Attualmente, i moduli I/O SFP28/SFP56 e QSFP28/QSFP56 sono utilizzati principalmente per connettere switch e server negli armadi rack più diffusi sul mercato. Nell'era della velocità di 56 Gbps, per perseguire una maggiore densità di porte, si è ulteriormente sviluppato il modulo I/O QSFP-DD per raggiungere una capacità di porta di 400G. Con il raddoppio della velocità del segnale, la capacità di porta del modulo QSFP-DD è stata raddoppiata a 800G, denominato OSFP112. È dotato di otto canali ad alta velocità e la velocità di trasmissione di un singolo canale può raggiungere 112G PAM4. La velocità di trasmissione totale dell'intero pacchetto è fino a 800G. Retrocompatibile con OSFP56, rispetto allo stesso periodo di tempo, raddoppia la velocità e soddisfa lo standard di associazione IEEE 802.3CK; di conseguenza, la perdita di collegamento aumenterà notevolmente e la distanza di trasmissione del modulo I/O passivo con cavo in rame sarà ulteriormente ridotta. Basandosi su vincoli fisici realistici, il team IEEE 802.3CK, che ha formulato la specifica 112G, ha ridotto la lunghezza massima del collegamento tramite cavo in rame a 2 metri, partendo da un cavo in rame 56G con una velocità massima di 3 metri.
Scheda di test QSFP-DD a 2 porte da 1,6 Tbps
QQSFP -DD 800G si scontra con il vento
Le capacità dei data center sono determinate da server, switch e fattori di connettività che si bilanciano a vicenda e si spingono reciprocamente verso una crescita più rapida e a costi inferiori. La tecnologia di switching è stata la principale forza trainante per molti anni. Con la recente conclusione dell'OFC2021, i principali produttori di comunicazioni ottiche come Intel, Finisar, Xechuang, Opticexpress e New Yisheng hanno tutti presentato moduli ottici della serie 800G. Allo stesso tempo, le aziende estere di chip ottici hanno mostrato prodotti di fascia alta per l'800G e lo schema tradizionale potrebbe ancora avere un ruolo nell'era dell'800G. Riteniamo che il percorso tecnologico dei moduli ottici 800G sia sempre più chiaro, con 800GDR8 e 2*FR4 che hanno il maggior potenziale di diffusione. Poiché le principali aziende di moduli ottici e chip ottici dell'OFC2021 hanno lanciato nuovi prodotti uno dopo l'altro, il nodo temporale e il percorso tecnologico principale dell'aggiornamento all'800G sono stati definiti. Il ritmo del settore dei moduli ottici per data center continua a iterare e le caratteristiche di crescita a lungo termine sono state determinate. Riteniamo che nell'era della digitalizzazione e dell'intelligenza artificiale, la continua esplosione del traffico nei data center abbia generato la necessità di una continua evoluzione dei moduli ottici. Il chiaro percorso tecnologico dell'800G indica che il 400G sarà ampiamente diffuso.
Quando la velocità di trasmissione del segnale da 25 Gbps viene aggiornata all'attuale velocità di 56 Gbps, a causa dell'introduzione del sistema di segnale PAM4 (Pulse Amplitude Modulation) (gruppo IEEE 802.3BS), la frequenza fondamentale del segnale trasmesso sul collegamento Ethernet SerDes si sposta solo da 12,89 GHz a 13,28 GHz, e la frequenza fondamentale del segnale non subisce grandi variazioni. I sistemi in grado di supportare una buona trasmissione di segnali a 25 Gbps possono essere aggiornati a velocità di 56 Gbps con una leggera ottimizzazione. L'aggiornamento da una velocità di 56 Gbps a una velocità di 112 Gbps non è altrettanto semplice. Il sistema di segnale PAM4, introdotto durante lo sviluppo dello standard a 56 Gbps, verrà molto probabilmente riutilizzato anche a 112 Gbps. Ciò modifica la frequenza fondamentale del segnale Ethernet a 112 Gbps a 26,56 GHz, ovvero il doppio rispetto a quella del segnale a 56 Gbps. Con l'avvento della velocità di 112 Gbps, i requisiti tecnologici dei cavi dovranno affrontare una sfida ancora più ardua. Attualmente, i cavi ad alta velocità da 400 Gbps sono utilizzati per la connessione dei prodotti. I marchi più affermati sono principalmente stranieri, come TE, LEONI, MOLEX, Amphenol, ecc. Negli ultimi anni, anche i marchi nazionali hanno iniziato a emergere. Abbiamo apportato numerose innovazioni in termini di processi produttivi, attrezzature e materiali. Attualmente, esistono aziende nazionali che producono cavi in rame da 800G, ma il numero è ancora limitato. Tra queste, Shenzhen Hongteda, Dongguan Zhongyou Electronics, Dongguan Jinxinuo, Shenzhen Simic Communication, ecc., ma le difficoltà tecniche attuali riguardano principalmente la parte del filo nudo. Al momento, è relativamente difficile conciliare i parametri di prestazione elettrica ad alta frequenza con i requisiti di flessibilità del cablaggio. I cavi in rame DAC si troveranno ad affrontare un periodo di rapido sviluppo. Attualmente, i produttori locali di cavi sono ancora pochi.
Il mercato sta cambiando rapidamente e in futuro l'evoluzione sarà ancora più rapida. La buona notizia è che sono stati compiuti progressi significativi e promettenti, dagli enti di standardizzazione all'industria, per consentire ai data center di passare a 400 GB e 800 GB. Tuttavia, la rimozione delle barriere tecnologiche rappresenta solo metà della sfida. L'altra metà è rappresentata dalla tempistica. Un errore di valutazione può avere conseguenze ben più gravi. Lo standard attuale per i data center nazionali è di 100 Gbps. Tra i data center a 100 Gbps già operativi, il 25% utilizza cavi in rame, il 50% fibra multimodale e il 25% fibra monomodale. Questi dati provvisori non sono esatti, ma la crescente domanda di larghezza di banda, capacità e latenza ridotta sta spingendo verso velocità di rete superiori. Pertanto, ogni anno, l'adattabilità e la sostenibilità dei data center cloud su larga scala vengono messe alla prova. Attualmente, il mercato è invaso da connessioni a 100 GB, con l'arrivo previsto dei 400 GB il prossimo anno. Nonostante ciò, il flusso di dati continua ad aumentare e la pressione sui data center continuerà a crescere; dopo il 400G, è arrivato il QSFP-DD 800G.
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Data di pubblicazione: 16 agosto 2022
