punkt-punkt bez regeneracji sygnału.

W ofercie GBC Photonics mamy dedykowane rozwiązanie pozwalające przetransmitować sygnał 400G w lokalizacjach odległych od siebie nawet do 40 kilometrów. To para modułów optycznych pracująca na parze włókien światłowodowych, a więc posiadająca konektory LC.

W przełącznikach 400G wyposażonym w interfejsy QSFP-DD musimy zastosować odpowiednie moduły pracujące na długościach fal zlokalizowanych wokół 1310 nm.

‍Dlaczego moduły muszą pracować na długościach fal zlokalizowanych blisko 1310 nm?

Transmisje o wysokich przepływnościach są wrażliwe na dyspersję chromatyczną. W celu zminimalizowania jej wpływu długość fal, po których realizowana jest transmisja, zlokalizowane są w okolicy 1310 nm, bo tylko w tym punkcie dyspersja równa jest „0”.

Aby przesłać sygnał na dystans ponad 10 km, sięgamy po moduły, które po stronie optycznej przesyłają sygnał po długościach fal zwanych LAN-WDM.

Aby przesłać sygnał 400G bez regeneracji na dystans do 10 km, należy sięgnąć po parę modułów optycznych QSFP-DD 400G LR8 wyposażonych w konektor LC. Natomiast, aby przesłać sygnał 400G bez regeneracji na dystansie do 40 km, należy sięgnąć po parę modułów optycznych QSFP-DD 400G ER8 wyposażonych w konektor LC.

Moduły te, od strony optycznej, transmitują sygnały po ośmiu długościach fal LAN-WDM mocno skupionych wokół 1310 m.

Struktura modułu optycznego QSFP-DD 400G LR8/ER8 wygląda następująco:

Rysunek 2. Schemat budowy modułów optycznych QSFP-DD 400G LR8 i QSFP-DD 400G ER8.

Długości fal LAN-WDM używane przez QSFP-DD LR8/ER8
8x50G (1273,5, 1277,9, 1282,3, 1286,7, 1295,6, 1300.1,1304.6, 1309.1 nm)

Produkty GBC Photonics wykorzystane do budowy tego rozwiązania:

400G QSFP-DD‍

QDDSSLOLOE010CGP-QSFP-DD LR8 1310nm 10km LC SINGLE RATE 400GbE Single Mode EML
QDDSSLOLOE040CGP-QSFP-DD ER8 1310nm 40km LC SINGLE RATE 400GbE Single Mode EML