DSP atau LPO? Memahami Dua Laluan yang Membentuk Optik Berkelajuan Tinggi Generasi Seterusnya

Dengan pertumbuhan pesat AI dan pengkomputeran berprestasi tinggi (HPC), pusat data menghadapi permintaan yang semakin meningkat terhadap lebar jalur dan kecekapan tenaga. Peralihan daripada 400G kepada 800G, bersama-sama dengan era 1.6T yang bakal tiba, menjadikan pemilihan teknologi transceiver yang tepat amat penting. Seiring dengan trend ini, dua pendekatan berbeza telah menjadi topik perbincangan utama: transceiver optik berasaskan DSP tradisional dan penyelesaian LPO (Modul Optik Boleh Palam Dipacu Linear) yang semakin berkembang.

Artikel ini meneroka prinsip operasi LPO, menggariskan perbezaan utama daripada seni bina DSP, dan membincangkan cara memilih penyelesaian transceiver yang sesuai untuk pelbagai persekitaran penggunaan bagi mencapai prestasi rangkaian yang lebih cekap dan stabil.

Memahami Modul LPO

Apabila kelajuan penghantaran rendah, setiap modul optik biasanya menggunakan 1–3W (10G/25G) atau 5–8W (100G), iaitu sebahagian kecil daripada jumlah penggunaan kuasa suis. Namun, apabila rangkaian beralih kepada tahap 400G dan 800G, penggunaan kuasa bagi setiap modul meningkat dengan ketara. Yang tradisional Modul 800G menggunakan seni bina DSP boleh mencapai penggunaan kuasa puncak sebanyak 16–18W, manakala modul berasaskan DSP biasanya menggunakan lebih banyak kuasa pada kadar data yang lebih tinggi. Kemajuan dalam reka bentuk DSP turut menghasilkan modul 400G berkuasa rendah. Di pusat data berskala besar, kelajuan yang lebih tinggi bermakna penggunaan tenaga yang lebih besar dan pengurusan terma yang lebih sukar, sekali gus meningkatkan kos operasi dan mengurangkan kecekapan keseluruhan peralatan.

Oleh itu, mengurangkan penggunaan kuasa modul kekal sebagai objektif teras dalam reka bentuk modul optik. Dalam konteks ini, LPO, iaitu seni bina ringan yang menghapuskan litar DSP yang kompleks, menawarkan pendekatan baharu untuk mengimbangi lebar jalur berkelajuan tinggi dengan kecekapan tenaga dan kos.

Modul Optik Boleh Palam Dipacu Secara Linear (LPO) mewakili seni bina transceiver untuk sambungan antara berkelajuan tinggi yang mengurangkan penggunaan kuasa dan kependaman dengan menghapuskan pemproses isyarat digital (DSP). Tidak seperti pendekatan tradisional, LPO tidak menjalankan pemprosesan isyarat digital yang kompleks dalam modul itu sendiri. Sebaliknya, ia bergantung pada pemacu laser sangat linear dan penguat transimpedans (TIA) untuk penguatan isyarat asas, sambil memindahkan tugas pemprosesan kritikal seperti penyamaan dan pemulihan jam kepada ASIC di sisi suis. Reka bentuk ini memberikan tuntutan yang lebih tinggi terhadap kelinearan dan imuniti hingar SerDes suis. Kemajuan terkini dalam teknologi proses CMOS telah mempercepat kematangan SerDes berprestasi tinggi, menjadikan LPO penyelesaian yang berdaya maju untuk memenuhi keperluan pengembangan berkelajuan tinggi pusat data.

Perbandingan Transceiver Berasaskan DSP dan Transceiver LPO

Transceiver Pemproses Isyarat Digital (DSP)

Seni bina DSP telah lama menjadi asas arus perdana komunikasi optik berkelajuan tinggi, yang membolehkan transceiver mengekalkan operasi yang stabil dalam persekitaran pautan yang kompleks dan mempunyai hingar tinggi. Dengan menambahkan DSP pada modul, transceiver mengendalikan tugas digital utama seperti penyamaan, pembetulan ralat ke hadapan (FEC), dan pemulihan jam. Tugas ini membantu mengimbangi masalah sambungan seperti kehilangan isyarat, crosstalk (gangguan antara isyarat), dan serakan (variasi dalam kekuatan dan pemasaan isyarat). Penyelesaian DSP lebih mampu menahan gangguan dan mengekalkan kebolehpercayaan dalam penghantaran jarak jauh serta apabila terdapat pelbagai sumber gangguan.

Modul optik yang dilengkapi DSP ini banyak digunakan dalam rangkaian Metro, backbone dan interkoneksi pusat data, yang amat mementingkan jarak dan kebolehoperasian. Modul ini juga mewakili laluan teknologi utama untuk penggunaan 400G dan modul 800G awal. Walau bagaimanapun, rantaian pemprosesan isyarat yang menyeluruh ini melibatkan kos yang ketara: penggunaan kuasa DSP meningkat secara berterusan apabila kadar data meningkat. Dalam reka bentuk yang menyasarkan generasi 1.6T, ciri ini semakin meningkatkan penggunaan tenaga dan tekanan pengurusan haba dalam pusat data.

Transceiver Optik Boleh Palam Linear (LPO)

Transceiver LPO berbeza daripada modul optik berasaskan DSP kerana modul ini melakukan pemprosesan digital dalaman yang lebih sedikit. Reka bentuknya lebih ringkas kerana tidak memerlukan pemproses isyarat digital. Perubahan ketara ini memberikan manfaat utama dari segi kecekapan tenaga dan kependaman yang lebih rendah untuk modul tersebut. Modul LPO menggunakan komponen analog yang sangat linear, maka tugas kritikal untuk pengkondisian isyarat yang kompleks dialihkan kepada serializer/deserializer (SerDes) dalam suis hos.

Reka bentuk ini menjadikan modul Linear Pluggable Optical (LPO) pilihan yang sangat baik untuk aplikasi jarak capaian pendek dan lebar jalur tinggi dalam kluster AI serta persekitaran pengkomputeran berprestasi tinggi. Dalam persekitaran ini, adalah penting untuk mengekalkan kependaman dan penggunaan kuasa pada tahap rendah. Dari segi kos, transceiver LPO mungkin lebih mahal pada mulanya berbanding modul berasaskan DSP. Walau bagaimanapun, modul ini menggunakan kurang kuasa dan tidak memerlukan pengurusan haba sebanyak itu, jadi kosnya menjadi lebih rendah dari semasa ke semasa. Ini bermakna kosnya akan lebih rendah dalam penggunaan berskala besar. Hal ini menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk mengimbangi prestasi teknikal dengan matlamat kemampanan.

Namun, terdapat beberapa batasan pada seni bina pemacu linear. Tanpa rantaian pemulihan dan pampasan isyarat penuh yang disediakan oleh DSP, biasanya transceiver LPO mempunyai jarak penghantaran berkesan kurang daripada 500 meter pada gentian multimod standard, walaupun jarak ini mungkin berbeza bergantung pada prestasi SerDes hos dan kualiti gentian. Selain itu, modul ini memerlukan SerDes sebelah hos dengan kelinearan dan imuniti hingar yang mencukupi untuk beroperasi dengan betul. Modul LPO lebih sensitif terhadap keserasian berbanding transceiver berasaskan DSP standard. Modul ini sering perlu dipasangkan dengan model suis tertentu untuk berfungsi dengan baik. Oleh itu, masih penting untuk memastikan peranti hos anda serasi sebelum melaksanakannya.

Bilakah Transceiver Berasaskan DSP Patut Dipilih?

Apabila anda mencari prestasi terbaik, sambungan yang kukuh dan sesuatu yang berfungsi dengan pelbagai jenis peralatan, transceiver yang dilengkapi DSP ialah pilihan utama.

Berikut ialah keperluan pautan universal: Transceiver DSP berfungsi dengan baik dalam pelbagai keadaan, sama ada untuk sambungan jarak dekat dalam pusat data atau pautan jarak jauh di kawasan metropolitan. Model ini amat sesuai untuk situasi yang memerlukan pemprosesan isyarat bertaraf tinggi dan kebolehpercayaan.

Persekitaran berbilang vendor: Seni bina DSP adalah standard di seluruh industri. Apabila anda bekerja dengan suis atau penghala daripada vendor yang berbeza, kesalingoperasian yang kukuh dapat mengurangkan risiko dan kos penggunaan dengan ketara.

Keadaan Pautan yang Kompleks atau Merosot: Dalam persekitaran dengan hingar tinggi atau sambungan yang kompleks, DSP boleh mengekalkan isyarat yang kukuh dengan menggunakan teknologi penyamaan, pembetulan dan pemulihan jam. Hal ini menjadikannya sangat sesuai untuk penghantaran berbilang lompatan atau sistem gentian optik yang sudah berusia.

Apabila kebolehpercayaan merupakan objektif utama: Untuk rangkaian yang operasi stabilnya ialah metrik teras, seperti rangkaian pembawa atau sistem kritikal misi, seni bina DSP yang matang dan teguh memberikan keselamatan serta kebolehramalan yang dipertingkatkan.

Bilakah Transceiver Berasaskan LPO Patut Dipilih?

Modul Optik Boleh Palam Dipacu Linear (LPO) lebih sesuai untuk senario yang membimbangkan penggunaan kuasa dan memerlukan sambungan yang cekap dalam sumber yang terhad:

Untuk sambungan ke pusat data berkecekapan tinggi, modul LPO menggunakan sedikit tenaga dan mempunyai kependaman rendah, menjadikannya berguna dalam reka bentuk berketumpatan tinggi apabila keperluan lebar jalur terus meningkat. Modul ini ialah penyelesaian sempurna untuk pusat data yang ingin menjimatkan tenaga.

Dalam persekitaran penggunaan yang mempunyai kekangan kuasa dan terma, seperti pusat data edge yang mempunyai ruang terhad dan senario kolokasi dengan lebihan kuasa yang terhad, modul LPO mengurangkan beban terma peralatan dan pengagihan kuasa dengan ketara, sekali gus membolehkan pendawaian berketumpatan lebih tinggi.

Keperluan pembinaan yang hijau dan cekap tenaga: Dalam penggunaan berskala besar, LPO merendahkan penggunaan tenaga keseluruhan dan pengeluaran haba dengan berkesan, membantu mengoptimumkan Keberkesanan Penggunaan Kuasa (PUE) dan mengurangkan kos operasi. Ciri penjimatan tenaga ini juga selaras dengan keperluan pusat data semasa untuk kelestarian dan operasi hijau.

Pautan bersedia untuk masa hadapan dengan penggunaan tenaga yang rendah: Apabila rangkaian berkembang ke arah 800G dan 1.6T, penggunaan kuasa rendah, kelinearan tinggi dan reka bentuk padat LPO menjadikannya sangat sesuai untuk teknologi interkoneksi berkelajuan tinggi generasi akan datang. LPO merupakan pilihan utama untuk reka bentuk berkelajuan tinggi dan berkuasa rendah pada masa hadapan kerana ia mengimbangi kualiti isyarat dan kecekapan tenaga.

Kesimpulan

Apabila pusat data bergerak ke arah era 400G, 800G dan 1.6T pada masa hadapan, kedua-dua transceiver optik berasaskan DSP dan transceiver LPO akan terus memainkan peranan penting dalam bidang masing-masing. Penyelesaian DSP masih merupakan pilihan terbaik untuk pautan jarak jauh dan kompleks serta persekitaran yang melibatkan produk daripada vendor berbeza, manakala LPO menunjukkan kelebihan yang jelas dalam aplikasi AI dan HPC jarak pendek kerana menggunakan kuasa yang rendah dan mempunyai kependaman yang rendah. Pemilihan hendaklah berdasarkan penilaian seimbang terhadap seni bina rangkaian khusus, senario penggunaan dan kos keseluruhan.

QSFPTEK kini menawarkan rangkaian lengkap transceiver optik berasaskan DSP yang mampu mengendalikan kelajuan sehingga 200G, 400G, 800G dan 1.6T. Transceiver ini serasi dengan rangkaian Ethernet dan InfiniBand. Selain itu, modul LPO 800G QSFPTEK telah diuji oleh para profesional dan terbukti dapat beroperasi dengan baik pada platform suis LPO mereka sendiri, yang menunjukkan kebolehpercayaan serta kecekapan tenaga yang cemerlang. Memilih QSFPTEK memberikan penyelesaian interkoneksi berkualiti tinggi dan mampan yang mengimbangi keperluan naik taraf semasa dengan keperluan kebolehskalaan masa hadapan.