Was ist 400G Ethernet und ein 400G-Transceiver?

Die rasant steigenden Bandbreitenanforderungen im Bereich der Ethernet-Verbindungen erfordern höhere Schnittstellengeschwindigkeiten. 400G Ethernet wird im nächsten Schritt die richtige Geschwindigkeitswahl sein. Dieser Artikel erläutert, was 400G ist, warum 400G wichtig ist, und die 400G-Ethernet-Standards. Außerdem stellt der Artikel die gängigen 400G-Transceiver-Typen vor, um Ihnen ein besseres Verständnis von 400G-Optik zu vermitteln.

Was ist 400G?

400G bietet, wie der Name schon sagt, die 4-fache maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit von 100G. Ethernet ist nach mehr als 30 Jahren Entwicklung eng mit unserem Leben verbunden. Ethernet ist nicht auf Rechenzentren und Unternehmens-LANs beschränkt, sondern in vielen Bereichen wie Heimnetzwerken, Campus, Gesundheitswesen usw. unverzichtbar. Die Geschwindigkeit von Ethernet ist kontinuierlich gestiegen: 10M, 100M, 1G, 10G, 40G und 100G. Die Wachstumsrate der Ethernet-Geschwindigkeit beträgt ungefähr das 10-Fache alle 10 Jahre. Heute ist 100GbE-Technologie (100 Gigabit Ethernet) erreicht und in großem Umfang eingesetzt worden. Um jedoch  die schnell wachsenden Anforderungen an die Netzwerkbandbreite zu erfüllen, muss sich Ethernet mit höherer Geschwindigkeit weiterentwickeln. Daher kommt jetzt 400G. 

400G gilt als die nächste Grenze für Cloud-Netzwerke. 400GbE (400 Gigabit Ethernet) kann die Netzwerklastkapazität und Datenübertragungsrate auf Basis von 100G Ethernet weiter verbessern und gleichzeitig die Netzwerkübertragungskosten senken. Mobiles Internet, Cloud Computing, HDTV-Video-on-Demand usw. stellen alle die Übertragungskapazität des Netzwerks vor Herausforderungen. 400Gbps Ethernet wird zunächst bei der Verbindung zwischen großen Metropolitan Area Networks und großen Rechenzentren eingesetzt und dann schrittweise auf Weitverkehrsnetze und zivile Anwendungen ausgeweitet. 400Gbps Ethernet kann die Anforderungen verschiedener neuer Anwendungsszenarien erfüllen, und seine Zukunftsaussichten verdienen die Erwartungen der Branche. Es wird ein Trend in der Entwicklung des Ethernet der nächsten Generation sein.

400G-Ethernet-Standard

Im Dezember 2017 genehmigte die IEEE 802.3 Ethernet Working Group offiziell den neuen Ethernet-Standard IEEE 802.3bs. Er umfasst die Parameter für die Medienzugriffssteuerung, die Parameter der physikalischen Schicht und weitere wichtige Verwaltungsparameter, die von 200GbE und 400GbE benötigt werden. Der Standard IEEE 802.3bs markiert den Beginn der kommerziellen Bereitstellung und Anwendung von 400G Ethernet.

Was treibt das 400G-Netzwerk voran?

Was treibt das 400G-Netzwerk an? Das 400G-Netzwerk wird von vielen Netzwerkanwendungen angetrieben, darunter 4K-HD-Videos, VR/AR-Technologie, autonomes Fahren, Telemedizin, robotergestützte Chirurgie usw. Keine dieser Anwendungen kommt ohne Speicher, Rechenleistung und Netzwerkkonnektivität aus.

Es gibt zwei entscheidende Kennzahlen für die Netzwerkkonnektivität: Bandbreite und Verzögerung. Verschiedene Anwendungen haben unterschiedliche Anforderungen an diese Kennzahlen. Bei der Verzögerung sollten AR und VR unter 7 Millisekunden liegen, und die robotergestützte Chirurgie sollte unter 5 Millisekunden liegen, was bedeutet, dass die Netzwerkinfrastruktur erheblich verbessert werden muss. Was die Bandbreite betrifft, nehmen wir die robotergestützte Chirurgie als Beispiel: Sie erfordert mehr als 1G kontinuierliche und zuverlässige Bandbreite, was eine enorme Herausforderung für die aktuelle Netzwerkinfrastruktur darstellt. Außerdem wächst der Videoverkehr rapide. Bei der Klassifizierung des gesamten Internetverkehrs wird geschätzt, dass mehr als 80 % des Datenverkehrs aus Videos stammt. Nahezu alle Arten von Internetanwendungen entwickeln sich in Richtung Videoform, wie zum Beispiel Tiktok. Daher ist Video ein sehr wichtiges Medium für zukünftige Interaktionen, insbesondere für Echtzeit-Videostreaming, wie etwa Mehrparteien-Videokonferenzen.

Natürlich gehört auch 5G zu den treibenden Kräften der 400G-Anwendung. Aus Makroperspektive müssen Sie sich bei 5G nur drei Dinge merken: Bandbreite, die Anzahl der angebundenen Nutzer und Latenz. Konkret soll erstens bei der Bandbreite die Vision von 5G darin bestehen, dass die Downloadrate der Funkschnittstelle 20G erreichen und die Uploadrate 10G beibehalten soll. Zweitens muss die Latenz weniger als eine Millisekunde betragen. Und drittens sollte 5G in der Lage sein, 1 Million Verbindungsobjekte pro Quadratkilometer zu unterstützen. Diese drei zusammen bilden ein 5G-Netzwerk. Dies ist lediglich das Nervensystem der zukünftigen Gesellschaft. Was ist also das soziale Gehirn? Gemeint sind verschiedene Formen von Rechenzentren. Der gesamte Datenverkehr wird zur Berechnung und Speicherung in verschiedene Rechenzentren gelangen.

Übersicht über 400G QSFP-DD Transceiver

Wenn es um die Entwicklung von 400G geht, sind optische 400G-Module unverzichtbar. Derzeit gibt es verschiedene Arten von optischen 400G-Modulen. QSFP-DD ist heute die höchste Dichte unter den Formfaktoren für 400G-Transceiver. In diesem Abschnitt werden kurz die gängigen Typen von 400G QSFP-DD-Transceivern vorgestellt.

400G QSFP-DD SR8 Transceiver

Das 400GBASE-SR8-Modul unterstützt eine 400-Gigabit-Ethernet-Übertragungsrate über acht parallele Multimode-Faserkanäle (MMF). SR8 verwendet einen MTP/MPO-16-Steckverbinder mit Verbindungslängen von bis zu 100 Metern.

400G QSFP-DD DR4 Transceiver

Das 400GBASE-DR4 Modul unterstützt 400Gb/s über vierbahnige parallele Singlemode-Faser (SMF). DR4 verwendet einen MTP/MPO-12 Steckverbinder und die maximale Übertragungsdistanz beträgt bis zu 500 Meter.

400G QSFP-DD FR4 Transceiver

Das 400GBASE-FR4-Modul unterstützt eine 400Gb-Ethernet-Verbindung über SMF. FR4 verwendet einen LC-Stecker mit Verbindungslängen von bis zu 2km.

400G QSFP-DD LR4 Transceiver

400GBASE-LR4-Module unterstützt hochbandbreitige 400G-Verbindungen über vier Wellenlängen von CWDM-Signalen. LR4 ermöglicht Langstreckenentfernungen von bis zu 10km über SMF mit einem Duplex-LC-Steckverbinder.

400G QSFP-DD FR8 Transceiver

Das 400GBASE-FR8-Modul unterstützt eine 400G-Ethernet-Verbindung über ein achtwelliges WDM-Signal. FR8 ermöglicht Übertragungsdistanzen von bis zu 2km über Singlemode-Faser (SMF).

400G QSFP-DD LR8 Transceiver

Ähnlich wie FR8 unterstützt auch das 400GBASE-LR8-Modul eine 400G-Ethernet-Verbindung über ein WDM-Signal mit acht Wellenlängen, aber SR8 eignet sich für Langstreckenübertragung mit erweiterten Verbindungslängen von bis zu 10km über Singlemode-Faser (SMF).

Entdecken Sie das QSFPTEK 400G Portfolio

QSFPTEK bietet eine große Auswahl an hochbandbreitigen 400G Optiken, 400G optischen Transceivern und Kabeln für Rechenzentren. Die Spezifikationen des 400G Portfolios sind unten aufgeführt:

Für weitere Informationen zu 400G-Optikmodulen und Kabeln wenden Sie sich bitte gerne über [email protected] an das QSFPTEK-Team.