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你必须知道的事情:数据中心中的200G以太网和400G以太网

贴在 2022年6月29日通过管理

随着5G和云计算等高数据速率应用的兴起，200G和400G以太网在数据中心越来越受到关注。在大多数情况下，400G以太网在数据中心的应用方面比200G以太网更具竞争力。在这篇文章中，我们将揭示400G以太网如何在几个方面优于200G以太网。

400G以太网vs 200G以太网:更全面的标准化

在IEEE协议标准的演进过程中，200G标准的发布晚于400G标准。的400 g标准IEEE 802.3工作组于2013年首次提出，并于2017年通过IEEE 802.3bs 400G以太网标准。而200G标准分别于2015年和2018年提出并获得批准。而200G单模规格一般以400G单模规格为基础，但将400G单模规格减半。随着400G技术及其产品因市场需求的快速升级，400G标准比200G标准更全面、更成熟。

100G服务器的普遍使用促进了更多的400G以太网应用

网络交换机速度总是由服务器上行链路速度驱动。无论是过去还是现在，交换机和服务器之间的连接都经常采用一对四的结构，以增加交换机的端口密度。这种结构在未来也很可能被采用。那么，如何在200G以太网和400G以太网之间进行选择主要取决于我们使用的服务器。

根据Crehan的研究和预测，自2020年以来，100G服务器的发展势头超过了50G服务器。这意味着，大多数网络运营商可能会使用100G的服务器连接，而不是50G。根据2020-2023年的趋势，100G服务器将成为主流。换句话说，可以跳过200G，直接选择400G，部署100G服务器。

光模块市场驱动400G以太网

有两个主要因素推动400G以太网在光模块市场上比200G以太网更受欢迎。一个是模块供应，另一个是成本。

400G光模块获得更多市场供应和接受

通常情况下，早期采用400G是为了支持200G长途线的崛起，以支持积极的DCI网络构建。它使城域网络中的400G成为可能，并支持200G波长的3倍距离。随着进一步的发展，400克的接收机在制造商中更受欢迎。许多供应商更关注400G以太网而不是200G以太网。例如，Senko的新型CS连接器是专门为400G数据中心优化而设计的。其实，万事皆有因。即使200G收发器和400G收发器的总成本相同，由于400G的带宽增加了一倍，因此400G收发器的每比特成本和功耗也只有200G的一半。更重要的是，从100G、200G、400G的总营收数据来看，400G在整个市场上远远超过200G。

根据Omdia收集的前8家供应商的出货数据，400G收发机市场比200G更繁荣。在400G部署中，用户有更多的选择。虽然前8大供应商都提供200G和400G收发器，200克的接收机只提供100米SR4和2公里FR4，而400G收发器可以提供更多的选择SR8 100，DR4 500，FR4 2公里，LR4 10公里,ER8 40公里等。此外，400G产品，如DAC 400克而且400G DAC断路电缆由于其发布时间较早，解决方案比200G更成熟、更完善。

供应商的支持	Finisar	Innolight	适合	Lumentum	Accelink	源光子学	aoi	海信
200克SR4		√			√
200克FR4	√	√		√			√
400克SR8	√	√	√	√	√	√	√	√
400克SR4.2	√		√					√
400克DR4	√	√	√	√	√	√	√	√
400克FR4	√	√	√	√	√	√	√	√
400克、锆				√

400G光模块支持更多应用，成本更低

与200G收发器相比，400G收发器可以支持更多的应用，包括DCI和200G应用。与100G/200G解决方案相比，它们可以将应用程序之间的流量承载能力提高一倍。使用400G解决方案，将需要更少的应答器，从而降低运输和运营成本。这将使400克的市场更活跃的回报。

400G以太网更适合未来网络升级

200G光模块将包括两种主要形式，即QSFP-DD和CFP2。400G光模块主要包括QSFP-DD包和OSFP包。由于OSFP有望提供更好的800G路径和更高的传输速率，400G收发器更适合和方便未来的网络迁移。

结论

从目前的分析和证据来看，400G以太网在以太网标准化、100G服务器连接、光模块市场和未来网络升级方面比200G以太网更具竞争力。没有必要在200G以太网和400G以太网之间犹豫。选择400G以太网及其产品是一个明智的决定，不仅是为了当前，也是为了长远的未来。

文章来源

https://community.fs.com/blog/200g-vs-400g-ethernet.html

https://community.fs.com/blog/optical-transceiver-market-200g-400g.html

https://community.fs.com/blog/400g-etherent-market.html

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5G如何推动400G网络转型?

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随着快速的技术颠覆和向数字化的大规模转变，由于数据传输速度快，网络可靠性提高，一些组织现在正在采用5G网络。互联互通的改善还意味着企业可以扩展服务交付，甚至增强用户体验，提高市场竞争力和收入。

在我们看5G如何推动400G转型的采用之前，让我们先了解5G和400G是什么，以及两者之间的关系。

什么是5G?

5G是最新的无线技术，可提供多gbps的峰值数据速度和超低延迟。这项技术标志着通信的巨大转变，有可能极大地改变数据接收和传输的方式。可靠性的提高和更一致的用户体验还支持一系列新的应用程序和用例，这些应用程序和用例从网络计算扩展到分布式计算。

虽然5G的未来仍在书写中，但它已经为各行业的增长和创新创造了大量机会。技术在不断发展，没有人确切知道接下来会发生什么，这可能是5G及其用例的迷人之处。无论未来如何，有一点很可能是肯定的:5G提供的远不止是更快的互联网连接。它有可能颠覆企业，并改变客户与产品和服务的互动方式。

400G是什么?

400G或400G以太网是下一代云基础设施，其最大数据传输速度比标准的100G最高速度提高了4倍。该技术解决了网络基础设施提供商巨大的带宽需求，部分原因是数字化转型举措的大规模采用。

此外，由云存储、人工智能和机器学习用例驱动的数据流量呈指数级增长，使400G成为网络和通信领域的关键竞争优势。大型数据中心也正在转向更快、更可伸缩的基础设施，以跟上不断增长的用户、设备和应用程序的数量。因此，大容量连接变得非常重要。

5G和400G有什么关系?

默认情况下，5G无线技术提供更快的速度、更低的延迟和更高的数据连接密度。这使得它成为工业物联网、智能城市、自动驾驶汽车、VR和AR等高要求应用程序的一个有吸引力的选择。虽然5G标准理论上很强大，但其实际用例仅与这种无线技术所依赖的网络架构一样好。

设备、数据中心和云之间所需的低延迟连接要求边缘计算范例的可靠和可扩展实现。这进一步扩展到在边缘要求更高的光纤密度，并在现有光纤网络上要求更高的数据速率。幸运的是，400G填补了这些网络空白，允许运营商、多系统运营商(mso)和数据中心运营商简化其运营，以满足大多数5G需求。

5G用例加速400G转型

随着数据密集型服务需求的增长，企业开始意识到投资5G和400G技术具有一定的商业意义。以下是推动400G转型的一些主要5G应用。

高速视频流

随着对无缓冲视频流和高质量内容的需求增长，预计5G技术的快速采用将把过度观看体验提升到一个全新的水平。由于视频占用了当今移动互联网的大部分容量，连接性能的改善将为数字流媒体公司提供新的机会。得益于5G网络的超快下载速度和超低延迟，视频点播(VOD)爱好者也将告别视频缓冲。尽管如此，400G以太网仍然需要确保可靠的功率、效率和密度来支持这些应用。

虚拟游戏

5G有望为游戏玩家带来更迷人的未来。网络的速度提高了高清直播，而且由于超低延迟，5G游戏将不局限于具有强大处理能力的高端设备。换句话说，高图像游戏可以通过移动设备显示和控制;但是，处理、检索和存储都可以在云中完成。

低延迟虚拟现实(VR)应用程序依赖于快速反馈和接近实时的响应时间来提供更真实的体验，这些用例也从5G中受益匪浅。随着这种无线网络成为标准，这些应用程序的数量和复杂性预计将达到顶峰。这就是400G数据中心和能力将发挥关键作用的地方。

物联网(IoT)

多年来，物联网已经发展壮大，并在各个行业得到广泛采用，从制造业和生产到安全和智能家居部署。如今，5G和物联网有望实现几年前无法想象的应用。虽然这种超高速无线技术承诺低延迟和高网络容量，以克服物联网扩散的最重要障碍，但这些应用所依赖的网络基础设施是一个关键的决定因素。将5G和物联网提升到一个新的水平意味着解决巨大的带宽需求，同时提供高端灵活性，使设备具有接近实时的感知和响应能力。

400G以太网作为高端光网络的网关

持续的技术进步和不断增长的数据量要求坚实的网络基础设施，以支持快速、可靠和高效的数据传输和通信。不久之前，100G和200G还被认为是复杂的网络升级，现在情况变得更好了。

如今，最早部署400G的运营商和服务提供商已经从他们的投资中获得了巨大收益。也许400G最引人注目的功能之一不是它目前提供的功能，而是它能够适应进一步升级到800G甚至更高的功能。你对5G和400G有什么看法，或者你在部署这些新技术方面取得了什么进展?

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400G网络典型场景:详细应用场景

400G以太网的现状和未来趋势是什么?

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400G如何改变数据中心

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随着全球各行各业对技术的快速采用，数据中心正在进行动态调整，以满足不断增长的客户期望。历史还表明，数据中心的演变以光纤密度、带宽和通道速度的不断增长为特征。

数据中心正在从100G技术转向400G技术，以创建更强大的网络，为客户提供更好的体验。推动400G部署的一些因素包括人工智能、5G和云计算等颠覆性技术的最新进展。

如今，前瞻性的数据中心希望最大限度地提高成本，同时确保高端兼容性和便利性，已经将400G以太网作为优先级。下面，我们讨论了数据中心的演变，流行的400G外形因素，以及随着技术的不断改进，在数据中心交换市场中可以期待什么。

数据中心的演变

数据中心的概念可以追溯到20世纪40年代，当时世界上第一台可编程计算机，电子数值积分器和计算机，或ENIAC，是计算技术的顶峰。后者在第二次世界大战期间主要被美军用于计算炮火。它的维护和操作都很复杂，而且只能在特定的环境中操作。

这见证了第一个以情报和保密为中心的数据中心的发展。理想情况下，数据中心应该只有一扇门，没有窗户。除了几百英尺长的电线和真空管，还需要巨大的通风口和风扇来冷却。请参阅我们的数据中心演变信息图了解更多关于现代数据中心的崛起，以及技术如何在塑造最终用户体验方面发挥巨大作用。数据中心演进

普通数据中心的局限性

推动数据中心发展的一些著名参与者是CPU设计公司，如英特尔和AMD。这两家公司一直在推进处理器技术，都提升了支持任何工作负载的特殊功能。

虽然大多数数据中心处理器都是可靠的，并针对多种应用进行了优化，但它们并不是针对大数据分析、机器学习和人工智能等即将出现的专业工作负载而设计的。

400G如何改变数据中心

向400 Gbps的转变极大地改变了数据中心和数据中心互连(DCI)网络的设计和构建方式。向400G连接的转变更像是客户端和网络端之间的一场投机性的、高度动态的游戏。

目前，在快速发展的400G市场中，有两种多源协议在争夺消费者的首选形式。这两种技术分别是QSFP-DD和OSFP光/可插拔模块。

OSFP vs. QSFP-DD

QSFP-DD是客户端最受欢迎的400G光学尺寸，这要归功于各种可用的覆盖范围选项。光互联论坛400ZR的出现以及将交换和传输结合在一个盒子里的趋势是推动网络端的两个因素。在这里，形式因素的选择缩小到动力和机械。

OSFP是一个更大的模块，为DWDM组件提供了大量有用的空间，加上它的散热能力高达15W的功率。当把连贯的功能放在一个小的外形时，功率是至关重要的。这使得OSFP在网络端具有竞争优势。

尽管OSFP的电源、空间和增强的信号完整性性能，但它与QSFP28插头不兼容。此外，它的技术没有100Gbps版本，因此它不能提供从传统模块的有效过渡。这是它在客户端没有被广泛采用的另一个原因。

然而，QSFP- dd兼容QSFP28和QSFP插头，并在市场上得到了很多支持。唯一的挑战是它的低功耗，通常上限为12 W。这使得有效地处理相干ASIC(专用集成电路)并使其长时间保持冷却具有挑战性。

服务器采用25GE/50GE接口，以满足高速存储访问和海量数据处理日益增长的需求，也推动了向400GE数据中心的转变。 400G OSFP vs. QSFP-DD

400G数据中心交换机的未来

亚马逊、Facebook和微软等云服务提供商仍在部署100G以降低成本。根据戴尔欧罗集团的报告在美国，100G预计将在未来两年内达到峰值。但是，尽管100G目前主导着市场，到2023年，400G的出货量预计将超过1500万个交换机端口。

2018年，第一批基于12.8 Tbps芯片的400G开关系统发布。谷歌是当时唯一的云服务提供商，也是最早进入该市场的公司之一。很快，其他云服务提供商也进入了这个市场，进一步推动了转型。今天，云服务公司占据了400G客户的很大一部分，但服务提供商预计将是下一个。

选择数据中心交换机

数据中心交换机有多种形式、设计和交换功能。根据您独特的用例，您希望选择可靠的数据中心交换机，该交换机提供高端的灵活性，并针对其部署的环境进行构建。在选择过程中需要考虑的一些关键因素是基础设施的可伸缩性和可编程性。一个好的数据中心交换机应该具有可靠的冷却和高效的电源，并且应该允许易于定制和集成自动化工具和系统。这是一篇关于数据中心交换机Wiki，使用和购买技巧．

文章来源:400G如何改变数据中心

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400G以太网的现状和未来趋势是什么?

400ZR:下一代DCI启用400G

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400ZR:下一代DCI启用400G

贴在 2022年6月28日通过管理

为了应对大规模云服务和其他不断增长的数据中心存储和处理需求，数据中心系统变得越来越分散和难以管理。而人工智能(AI)等应用迫切需要低延迟、高带宽的网络架构，以支持服务器之间生成的大量机器对机器输入/输出(I/O)。为了确保这些应用程序的基本性能，这些分布式数据中心之间的最大光纤传播必须限制在100公里左右。因此，这些数据中心必须以分布式集群的方式连接。为了同时保证高带宽和高密度数据中心互联互通，400G ZR应运而生。在这篇文章中，我们将揭示400ZR是什么，它是如何工作的以及它带来的影响。

400ZR是什么?

400ZR或400G ZR是一种标准，可通过密集波分复用(DWDM)和高阶调制，在数据中心互连(DCI)链路上传输多个400GE有效载荷，传输距离可达80公里。它的目标是确保在单载波400G的基础上，使用大约60千兆(Gbaud)的双偏振16 QAM(16态正交调幅)，实现经济合理和长期的实现。由光互连论坛(OIF)开发的400ZR项目对于降低高带宽数据中心互连的成本和复杂性以及促进光模块制造商之间的互操作性至关重要。

图1:DCI交换机或路由器中的400G ZR收发器

400ZR如何工作?

400G ZR提出了一种技术驱动的大容量数据传输解决方案，可与400GE交换机端口相匹配。它采用先进相干光学技术的独特设计，用于小型可插拔模块。尽管IA(实施协议)中没有指定产品的形式因素，但为400ZR做出贡献的公司或团体已经定义了该规范以适应解决方案。这些由多源协议(MSA)机构分别定义的形式因素指定了紧凑的机械收发器，如QSFP-DD而且OSFP，可连接到系统平台的兼容插座中。也就是说，兼容的400ZR解决方案也将是可互操作的，因为OIF和外形规格msa是全行业组织。400ZR解决方案的互操作性提供了简化供应链管理和部署的双重好处。

400ZR+用于更远的光传输

像其他400克的接收机，可插式相干400年锆溶液支持400G以太网互连和多厂商互操作。但不适合传输距离超过80公里、线路容量为400gb /s的下一代城域网络。在这种情况下，建议400ZR+，或400G ZR+。400ZR+预计将进一步增强模块化，根据覆盖要求支持多个不同的通道容量，并与已安装的地铁光学基础设施兼容。采用400ZR+，可以保证传输距离和线路容量。

400ZR会带来什么影响?

虽然400ZR技术还处于起步阶段，但一旦推出，它将对许多行业产生重大影响，主要有以下三个方面:超大规模的数据中心，分布式校园和大都市地区以及电信提供商。

400ZR帮助云和超大规模数据中心适应对更高带宽日益增长的需求

DCI和400ZR的发展可以帮助云和超大规模数据中心适应网络上对更高带宽日益增长的需求。它们可以应对云服务、物联网设备和流媒体视频等应用程序的指数级增长。随着时间的推移，400G ZR将为整个网络日益增长的应用和用户做出更大贡献。

400ZR将支持分布式数据中心的互连

如上所述，400ZR技术将支持必要的高带宽互连，以连接分布式数据中心。通过这种连接，分布式数据中心可以相互通信、共享数据、平衡工作负载、提供备份，并在需要时扩展数据中心的容量。

400ZR允许电信公司反向传输住宅流量

400G ZR标准将允许电信公司反向传输住宅流量。当使用64 Gbaud信号和QPSK调制以200 Gb/s运行时，400ZR可以增加高损耗跨度的范围。对于5G网络，400G ZR通过聚合多个25gb /s流提供移动回程。400ZR有助于促进新兴的5G应用和市场。

400ZR+/400ZR-将在400ZR的基础上提供更大的便利性

除了可互操作的400G模式外，400ZR收发器还有望支持其他模式，以增加可寻址应用的范围。这些模式被称为400ZR +和400ZR-。“+”表示模块功耗超过IA和部分可插拔设备所要求的15W，使模块能够使用更强大的信号处理技术进行数百公里的传输。“-”表示支持300G、200G、100G等低速模式，为网络运营商提供更大的灵活性。

400ZR在未来几年还会流行吗?

根据以下来自LightCounting的数据来源，在2021-2024年，400ZR将引领光模块销售的增长。下图为市场上销售的高速(100G及以上)和低速(10G及以下)DWDM模块的出货数据。很明显，在2021-2024年，云或DCI中使用的模块有增加的趋势。这意味着从2021年起，400ZR将引领每年的增长。

此外，随着第一个100Gbps SerDes在开关芯片中的实现预计将在2021年，必要的数据速率将在未来1-2年内移动到800 Gbps的光学接口。由于OSFP的形式因子已被定义为允许在不改变收发器定义的情况下使用8x 100GE接口。同样，并行地，线路侧的相干光学器件将在类似的时间框架内过渡到支持128GBaud 16QAM，使其易于从当前的400ZR迁移到下一代800ZR。因此，400ZR无论在当前还是未来的网络发展中都是至关重要的。

文章来源

https://community.fs.com/blog/400zr-enable-400g-for-next-generation-dci.html

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https://community.fs.com/blog/400g-qsfp-dd-transceiver-types-overview.html

https://community.fs.com/blog/400g-osfp-transceiver-types-overview.html

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400G数据中心部署面临的挑战与解决方案

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随着技术的进步，视频流、人工智能和数据分析等特定行业应用越来越要求提高数据速度和巨大的带宽需求。400G技术，以及它的下一代光收发器，通过创新的服务为用户带来全新的体验，一次可以更快、更多地处理数据。

面临数据流量问题的大型数据中心和企业采用400G解决方案来改善运营工作流程并确保更好的经济效益。以下是400G崛起的快速概述，部署这项技术的挑战，以及可能的解决方案。

400G数据中心的崛起

一些数据中心向400G的快速过渡正在改变网络的设计和构建方式。这种新一代技术的一些关键驱动因素是云计算、视频流、人工智能和5G，这些技术推动了对高速、高带宽和高可扩展性解决方案的需求。智能设备、物联网、社交媒体和其他As-a-Service模式产生的大量数据也在加速这种400G的转变。

升级到400G数据中心的主要好处是提高了高端部署所需的数据容量和网络功能。这项技术还提供了更多的动力、效率、速度和成本节约。一个单独的400G端口比四个单独的100G端口便宜得多。同样，通过提供高密度、可靠和低成本的每比特部署，提高的数据速度允许方便地扩展和向外扩展。

400G如何工作

在讨论部署挑战和解决方案之前，让我们先了解400G的工作原理。首先，400G以太网链路的实际线路速率或数据传输速度为425 Gbps。额外的25位建立了一个前向错误连接(FEC)过程，该过程检测并纠正传输错误。

400G采用4级脉冲幅度调制(PAM4)，结合更高的信号和波特率。这使得当前的非归零(NRZ)信令的数据速率提高了四倍。使用PAM4，运营商可以针对不同的形式因素(即OSFP和QSFP-DD)实现4个100G车道或8个50G车道。这种光模块架构支持通过并行光纤或多波长传输高达400gbit /s的数据。

部署挑战与解决方案

设备间互操作

400G部署引入的PAM4信令在400G端口和传统网络设备之间产生了互操作性问题。也就是说，现有的NRZ交换机端口和收发器不能与PAM4互操作。在网络中的服务器、存储和其他设备之间部署网络断开连接时，经常会遇到这种挑战。

400G收发器采用4路100G或8路50G收发，电接口和光接口均采用PAM4信令。然而，传统的100G收发器在电气和光学方面设计在4路25G NRZ信号上。这两者根本不能互操作，需要基于收发器的解决方案。

一个这样的解决方案是100G收发模块，支持100G PAM4在光学方面和4X25G NRZ在电气方面。该收发器在收发器变速箱内执行NRZ和PAM4调制之间的重定时。这些收发器的例子是QSFP28 DR和FR，它们与传统的100G网络设备完全互操作，以及QSFP-DD DR4和DR4+中断收发器。后者是并行串联模块，接受MPO-12连接器与LC连接器到接口FR或DR收发器的断开。

过多的连接襟翼

链路襟翼是指在数据传输过程中，由于光纤连接的一系列错误或故障而发生的故障。当这种情况发生时，两个收发器必须在数据再次流动之前执行自动协商和链路训练(AN-LT)。如果链路振荡频繁发生，即每分钟发生几次，则会对吞吐量产生负面影响。

虽然在成熟的光学技术中，链路襟翼很少见，但它们仍然会发生，而且通常是由配置错误、电缆损坏或收发器缺陷引起的。对于400GbE，由于收发模块或开关的热量和设计问题，可能会出现链路襟翼。正确选择收发器、交换机和电缆可以帮助解决链路襟翼问题。

收发器的可靠性

一些光收发器制造商面临着在设备功率预算范围内的挑战。这会导致热量问题，从而导致光纤对齐困难、数据包丢失和光学畸变。当设计为40GbE的旧QSFP光模块在400GbE中使用时，收发器可靠性问题经常发生。

400GbE系统中使用的新模块，如QSFP-DD和CFP8，也面临着类似的挑战。解决方案是在将收发器部署在高要求的环境之前对其进行压力测试。在选择过程中优先考虑收发器设计也是可取的。

在数据中心部署400G

为了跟上网络中不断增加的设备、用户和应用程序数量，需要更快、大容量和更可伸缩的数据基础设施。400G满足了这些需求，是面临网络容量和效率问题的数据中心和大型企业的最佳解决方案。在数据中心或组织中成功部署400G技术取决于您对数据和网络需求的明确程度。

升级网络基础设施可以帮助缓解从速度和带宽挑战到成本限制的瓶颈。但是，充分利用网络升级取决于部署过程和流程。这可能意味着解决共同的挑战，并在必要时寻求帮助。

经验法则是寻求IT专家的专业帮助，他们将指导您完成400G升级过程。IT专家将帮助您选择最好的收发器、电缆、路由器和交换机，甚至对您的整个网络进行彻底的风险分析。这样，您就可以根据网络需求和客户需求进行适当的升级。
文章来源:400G数据中心部署面临的挑战与解决方案
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NRZ与PAM4调制技术
 400G多模光纤:400G SR4.2 vs 400G SR8
FEC对400G的重要性

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硅光子学:400G数据中心的下一次革命

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随着5G应用和云服务的激增，传统技术面临功耗和传输能力的根本限制，这推动了光学和硅技术的不断发展。硅光子学是一种进化技术，能够在密度、性能和经济方面实现重大改进，这是实现400G数据中心应用和推动下一代光通信网络所必需的。什么是硅光子学?它如何推动数据中心400G应用的革命?请继续阅读以下内容，找出答案。

什么是硅光子技术?

硅光子学(SiPh)是制造光子集成电路(PICs)的材料平台。它使用硅作为主要制造元素。与传统电子电路相比，PICs功耗更低，产生的热量更少，有望实现节能带宽扩展。

它推动了复杂光学子系统的小型化和集成到硅光子芯片中，极大地提高了性能、占地面积和功率效率。

传统光学与硅光子光学

下面是常规光学与硅光子光学的技术对比图，以QSFPDD DR4 400G模块和QDD DR4 400G Si为例:

400GBASE-DR4 QSFP-DD PAM4光模块与硅光子光模块的区别在于:400G硅光子芯片-突破了超大规模数据交换的瓶颈，在低功耗、占地面积小、成本相对较低、易于大批量集成等方面具有很大的优势。

硅光子集成电路为实现光子芯片与电子芯片的单片集成提供了理想的解决方案。QDD-DR4-400G-Si模块采用硅光子设计，高密度低耗相结合，大幅降低光模块成本，节省数据中心建设和运营费用。

为什么在数据中心采用硅光子学?

解决I/O瓶颈

全球不断增长的数据需求已经导致数据中心的带宽和计算能力资源被耗尽。面对日益增长的数据消费需求，芯片必须变得更快，它可以比信号传输进出的速度更快地处理信息。也就是说，芯片变得越来越快，但光信号(来自光纤)仍然必须转换为电子信号，才能与位于数据中心深处的板上的芯片通信。由于电信号仍然需要从光收发器传输一段距离，在那里它从光转换到处理和路由电子设备-我们已经达到了一个点芯片处理信息的速度比电信号进出的速度还要快。

减少电力消耗

加热和功耗是计算行业面临的巨大挑战。电力消耗将直接转化为热量。功耗会产生热量，那么功耗的原因是什么呢?主要是数据传输。据估计数据中心每年消耗200太瓦时——超过了一些国家的全国能源消耗。因此，世界上一些最大的数据中心，包括亚马逊、谷歌和微软的数据中心，由于天气寒冷，都位于阿拉斯加和气候相似的国家。

节省运营预算

目前，一个典型的超大型数据中心拥有10万多台服务器和5万多台交换机。他们之间的联系需要超过100万个光模块约1.5亿至2.5亿美元，占数据中心网络成本的60%，超过了交换机、网卡和电缆等设备的总和。高成本迫使业界通过技术升级来降低光模块的单价。采用硅光子学技术的光纤模块的引入有望解决vwin真人娱乐这一问题。

硅光子学在通信中的应用

硅光子学已被证明是实现下一代相干光通信和数据中心内部互连的有力平台。该技术可以支持从短距离互连到长途通信的广泛应用，为下一代网络做出了巨大贡献。

100G/400G数据通信:数据中心和校园应用(至10km)
电信:地铁和长途应用(100公里和400公里)
路由器、计算机、高性能计算中的超短距离光互连和交换机
功能性无源光学元件，包括awg、光学滤光片、耦合器和分光器
400G收发器产品包括嵌入式400G光模块，400G DAC断路电缆，发射器/接收器，有源光缆(aoc)，以及dac 400克．

硅光子学的现在与未来

Yole预测，硅光模块市场将从2018年的约4.55亿美元增长到2024年的约40亿美元，复合年增长率为44.5%。据Lightcounting统计，到2024年，整个数据通信高速光模块市场将达到65亿美元，硅光模块将占60%(20年3.3%)。

英特尔，作为领先的硅光子公司之一，在数据通信用硅光子收发器市场占有60%的份额。事实上，英特尔在短短几年内已经出货了超过300万台100G可插拔收发器，并继续扩大其Silicon Photonics的产品供应。和思科以26亿美元收购Accacia，以6.6亿美元收购Luxtera。其他公司Inphi而且NeoPhotonics正在提出具有强大技术的硅光子收发器。

原始资料来源:硅光子学:400G数据中心的下一次革命

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400G OTN技术:单载波、双载波和四载波

贴在 2022年6月28日通过管理

为了实现400G长距离(LH)传输，出现了单载波400G、双载波400G和四载波400G三种400G光传输网络(OTN)技术。它们之间的区别主要在于用于传输的波长数量不同。这篇文章将揭示它们是什么以及它们各自的优点和缺点。

单载波400G OTN

单载波400G，或单波长400G，意味着单个波长有400G的容量。单载波400G采用PM-16QAM、PM-32QAM、PM-64QAM等高阶调制格式。一般情况下，400G光传输网络只使用单载波网络接入、城域或DCI(数据中心互连)传输．

图1:400G OTN单载波

以PM-16QAM(偏振-复用-16正交振幅调制)为例。PM是指将400G (448Gbit/s)光信号分离成两个信号，经过调制后在X和Y两个极化方向上传输，可以将原始信号速率降低一半(224Gbit/s)的过程。QAM是将X和Y中的信号分离以进一步降低速率的过程。16代表4位，即X和Y中的信号分别被分成4个信号，速率在之前224Gbit/s的基础上下降到1/4。使用PM-16QAM，此时的信号速率变为56G波特(电处理速率)。

请注意:因为在目前的电路技术中，100Gbit/s已经接近电子瓶颈的极限。如果波特率继续增加，信号损失、功耗和电磁干扰等问题仍将是一个麻烦，即使解决了，也需要巨大的成本。

图2:PM-16QAM

400G光传输网络单载波的优点

与多载波方案相比，单载波400G是一种更简单的波长分配方案，可以提供更简单的结构和更小的尺寸易于网络管理，功耗低．
采用高阶QAM，单载波400G OTN网络可以显著提高信号速率和频谱效率扩展网络容量，增加支持的用户数量．
另外,在系统集成度高，它可以将各个单独的子系统连接成一个完整的子系统，使它们相互协调工作，达到最佳的综合性能。

400G光传输网络单载波的缺点

由于400G OTN网络单载波采用了更先进的QAM，因此对OSNR(光信噪比)的要求更高，传输距离大大缩短(小于200km)。此外，单载波更容易受到激光相位噪声和光纤非线性效应的影响。因此，它仅适用于某些不需要超长距离传输距离，但需要大带宽容量的特定应用。

双载波400G OTN

双载波400G，也称为双波长400G，通过两个200G波长提供400G容量。基于2× 200G超信道方案的双载波400G系统采用PM-QPSK(正交相移键控，一个符号代表两个比特，表示速率降低到1/2)、PM-8QAM或PM-16QAM等低阶调制格式。用于400G光传输网络的双载波更复杂的城域网实现400G长途传输．

图3:400G OTN的双载波

400G光传输网络双载波的优点

双载波400G频谱效率提高165%以上，系统集成度较高，体积小，功耗低。双载波400G被认为是400G OTN最常用的技术。
双载波400G的跨度比单载波400G更长，商业用途可达500公里。当配置低衰减光缆和EDFA(掺铒光纤放大器)时，400G OTN网络的vwin真人娱乐双载波可覆盖1000km以上，基本可以满足400G长途传输应用。

400G光传输网络双载波的缺点

即使采用低衰减光纤电缆和EDFA，双载波400G仍然vwin真人娱乐无法达到四载波400G的长度，不适合超过2000km的超长途(ULH)传输。

四载波400G OTN

四载波400G是指通过四个100G波长提供400G容量的解决方案。它是通过在100G PM-QPSK的基础上构建一个400G的超级信道实现的，具有四个载波，适用于超长距离(ULH)传输超过2000公里。

图4:400G OTN的四载波

400G光传输网络四载波的优点

400G OTN四载波采用成熟的100G传输技术，已广泛商用。
它可以以相对较低的成本实现超过2000公里的超长途传输。

400G光传输网络四载波的缺点

只有引入频谱压缩技术提高频谱效率，升级100G芯片解决集成和功耗问题，四载波400G系统才有意义。否则，在当前100G芯片上构建的400G系统本质上就是100G系统。

结论

总的来说，400G长途传输主要通过单载波、双载波和四载波实现。单载波400G OTN网络只能覆盖不到200km的距离;400G OTN网络双载波是城域网传输(采用PM-16QAM)和中长途传输(采用PM-QPSK)的理想解决方案;400G OTN网络的四载波具有与100G相同的传输距离，适合ULH传输。随着全球数据流量不断攀升，带宽需求永无止境。虽然可能需要一段时间才能过渡到400G，但您可以了解400G以太网的现状和未来趋势是什么?先做好准备。

原始资料来源:400G OTN技术:单载波、双载波和四载波

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超大规模数据中心中的400G光学

贴在 2022年6月28日通过管理

自出现以来，数据中心一直在努力满足不断增长的带宽需求。查看统计数据可以发现，每天产生3.04艾字节的数据。每当一个超大规模数据中心考虑到这一点，带宽需求是巨大的，因为相关的应用程序由于其可伸缩性而需要先发制人的方法。随着400G数据中心的引入，数据传输速度达到了一个全新的水平，它为解决各个关注领域带来了极大的便利。在这篇文章中，我们将深入挖掘并尝试回答以下问题:

400G发展的驱动因素是什么?
400G光学在超大规模数据中心的使用背后的原因是什么?
大型数据中心400G设备的发展趋势是什么?

400G发展的驱动因素是什么?

推动400G发展的因素分为视频流服务和视频会议服务。这些服务需要相当高的数据传输速度，以便在全球范围内顺利运行。

视频流媒体服务

视频流媒体服务已经对带宽需求产生了影响。再加上COVID-19大流行，迫使大量人口留在家中工作。这自动增加了视频流平台的使用。数据显示，Netflix上一个中等质量的流每小时消耗0.8 GB。对比一下超过2.09亿的用户。随着旅行成本的下降，省下来的钱都花在了Netflix上高清和4K等更高质量的流媒体上。从0.8 GB /小时增加到3 GB /小时和7 GB /小时。这就产生了400G显影的需求。

视像会议服务

随着COVID-19使在家工作成为新常态，视频会议服务也得到了长足发展。据报道，到2021年，仅在美国就有2056万人在家工作。随着视频会议成为焦点，每小时消耗500 MB的Zoom的用户群大幅增加。这也给数据传输需求带来了巨大的压力。

是什么让400G光学器件成为超大规模数据中心的理想选择?

显著减少能源和碳足迹

简单地说，400G将数据传输速度提高了4倍。在比较4 x 100G解决方案以促进400GbE与单个400G解决方案时，400G降低了100G端口作为突破的成本。输出端的单个节点最大限度地降低了故障风险，并降低了能源需求。这降低了ESG足迹，ESG足迹已成为组织向前发展的关键绩效指标。

降低运营成本

如前所述，400G解决方案需要单个400G端口，而通过100G解决方案解决相同需求则需要四个100G端口。在路由器上，四个端口的成本远远高于一个端口，可以促进快速数据传输。权力也是如此。两者结合在一起，在相当程度上降低了运营成本。 400克光学

400G光学在大型数据中心的发展趋势-快速采用

400G解决方案在大型数据中心的引入重塑了整个行业。这是由于数据传输速度的巨大提高。根据研究，预计400G取代100G和200G的速度将比以前更快。自400G推出以来，越来越多的供应商正在升级到支持400G的网络设备。下图真实地描述了技术的采用率。 400G光学发展趋势

挑战

400G光收发器领域缺乏进展

尽管向此类网络设备的转变是迅速的，但仍存在许多实施挑战。这是因为不仅设备需要升级，基础设施也需要升级。供应商正试图升级它们，以保持领先地位，但光模块的开发和成熟度的成本没有达到预期的基准。它们的成本和可靠性也是如此。由于光模块是一个关键元素，这是部署400G解决方案的主要挑战。

延迟测量

此外，该解决方案的引入也使得网络测试和监控比以往任何时候都更加重要。在评估性能时，延迟测量一直是一个关键指标。数据吞吐量结合抖动和帧丢失也成为这方面的主要问题。

网络层投资

最后，为这个解决方案创建即插即用环境也需要更加现实。这将需要在物理、更高级别和网络ip组件层上进行更大的投资。

结论

快速的技术进步催生了物联网等概念。这些实现需要更高的数据传输速度。再加上人们开始远程工作，交通流量呈指数级增长。超大规模数据中心已经感受到压力，400G数据中心的引入是朝着正确方向迈出的一步。这是应对全球人口增长和互联网用户数量增加的一种先发制人的方法。

文章来源:超大规模数据中心中的400G光学

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市场上有多少种400G收发器?

全球光收发器市场:向高速400G光收发器迈进

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400G QSFP光模块类型及光纤连接

贴在 2022年6月28日通过管理

400G QSFP已成为下一代网络中最受欢迎的形式之一。在400G光模块市场上出现了不同类型的模块。400G QSFP-DD收发器类型有哪些?这些400G光模块可以使用什么光纤电缆?关于400G QSFP常见问题的解答是什么?这篇文章将详细说明它们。

400G QSFP收发器类型

根据400G QSFP收发器支持的多模光纤和单模光纤两种传输方式，分别在下表中介绍。

传输类型	QSFP-DD产品描述	达到	光学连接器	波长	光学调制	协议
多模光纤	400g qsfp-dd sr8	在OM4或OM5上高达100m OM3上高达70m	MTP-16 / MPO-16	850海里	50克PAM4	IEEE P802.3cIEEE 802.3cd
单模光纤	400g qsfp-dd dr4	在平行SMF上高达500米	MTP-12 / MPO-12	1310海里	100克PAM4	IEEE 802.3 b
400g qsfp-dd xdr4 / dr4 +	在平行SMF上可达2公里	MTP-12 / MPO-12	1310海里	100克PAM4	/
400g qsfp-dd fr4	可达2公里以上的双工SMF	信用证	CWDM4波长	100克PAM4	100年glambda MSA
400g qsfp-dd 2fr4	可达2公里以上的双工SMF	CS	CWDM4波长	50克PAM4	IEEE 802.3 b
400g qsfp-dd lr4	双工SMF可达10km	信用证	CWDM4波长	100克PAM4	100年glambda MSA
400g qsfp-dd lr8	双工SMF可达10km	信用证	CWDM4波长	50克PAM4	IEEE 802.3 b
400g qsfp-dd er8	可达40km以上双工SMF	信用证	1310海里	50克PAM4	IEEE 802.3 cn

400G QSFP光模块的光纤连接

QSFP 400g sr8

一个QSFP-DD SR8可以通过MTP-16/MPO-16电缆与另一个QSFP-DD SR8进行互操作。这是使用MTP-16/MPO-16电缆直接连接两个QSFP-DD SR8收发器的最流行的连接。
400G QSFP-DD SR8爆发到2倍200克SR4．
QSFP-DD SR8通过MPO-16至8× LC双工光纤电缆与8× 50G SR互操作。

QSFP 400g dr4

QSFP-DD DR4与QSFP-DD DR4通过MPO-12中继电缆互通。
400G QSFP-DD DR4与4×互操作100克博士超过MPO-12到4× LC双断开电缆。

QSFP 400g xdr4 / dr4 +

QSFP-DD XDR4/DR4+与QSFP-DD XDR4/DR4+通过MPO-12中继电缆互通。
400G QSFP-DD XDR4与4×互操作100克FR模块通过MPO-12至4×双工LC电缆。

QSFP 400g

QSFP-DD FR4通过双工LC电缆与QSFP-DD FR4互操作。

QSFP 400g 2fr4

QSFP-DD 2FR4与2×互操作200克FR4超过2× CS到2× LC双工电缆。

QSFP 400g lr4

QSFP-DD LR4通过LC双工电缆与QSFP-DD LR4互操作。

QSFP 400g lr8

QSFP-DD LR8通过LC双工电缆与QSFP-DD LR8互操作。

QSFP 400g er8

QSFP-DD ER8通过LC双工电缆与QSFP-DD ER8互操作。

400G QSFP收发器:问答

问:QSFP 400G模块中的“SR8”、“DR4”、“XDR4”、“FR4”、“LR4”和“LR8”是什么意思?

答:“SR”是指短程，“8”表示有8个光学通道。“DR”是指500m范围内使用单模光纤，“4”表示有4个光通道。“XDR4”是“伸展式DR4”的简称。而“LR”指的是使用单模光纤达到10公里。

问:QSFP-DD收发模块可以插在OSFP端口上吗?

答:不是。QSFP-DD和OSFP是完全不同的形式因素。有关OSFP收发器的详细信息，请参见400G OSFP收发器类型概述．在相应的系统中只能使用一种形式因子。例如，如果您使用的是QSFP 400G系统，则必须使用QSFP- dd收发器和电缆。

问:我可以将100G QSFP28模块插入400G QSFP端口吗?

是的。QSFP28模块可以插入QSFP-DD端口(不需要机械适配器)。当QSFP28模块在QSFP-DD端口上使用时，QSFP-DD端口必须配置为100G的数据速率，而不是400G。

问:除了上面提到的400G QSFP-DD模块，还有什么其他的断开选项?

答:400G QSFP-DD dac和aoc可用于断开400G连接。看到400G直连电缆(DAC & AOC)概述参阅有关400G dac和aoc的更多信息。

文章来源

https://community.fs.com/blog/400g-qsfp-dd-transceiver-types-overview.html

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https://community.fs.com/blog/optical-transceiver-market-200g-400g.html

https://community.fs.com/news/400g-qsfp-dd-solution-for-400g-data-center-interconnect.html

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你对QSFP56了解多少?

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在过去的几年里，随着新技术和高速互连的发展，出现了各种各样的光模块形式类型，其中QSFP56作为QSFP家族的一员，是一种适用于200G应用的解决方案。QSFP56与其他QSFP系列元件有什么区别?QSFP56和QSFP56- dd一样吗?如果你想知道这些问题，这篇文章就是为你准备的。

图1:收发器的外形

200G收发器的外形因数

为了弄清楚什么是QSFP56，让我们先来看看QSFP的外形。QSFP (Quad Small Form-Factor Pluggable)是在SFP之后发展起来的，最初的设计目的是用高密度光模块取代单通道SFP。由于它表示多达4个波长的四个通道，与SFP模块相比，它提供了更高的带宽容量。

在QSFP的基础上，出现了40G QSFP+，然后100G QSFP28开始用于高密度应用。随着数据中心数据流量的增加和先进的网络应用，市场迫切需要实现更高速度的通用可用性。除此之外，QSFP家族还有更多的构成因素，比如200克QSFP56以及400G QSFP56-DD。

图2:QSFP外形尺寸的类型

作为之前40G QSFP+和100G QSFP28的升级版，QSFP56是专为200G以太网设计的。QSFP56在QSFP形式因子中表示4 x 50到56Gb/s。有时为了简单起见，它也可以被称为200G QSFP。QSFP56光模块与QSFP光模块在尺寸和外形上相似。按距离分类，QSFP56模块可分为QSFP56 CR、SR、DR、FR、LR，可在单模光纤(SMF)或多模光纤(MMF)上实现不同的传输距离。

通常，两个QSFP56模块可以与一个SMF或MMF一起使用，以实现200G链路。AOC QSFP56 / DAC也是一种实现200G链路的方法，通过连接两个设备上的QSFP56端口，简化了连接过程。对于其他速度的200G QSFP56端口桥接，有200G QSFP56到2x100G QSFP28断开电缆和200G QSFP56到4x50G SFP56断开电缆，以实现2x100G或4x50G连接。

QSFP56 vs QSFP28 vs QSFP+

从它们的行业名称来看，QSFP56、QSFP28和QSFP+非常相似，它们具有相同的QSFP外形，正如它们的后缀所显示的那样，它们彼此具有相同的尺寸。但是，它们的数据中心和连接能力是不同的。下表列出了QSFP56、QSFP28和QSFP+的基本参数。

行业名称	一年	原始的意义	电动车道数目	光道数	比特率/巷	调制	线率
QSFP +	2013	四小形状因子可插拔加	4	4	10 gbps	NRZ	40克
QSFP28	2016	四小尺寸可插拔	4	4	25 gbps	NRZ	100克
QSFP56	2017	Quad 50gb小尺寸可插拔	4	4	50 gbps	PAM4	200克

从对比图中可以清楚地看到，与QSFP+和QSFP28相比，QSFP56的外形尺寸在200G QSFP支持4×50G通道时具有更高的网络速度。QSFP+是QSFP的演进，支持4×10G通道承载10G以太网、10G光纤通道或QDR InfiniBand。它引入了四车道多路复用的概念，以增加带宽，能够以每车道10GBaud NRZ处理40Gbps的线路速率。QSFP28支持4×25G通道，与QSFP+一样包含4通道光发射器和4通道光接收器。

QSFP+和QSFP28到QSFP56最显著的变化是QSFP56从NRZ编码改为PAM4编码。虽然QSFP56仍然像QSFP28一样使用4通道，但调制倍数增加了一倍，达到每通道50G，可以在现有光纤上传输更多数据，因此更适合超大规模数据中心网络。

从QSFP56转向QSFP56- dd (400G QSFP-DD)

随着数据中心的快速增长，对数据量不断增长的需求正在推动网络组件支持更高的带宽和密度。光模块外形系数的最新迭代是从QSFP56到QSFP56- dd，也叫QSFP56- dd400克QSFP-DD．DD指的是双倍密度，即QSFP56的数据车道翻倍，从4车道增加到8车道，达到400G(使用50G PAM4)。

虽然QSFP56- dd的密度是QSFP56的两倍，但其尺寸与QSFP56相似。400G QSFP56- dd端口向后兼容QSFP收发器，这意味着只要交换机支持，QSFP56就可以工作在QSFP56- dd端口上。在QSFP56- dd端口上使用QSFP56模块时，该端口将配置为200G的数据速率，而不是400G。

QSFP56-DD的外形现在被400G市场公认为最受关注的400G外形。尽管如今400G以太网被视为下一代数据中心的未来解决方案，但对于一些部署200G以太网的组织来说，仍然需要200G QSFP56。

文章来源

https://community.fs.com/blog/introduction-to-qsfp56-form-factor.html

https://community.fs.com/blog/differences-between-qsfp-dd-and-qsfp-qsfp28-qsfp56-osfp-cfp8-cobo.html

https://community.fs.com/blog/400g-qsfp-dd-transceiver-types-overview.html

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