सिलिकॉन फोटोनिक चिप्स अनुसंधान प्रयोगशालाओं से उच्च गति वाले ऑप्टिकल ट्रांसीवर की मुख्यधारा में आ गए हैं। जैसे ही 400G मॉड्यूल हाइपरस्केल डेटा केंद्रों में मानक बन जाते हैं और AI क्लस्टर के लिए 800G और 1.6T की तैनाती तेज हो जाती है, अंतर्निहित चिप तकनीक अब केवल एक अपस्ट्रीम चिंता नहीं रह गई है - यह सीधे आकार देती है कि फाइबर ऑप्टिक केबल, एमपीओ/एमटीपी असेंबली और लिंक बजट को कैसे डिजाइन करने की आवश्यकता है।
200G, 400G और 800G सिलिकॉन फोटोनिक उपकरणों में घरेलू चीनी चिप आपूर्तिकर्ताओं की हालिया प्रगति ने केबल खरीदारों और नेटवर्क आर्किटेक्ट्स के लिए ट्रैक करने के लिए एक और कारक जोड़ा है। ऑपरेटरों, हाइपरस्केलर्स और इंटीग्रेटर्स के साथ काम करने वाले फाइबर ऑप्टिक केबल निर्माता के रूप में, हम इस प्रवृत्ति को चिप कहानी के रूप में नहीं, बल्कि एक प्रश्न के रूप में देखते हैं।प्रत्येक उच्च गति लिंक के नीचे स्थित केबल के लिए इसका क्या मतलब है.
400G सिलिकॉन फोटोनिक चिप क्या है?
एक सिलिकॉन फोटोनिक चिप CMOS संगत प्रक्रियाओं का उपयोग करके सिलिकॉन सब्सट्रेट पर ऑप्टिकल घटकों - मॉड्यूलेटर, वेवगाइड, डिटेक्टर और (विषम डिज़ाइन में) लेजर स्रोतों - को एकीकृत करता है। इंडियम फॉस्फाइड (InP) या गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) के आसपास निर्मित पारंपरिक असतत प्रकाशिकी की तुलना में, सिलिकॉन फोटोनिक्स का लक्ष्य सख्त एकीकरण, प्रति बिट कम शक्ति और मौजूदा अर्धचालक लाइनों पर बेहतर स्केलिंग है।
एक 400G सिलिकॉन फोटोनिक चिप आमतौर पर 4×100G या 1×400G प्रति तरंग दैर्ध्य का समर्थन करता है, जिसे PAM4 मॉड्यूलेशन और DSP के साथ जोड़ा जाता है, और यह QSFP{6}}DD, OSFP और उभरते 800G/1.6T फॉर्म कारकों के अंदर ऑप्टिकल इंजन है।
हाई-स्पीड ऑप्टिकल नेटवर्क के लिए सिलिकॉन फोटोनिक्स क्यों मायने रखता है
सिलिकॉन फोटोनिक्स की ओर बदलाव तीन दबावों से प्रेरित है जिसे कोई भी डेटा सेंटर ऑपरेटर पहचानेगा: शक्ति, घनत्व और प्रति बिट लागत।
- शक्ति दक्षता.एआई प्रशिक्षण क्लस्टर एक रैक पंक्ति में विशाल बैंडविड्थ को केंद्रित करते हैं, और प्रकाशिकी पर खर्च किया गया प्रत्येक वाट गणना के लिए अनुपलब्ध वाट है। सिलिकॉन फोटोनिक्स प्रति गीगाबिट पावर को 400G और उससे ऊपर के डाउनवर्ड प्रक्षेपवक्र पर रखने के लिए एक अग्रणी दृष्टिकोण बन गया है।
- एकीकरण घनत्व.समान मॉड्यूल फ़ुटप्रिंट में अधिक लेन फिट करने से 800G और 1.6T ट्रांसीवर फ्रंट पैनल तक पहुंचने में सक्षम होते हैं।
- विनिर्माण पैमाना.मानक वेफर लाइनों पर फोटोनिक उपकरणों का निर्माण एआई और क्लाउड बिल्डआउट की मांग के साथ-साथ वॉल्यूम को बढ़ाने की अनुमति देता है।
नेटवर्क डिज़ाइन पर ट्रांसीवर गति कैसे मैप होती है, इस पर गहराई से नज़र डालने के लिए, हमारा नोट800G ऑप्टिकल मॉड्यूलविशिष्ट इंटरफ़ेस विकल्पों के माध्यम से चलता है और जहां प्रत्येक वास्तविक परिनियोजन में उतरता है।
घरेलू 400जी सिलिकॉन फोटोनिक चिप्स के लिए दबाव
पिछले दशक के अधिकांश समय में, 400जी और उससे ऊपर के उच्च-स्तरीय सिलिकॉन फोटोनिक चिप्स पर अमेरिकी और जापानी आपूर्तिकर्ताओं का वर्चस्व था। वह तस्वीर बदल रही है. एक्सेलिंक टेक्नोलॉजीज और एचजी जेनुइन (हुआगोंग झेंगयुआन) - सहित चीनी आपूर्तिकर्ताओं - ने सार्वजनिक रूप से कहा है कि उनके 200जी, 400जी और 800जी सिलिकॉन फोटोनिक उपकरण उत्पादन चरण तक पहुंच गए हैं और उन्हें अपने स्वयं के ऑप्टिकल इंजन और मॉड्यूल में डिजाइन किया जा रहा है।
किसी भी महीने में पैदावार, मूल्य निर्धारण, ग्राहक के आदेश और परीक्षण के घंटों के बारे में विशिष्ट दावों को कंपनी फाइलिंग, ऑडिटेड रिपोर्ट या प्रमुख उद्योग कवरेज द्वारा समर्थित होने तक सावधानी से व्यवहार किया जाना चाहिए। जो सार्वजनिक रूप से दिखाई दे रहा है, और केबलिंग परत के लिए जो मायने रखता है, वह व्यापक दिशा है: एक अधिक विविध सिलिकॉन फोटोनिक आपूर्ति, अधिक 400G और 800G ऑप्टिकल इंजन बाजार में आ रहे हैं, और AI संचालित और क्लाउड संचालित तैनाती में तेज रैंप।
उस दिशा का निहितार्थ चिप से कहीं आगे तक है।
क्या 400G सिलिकॉन फोटोनिक्स फाइबर ऑप्टिक केबल आवश्यकताओं को बदलता है?
फ़ाइबर स्ट्रैंड को स्वयं - सिंगल {{1}मोड या मल्टीमोड ग्लास - को 400G के लिए पुन: आविष्कार करने की आवश्यकता नहीं है। आईईईई 802.3 परिवारईथरनेट मानकअधिकांश डेटा केंद्रों और मेट्रो नेटवर्क में पहले से ही तैनात समान फाइबर प्रकारों पर 400GBASE-DR4, FR4, LR4, SR4.2, SR8 और संबंधित इंटरफेस को परिभाषित करता है।
परिवर्तन इस बात से होता है कि लिंक कितना अक्षम्य हो जाता है। उच्च प्रतीक दर और PAM4 मॉड्यूलेशन हानि बजट को कम करते हैं, मोड विभाजन शोर और रंगीन फैलाव के प्रति संवेदनशीलता बढ़ाते हैं, और 10G या 25G की तुलना में कनेक्टर की गुणवत्ता पर अधिक भार डालते हैं। व्यवहार में, केबलिंग परत के लिए इसका मतलब तीन चीजें हैं:
- निवेशन हानि अधिक मायने रखती है.प्रत्येक पैच पैनल, स्प्लिस और एमपीओ इंटरफ़ेस पर एक छोटा अतिरिक्त डीबी जो 10G पर सहनीय था, 400G लिंक को तोड़ सकता है।
- स्पेक शीट से पता चलता है कि पहुंच कम है।वास्तविक 400G/800G लिंक शायद ही कभी पूर्ण अधिकतम पहुंच पर चलते हैं क्योंकि बजट वास्तविक {{2}विश्व कनेक्टर गणना और मोड़ हानि पर खर्च किया जाता है।
- डेटा सेंटर के अंदर समानांतर प्रकाशिकी हावी है।DR4/SR4/SR8 इंटरफेस डुप्लेक्स एलसी जोड़े के बजाय 8-फाइबर या 16-फाइबर एमपीओ ट्रंक पर निर्भर करते हैं।
डेटा सेंटर केबलिंग, एमपीओ/एमटीपी, और कम -नुकसान फाइबर पर प्रभाव
400G पर सिंगल मोड बनाम मल्टीमोड
लगभग 100 मीटर से कम दूरी तक पहुंचने वाले डेटा सेंटर के लिए, एसआर {{3} वर्ग ट्रांसीवर के साथ जोड़ा गया ओएम 4 और ओएम 5 मल्टीमोड फाइबर लागत के आधार पर आकर्षक बना हुआ है। 500 मीटर और उससे ऊपर की पहुंच के लिए, और लगभग सभी एआई क्लस्टर फैब्रिक और डीसीआई लिंक के लिए, एकल - मोड हावी है। कई ऑपरेटर अब बिल्डिंग रन के लिए कम नुकसान वाले G.652.D पर मानकीकरण कर रहे हैं और लंबी पहुंच वाले सेगमेंट के लिए G.654.E पर विचार कर रहे हैं।
400G/800G डिज़ाइन चर्चाओं में अक्सर सामने आने वाले दो उत्पाद संदर्भ हमारे हैंकम -नुकसान G.652.D एकल-मोड फाइबरऔर हमाराजी.654.ई अल्ट्रा-निम्न-नुकसान फाइबरलम्बी दूरी और डीसीआई अनुप्रयोगों के लिए। मल्टीमोड शॉर्ट रीच लिंक के लिए,OM4 फाइबरजहां SWDM का दायरा है, वहां OM5 आकर्षक है और यह काम का घोड़ा बना हुआ है।
एमपीओ/एमटीपी और समानांतर प्रकाशिकी
क्योंकि अधिकांश 400G और 800G शॉर्ट{2}पहुंच इंटरफेस समानांतर हैं, MPO{7}}12 और MPO{8}}16 ट्रंक डेटा सेंटर फैब्रिक के लिए डिफ़ॉल्ट बुनियादी ढांचे बन गए हैं। ध्रुवीयता प्रबंधन (प्रकार ए, बी, या सी), पिन किए गए बनाम अनपिन किए गए सिरे, सिंगल-मोड के लिए कम नुकसान वाले एपीसी कनेक्टर, और अंत-चेहरे की सफाई अब यह तय करती है कि 400G लिंक साफ-सुथरा आता है या FEC त्रुटियों पर जोर देता है।
का हमारा सिंहावलोकनएमपीओ/एमटीपी उत्पादआमतौर पर इस परत में उपयोग किए जाने वाले ट्रंक, हार्नेस और रूपांतरण मॉड्यूल को कवर करता है, और इस पर हमारा नोटएमपीओ बनाम एमटीपी अंतरआपूर्तिकर्ता डेटाशीट की तुलना करने वाले खरीदारों के लिए एक उपयोगी प्राइमर है।
घाटे का बजट अंकगणित
400जी-डीआर4 और इसी तरह के इंटरफेस के लिए, एफईसी के बाद परिचालन लिंक बजट इतना छोटा है कि औसत गुणवत्ता के दो अतिरिक्त एमपीओ कनेक्टर जोड़े पूरे मार्जिन का उपभोग कर सकते हैं। प्रत्येक ब्रेकआउट बिंदु - पर कम {{4}नुकसान कनेक्टर निर्दिष्ट करना और सम्मिलन हानि और ओटीडीआर परीक्षण - के साथ सत्यापन करना अब वैकल्पिक नहीं है। के लिए हमारी व्यावहारिक मार्गदर्शिकाफाइबर ऑप्टिक केबल परीक्षणउच्च गति वाले लिंक को चालू करने से पहले क्या सत्यापित करना है, इसकी जांच करता है।
400G और 800G नेटवर्क के लिए केबल खरीदारों को क्या विचार करना चाहिए
एक निर्माता के नजरिए से, जो ऑपरेटर और इंटीग्रेटर्स सबसे साफ 400G/800G टर्नअप प्राप्त कर रहे हैं, वे एक सामान्य चेकलिस्ट साझा करते हैं:
- घाटे का बजट जल्दी लॉक करें.तय करें कि प्रत्येक लिंक के लिए कौन सा इंटरफ़ेस (DR4, FR4, LR4, SR4.2, SR8) दायरे में है, फिर गणना करें कि कितने कनेक्टर जोड़े और केबल कितनी फाइबर लंबाई को अवशोषित कर सकते हैं।
- एक या दो फाइबर ग्रेड पर मानकीकरण करें।स्पष्ट नियम के बिना G.652.D, कम {{1}हानि G.652.D, और G.654.E को मिलाने से क्षेत्र में ब्याह {4}बिंदु बेमेल और भ्रम पैदा होता है।
- एमपीओ ध्रुवीयता को एक डिज़ाइन निर्णय के रूप में मानें, फ़ील्ड फ़िक्स के रूप में नहीं।सामने से टाइप ए, बी, या सी चुनें और इसे प्रत्येक ड्राइंग पर दस्तावेज़ित करें।
- डिमांड कनेक्टर अंत -चेहरे की गुणवत्ता।एकल-मोड के लिए APC अब डिफ़ॉल्ट है; यूपीसी केवल वहीं स्वीकार्य है जहां परावर्तन बजट इसकी अनुमति देता है।
- अगले चरण की योजना बनाएं.केबलिंग का परिशोधन 10+ वर्षों में किया जाता है; ट्रांसीवर बहुत तेजी से पलटते हैं। केवल 400G के लिए डिज़ाइन किया गया प्लांट 800G या 1.6T को शालीनता से स्वीकार नहीं करेगा।
समन्वित निर्माण की योजना बना रहे ऑपरेटरों के लिए, हमाराडेटा सेंटर कनेक्टिविटी समाधानअवलोकन बताता है कि ट्रंक, पैच और मॉड्यूल परतें आम तौर पर एक साथ कैसे निर्दिष्ट की जाती हैं, और हमारीफाइबर ऑप्टिक डाटा सेंटर केबलिंगपेज हाइपरस्केल और एआई क्लस्टर परिनियोजन में उपयोग किए जाने वाले विशिष्ट उत्पाद परिवारों को कवर करता है।
उद्योग के लिए इसका क्या मतलब है
यदि घरेलू सिलिकॉन फोटोनिक आपूर्ति 400जी पर बढ़ती रहती है और 800जी की ओर बढ़ती है, तो तीन डाउनस्ट्रीम प्रभावों की उम्मीद करना उचित है:
- चिप पक्ष पर ऑप्टिकल मॉड्यूल मूल्य निर्धारण का दबाव कम हो जाता है, जिससे उच्च गुणवत्ता वाले केबल और कनेक्टर्स - के लिए बजट मुक्त हो जाता है, जो ठीक उसी जगह है जहां उच्च गति वाले लिंक अक्सर क्षेत्र में विफल होते हैं।
- 800G और 1.6T संक्रमण संपीड़ित होता है, क्योंकि आपूर्ति शृंखला का अधिकांश भाग बड़े पैमाने पर उत्पादन करने के बजाय क्रमिक रूप से समानांतर में होता है।
- एआई क्लस्टर ऑपरेटर, जो नए ऑप्टिक्स के सबसे आक्रामक उपभोक्ता हैं, महत्वपूर्ण घटकों के लिए दूसरा स्रोत प्राप्त करते हैं, जो फैब्रिक बिल्डआउट के लिए उनके नियोजन क्षितिज में सुधार करता है।
इनमें से कोई भी परिणाम फाइबर की भौतिकी को नहीं बदलता है। वे जो परिवर्तन करते हैं वह वह गति है जिस पर खरीदारों को प्रकाशिकी से मेल खाने वाली केबल के साथ तैयार रहने की आवश्यकता होती है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
प्रश्न: क्या 400G सिलिकॉन फोटोनिक्स मेरे मौजूदा OS2 केबलिंग को अप्रचलित बना देगा?
उत्तर: नहीं{{0}GBASE-DR4, FR4 और LR4 सभी मानक G.652{6}क्लास सिंगल-मोड फाइबर पर चलते हैं। मौजूदा OS2 प्लांट प्रयोग करने योग्य बना हुआ है, हालाँकि लिंक बजट और कनेक्टर गुणवत्ता अधिक महत्वपूर्ण हो गई है। उच्च-नुकसान वाले कनेक्टर या अत्यधिक स्प्लिस काउंट वाले पुराने संयंत्र को प्रतिस्थापन के बजाय उपचार की आवश्यकता हो सकती है।
प्रश्न: क्या मुझे अपने मल्टीमोड प्लांट को OM3 से OM4 या OM5 में अपग्रेड करना चाहिए?
उत्तर: नए बिल्ड के लिए, OM4 मल्टीमोड पर 400G शॉर्ट {{2}पहुंच के लिए व्यावहारिक आधार रेखा है। OM5 (वाइडबैंड मल्टीमोड) इस बात पर विचार करने लायक है कि SWDM आधारित इंटरफ़ेस कहां दायरे में हैं या जहां आप भविष्य में छोटे पहुंच विकल्पों के लिए हेडरूम चाहते हैं। OM3 आमतौर पर ग्रीनफील्ड 400G फैब्रिक के लिए सही विकल्प नहीं है।
प्रश्न: एमपीओ-12 और एमपीओ-16 के बीच क्या अंतर है?
उत्तर: MPO-12 ने 40G QSFP+ से 400G{11}}DR4 तक समानांतर प्रकाशिकी पर प्रभुत्व जमा लिया है। MPO-16 (और MPO-2×16) को एक ही कनेक्टर में 400GBASE-SR8 और 800GBASE-SR8 जैसे 8-लेन इंटरफेस का समर्थन करने के लिए पेश किया गया था। नया एआई क्लस्टर एमपीओ-12 के अलावा तेजी से कॉल आउट एमपीओ-16 का निर्माण कर रहा है।
प्रश्न: क्या सस्ती सिलिकॉन फोटोनिक आपूर्ति का मतलब सस्ता फाइबर ऑप्टिक केबल है?
उत्तर: अप्रत्यक्ष रूप से. मॉड्यूल लागत में कटौती से परियोजना का बजट मुक्त हो जाता है, जिसे सीधे सामग्री के बिल में भेजने के बजाय अक्सर उच्च{{1}ग्रेड फ़ाइबर और कम{{2}नुकसान वाले कनेक्टर्स में पुनर्निवेशित किया जाता है। केबल बिछाने के लिए स्वामित्व की कहानी की कुल लागत आम तौर पर कच्चे फाइबर के बजाय कनेक्टर और असेंबली स्तर पर बेहतर होती है।
प्रश्न: 400जी लिंक चालू करने से पहले मुझे कौन सा परीक्षण करना चाहिए?
उत्तर: अंत से {{1} अंत तक सम्मिलन हानि, एकल मोड के लिए वापसी हानि, ब्याह और कनेक्टर गुणवत्ता के लिए ओटीडीआर निशान, और प्रत्येक एमपीओ और एलसी पर अंत {3} चेहरे का निरीक्षण। लंबे एकल मोड स्पैन के लिए, ट्रांसीवर प्रकार के आधार पर रंगीन फैलाव और पीएमडी माप भी प्रासंगिक हो सकते हैं।
सारांश
400G सिलिकॉन फोटोनिक्स एक गुज़रने वाली हेडलाइन नहीं है - यह अंतर्निहित इंजन है जो 800G और 1.6T को मुख्यधारा के डेटा सेंटर और AI क्लस्टर परिनियोजन में धकेल रहा है। चीनी आपूर्तिकर्ताओं की निरंतर प्रगति सहित एक अधिक विविध सिलिकॉन फोटोनिक आपूर्ति श्रृंखला, मूल रूप से इसे पुनर्निर्देशित करने के बजाय उस संक्रमण को तेज करती है।
फ़ाइबर ऑप्टिक केबल ख़रीदारों के लिए, व्यावहारिक उपाय सीधा है: फ़ाइबर स्ट्रैंड नहीं बदला है, लेकिन टेढ़ी-मेढ़ी केबलिंग के प्रति सहनशीलता बदल गई है। कठोर हानि बजट, अधिक समानांतर प्रकाशिकी, और गति उन्नयन का तेज़ ताल सभी केबल विनिर्देश को कम हानि वाले घटकों, सावधानीपूर्वक एमपीओ ध्रुवीयता योजना और अनुशासित लिंक परीक्षण की ओर धकेलते हैं। जो ऑपरेटर अपने संयंत्र में उस अनुशासन का निर्माण करते हैं, वे उन ऑपरेटरों की तुलना में कहीं कम पुनर्कार्य के साथ प्रकाशिकी की अगली दो पीढ़ियों को अवशोषित करेंगे जो अकेले आज के ट्रांसीवर के लिए अनुकूलन करते हैं।