Pengetahuan

Cip fotonik silikon telah berpindah dari makmal penyelidikan ke arus perdana-pemancar optik berkelajuan tinggi. Memandangkan modul 400G menjadi standard dalam pusat data hiperskala dan penggunaan 800G dan 1.6T dipercepatkan untuk kluster AI, teknologi cip asas bukan lagi sekadar kebimbangan huluan - ia secara langsung membentuk cara kabel gentian optik, pemasangan MPO/MTP dan belanjawan pautan perlu direka bentuk.

Kemajuan terkini daripada pembekal cip domestik China dalam peranti fotonik silikon 200G, 400G dan 800G telah menambah satu lagi faktor untuk dijejaki oleh pembeli kabel dan arkitek rangkaian. Sebagai pengeluar kabel gentian optik yang bekerja dengan operator, hyperscaler dan penyepadu, kami melihat trend ini bukan sebagai cerita cip, tetapi sebagai persoalan tentangmaksudnya untuk kabel yang terletak di bawah setiap-pautan berkelajuan tinggi.
 

Apakah Cip Fotonik Silikon 400G?

Cip fotonik silikon menyepadukan komponen optik - modulator, pandu gelombang, pengesan dan (dalam reka bentuk heterogen) sumber laser - pada substrat silikon menggunakan CMOS-proses yang serasi. Berbanding dengan optik diskret tradisional yang dibina di sekeliling indium phosphide (InP) atau gallium arsenide (GaAs), fotonik silikon bertujuan untuk penyepaduan yang lebih ketat, kuasa yang lebih rendah setiap bit dan penskalaan yang lebih baik pada talian semikonduktor sedia ada.

Cip fotonik silikon 400G biasanya menyokong sama ada 4×100G atau 1×400G setiap panjang gelombang, dipasangkan dengan modulasi PAM4 dan DSP, dan merupakan enjin optik dalam QSFP-DD, OSFP dan faktor bentuk 800G/1.6T yang muncul.

Mengapa Silicon Photonics Penting untuk-Rangkaian Optik Berkelajuan Tinggi

Peralihan ke arah fotonik silikon didorong oleh tiga tekanan yang mana-mana pengendali pusat data akan mengenali: kuasa, ketumpatan dan kos setiap bit.

• Kecekapan kuasa.Kelompok latihan AI menumpukan lebar jalur yang sangat besar dalam satu baris rak, dan setiap watt yang dibelanjakan untuk optik adalah watt yang tidak tersedia untuk pengiraan. Fotonik silikon telah menjadi pendekatan utama untuk mengekalkan kuasa setiap gigabit pada trajektori ke bawah pada 400G dan ke atas.
• Ketumpatan integrasi.Memasang lebih banyak lorong ke dalam jejak modul yang sama adalah perkara yang membolehkan transceiver 800G dan 1.6T mencapai panel hadapan.
• Skala pembuatan.Membina peranti fotonik pada garis wafer standard ialah perkara yang membolehkan volum berkembang bersama permintaan daripada AI dan binaan awan-out.

Untuk melihat lebih mendalam tentang cara kelajuan transceiver memetakan pada reka bentuk rangkaian, nota kami mengenaiModul optik 800Gberjalan melalui pilihan antara muka biasa dan tempat masing-masing mendarat dalam penggunaan sebenar.

Tolakan untuk Cip Fotonik Silikon 400G Domestik

Untuk sebahagian besar dekad yang lalu, cip fotonik silikon tinggi-untuk 400G dan ke atas dikuasai oleh pembekal AS dan Jepun. Gambar itu telah berubah. Pembekal China - termasuk Accelink Technologies dan HG Genuine (Huagong Zhengyuan) - telah menyatakan secara terbuka bahawa peranti fotonik silikon 200G, 400G dan 800G mereka telah mencapai peringkat pengeluaran dan sedang direka bentuk ke dalam enjin dan modul optik mereka sendiri.

Tuntutan khusus tentang hasil, penetapan harga, pesanan pelanggan dan waktu ujian dalam mana-mana bulan tertentu harus ditangani dengan berhati-hati sehingga disokong oleh pemfailan syarikat, laporan yang diaudit atau liputan industri utama. Perkara yang boleh dilihat secara umum dan perkara yang penting untuk lapisan pengkabelan ialah arah yang lebih luas: bekalan fotonik silikon yang lebih pelbagai, lebih banyak enjin optik 400G dan 800G yang akan datang ke pasaran dan peningkatan yang lebih pantas ke dalam penempatan dipacu AI-dan awan-.

Arah itu mempunyai implikasi jauh di luar cip itu sendiri.

Adakah 400G Silicon Photonics Mengubah Keperluan Kabel Gentian Optik?

Untai gentian itu sendiri - mod tunggal-atau kaca berbilang mod - tidak perlu dicipta semula untuk 400G. Keluarga IEEE 802.3 daripadaPiawaian Ethernetmentakrifkan 400GBASE-DR4, FR4, LR4, SR4.2, SR8 dan antara muka yang berkaitan ke atas jenis gentian yang sama yang telah digunakan dalam kebanyakan pusat data dan rangkaian metro.

Apa yang berubah ialah betapa tidak memaafkan pautan itu. Kadar simbol yang lebih tinggi dan modulasi PAM4 mengetatkan belanjawan kehilangan, meningkatkan kepekaan kepada bunyi sekatan mod dan serakan kromatik, dan meletakkan lebih berat pada kualiti penyambung berbanding 10G atau 25G yang pernah dilakukan. Dalam amalan, ini bermakna tiga perkara untuk lapisan kabel:

1. Kehilangan sisipan lebih penting.Satu dB tambahan yang kecil pada setiap panel tampalan, sambungan dan antara muka MPO yang boleh diterima pada 10G boleh memutuskan pautan 400G.
2. Jangkauan adalah lebih pendek daripada yang dicadangkan oleh helaian spesifikasi.Pautan 400G/800G sebenar jarang berjalan pada capaian maksimum mutlak kerana belanjawan dibelanjakan untuk-kiraan penyambung dunia sebenar dan kehilangan bengkok.
3. Optik selari mendominasi di dalam pusat data.Antara muka DR4/SR4/SR8 bergantung pada batang MPO 8 gentian atau 16 gentian berbanding pasangan LC dupleks.

   

Kesan pada Pengkabelan Pusat Data, MPO/MTP dan -Loss Fiber Rendah

Mod-tunggal vs berbilang mod pada 400G

Untuk capaian pusat data di bawah kira-kira 100 m, gentian berbilang mod OM4 dan OM5 yang dipasangkan dengan transceiver kelas-SR kekal menarik berdasarkan kos. Untuk jangkauan 500 m dan ke atas, dan untuk hampir semua fabrik kelompok AI dan pautan DCI, mod-tunggal mendominasi. Ramai pengendali kini menyeragamkan pada-kerugian rendah G.652.D untuk-bangunan berjalan dan mempertimbangkan G.654.E untuk segmen jangkauan yang lebih panjang.

Dua rujukan produk yang kerap muncul dalam perbincangan reka bentuk 400G/800G adalah kamigentian mod-kehilangan G.652.D tunggal-rendahdan kamiG.654.E gentian kehilangan-rendah- ultrauntuk jarak jauh-dan aplikasi DCI. Untuk pautan capaian singkat berbilang mod,gentian OM4kekal sebagai tenaga kerja, dengan OM5 menarik di mana SWDM berada dalam skop.

MPO/MTP dan optik selari

Oleh kerana kebanyakan antara muka jangkauan -pendek 400G dan 800G adalah selari, batang MPO-12 dan MPO-16 telah menjadi infrastruktur lalai untuk fabrik pusat data. Pengurusan kekutuban (Jenis A, B atau C), hujung yang disematkan lwn. tidak disematkan, penyambung APC yang hilang-rendah untuk mod tunggal dan kebersihan muka hujung kini memacu sama ada pautan 400G muncul dengan bersih atau mengalami ralat FEC.

Gambaran keseluruhan kami tentangProduk MPO/MTPmeliputi batang, abah-abah dan modul penukaran yang biasanya digunakan dalam lapisan ini dan nota kami tentangPerbezaan MPO vs MTPialah buku asas yang berguna untuk pembeli yang membandingkan lembaran data pembekal.

Aritmetik belanjawan kerugian

Untuk 400G-DR4 dan antara muka yang serupa, belanjawan pautan operasi selepas FEC cukup kecil sehingga dua pasangan penyambung MPO tambahan yang berkualiti sederhana boleh menggunakan keseluruhan margin. Menentukan penyambung kehilangan-rendah pada setiap titik pecahan - dan mengesahkan dengan kehilangan sisipan dan ujian OTDR - bukan lagi pilihan. Panduan praktikal kami untukujian kabel gentian optikmenelusuri perkara yang perlu disahkan sebelum menghasilkan-pautan berkelajuan tinggi.
 

Perkara yang Perlu Dipertimbangkan oleh Pembeli Kabel untuk Rangkaian 400G dan 800G

Dari perspektif pengilang, pengendali dan penyepadu yang mendapat giliran 400G/800G paling bersih-cenderung berkongsi senarai semak biasa:

• Kunci bajet kerugian awal.Tentukan antara muka (DR4, FR4, LR4, SR4.2, SR8) yang terdapat dalam skop untuk setiap pautan, kemudian kembali-kira bilangan pasangan penyambung dan panjang gentian yang boleh diserap oleh kabel.
• Seragamkan pada satu atau dua gred gentian.Mencampurkan G.652.D, -kerugian rendah G.652.D dan G.654.E tanpa peraturan yang jelas akan mewujudkan ketidakpadanan mata-sambungan dan kekeliruan dalam medan.
• Anggap kekutuban MPO sebagai keputusan reka bentuk, bukan pembetulan medan.Pilih Jenis A, B atau C di hadapan dan dokumenkannya pada setiap lukisan.
• Permintaan penyambung akhir-kualiti muka.APC untuk mod tunggal-kini menjadi lalai; UPC hanya boleh diterima apabila belanjawan pemantulan membenarkannya.
• Rancang untuk langkah seterusnya.Pengkabelan dilunaskan selama 10+ tahun; transceiver bertukar lebih cepat. Loji yang direka hanya untuk 400G tidak akan menerima 800G atau 1.6T dengan anggun.

Bagi pengendali yang merancang binaan-yang diselaraskan, kamipenyelesaian sambungan pusat datagambaran keseluruhan menerangkan cara lapisan batang, tampalan dan modul biasanya ditentukan bersama-sama, dan kamikabel pusat data gentian optikhalaman merangkumi keluarga produk khusus yang digunakan dalam skala besar dan penyebaran kelompok AI.

Apa Makna Ini untuk Industri

Jika bekalan fotonik silikon domestik terus meningkat pada 400G dan berkembang ke arah 800G, tiga kesan hiliran adalah munasabah untuk dijangkakan:

• Tekanan penetapan harga modul optik berkurangan pada bahagian cip, membebaskan belanjawan untuk-kabel dan penyambung berkualiti tinggi - yang betul-betul tempat-pautan berkelajuan tinggi paling kerap gagal dalam medan.
• Peralihan 800G dan 1.6T memampatkan, kerana lebih banyak rantaian bekalan dihasilkan secara besar-besaran-secara selari dan bukannya secara bersiri.
• Pengendali kelompok AI, yang merupakan pengguna optik baharu yang paling agresif, memperoleh sumber kedua untuk komponen kritikal, yang meningkatkan ufuk perancangan mereka untuk binaan{0}}fabrik.

Tiada satu pun daripada hasil tersebut mengubah fizik gentian itu sendiri. Apa yang mereka ubah ialah kadar di mana pembeli perlu bersedia dengan kabel yang sepadan dengan optik.

Ringkasan

Fotonik silikon 400G bukanlah tajuk utama - ia adalah enjin asas yang mendorong 800G dan 1.6T ke pusat data arus perdana dan penempatan kelompok AI. Rantaian bekalan fotonik silikon yang lebih pelbagai, termasuk kemajuan berterusan daripada pembekal China, mempercepatkan peralihan itu dan bukannya mengalihkannya secara asas.

Bagi pembeli kabel gentian optik, pengambilan praktikal adalah mudah: helai gentian tidak berubah, tetapi toleransi untuk kabel ceroboh telah berubah. Belanjawan kerugian yang lebih ketat, optik yang lebih selari dan kadar peningkatan kelajuan yang lebih pantas semuanya mendorong spesifikasi kabel ke arah-komponen kehilangan rendah, perancangan kekutuban MPO yang teliti dan ujian pautan yang berdisiplin. Pengendali yang membina disiplin itu ke dalam kilang mereka sekarang akan menyerap dua generasi optik seterusnya dengan kerja semula yang jauh lebih sedikit daripada mereka yang mengoptimumkan untuk transceiver hari ini sahaja.