Что такое Ethernet 400G и трансивер 400G?

Стремительный рост требований к пропускной способности в области соединений Ethernet требует более высокой скорости интерфейсов. Следующим оптимальным вариантом скорости станет Ethernet 400G. В этой статье объясняется, что такое 400G, почему 400G важен, а также рассматриваются стандарты Ethernet 400G. Кроме того, в статье представлены распространенные типы трансиверов 400G, чтобы помочь лучше понять оптические решения 400G.

Что такое 400G?

400G, как следует из названия, обеспечивает максимальную скорость передачи данных, в 4 раза превышающую скорость 100G. После более чем 30 лет развития Ethernet прочно вошел в нашу жизнь. Ethernet используется не только в центрах обработки данных и корпоративных локальных сетях, но и во многих других сферах, таких как домашние сети, кампусы, здравоохранение и т. д. Скорость Ethernet постоянно увеличивалась: 10M, 100M, 1G, 10G, 40G и 100G. Темп роста скорости Ethernet составляет примерно десятикратное увеличение каждые 10 лет. Сегодня технология 100GbE (100 Gigabit Ethernet) уже реализована и широко внедрена. Однако,  чтобы удовлетворить быстро растущие требования к пропускной способности сети, Ethernet должен развиваться в сторону более высоких скоростей. Так появился 400G. 

400G считается следующим рубежом развития облачных сетей. 400GbE (400 Gigabit Ethernet) может дополнительно повысить пропускную способность сети и скорость передачи данных по сравнению со 100G Ethernet, одновременно снижая стоимость передачи данных по сети. Мобильный Интернет, облачные вычисления, видео HDTV по запросу и другие технологии бросают вызов пропускной способности сети. Ethernet 400Gbps сначала будет применяться для соединения крупных городских сетей и больших центров обработки данных, а затем постепенно распространится на глобальные сети и гражданские приложения. Ethernet 400Gbps способен удовлетворить потребности различных новых сценариев применения, и его перспективы заслуживают внимания отрасли. Он станет тенденцией развития Ethernet следующего поколения.

Стандарт Ethernet 400G

В декабре 2017 года рабочая группа IEEE 802.3 Ethernet официально утвердила новый стандарт Ethernet IEEE 802.3bs. Он включает параметры управления доступом к среде передачи, параметры физического уровня и другие основные параметры управления, необходимые для 200GbE и 400GbE. Стандарт IEEE 802.3bs ознаменовал начало коммерческого внедрения и применения Ethernet 400G.

Что способствует развитию сетей 400G?

Что стимулирует развитие сетей 400G? Развитие сетей 400G обусловлено множеством сетевых приложений, включая видео 4K HD, технологии VR/AR, автономное вождение, телемедицину, роботизированную хирургию и т. д. Все эти приложения не могут обойтись без хранилищ данных, вычислительных ресурсов и сетевого подключения.

Для сетевого подключения важны два показателя: пропускная способность и задержка. Для разных приложений требуются разные значения этих показателей. Что касается задержки, для AR и VR она должна составлять менее 7 миллисекунд, а для роботизированной хирургии — менее 5 миллисекунд, а это означает, что сетевая инфраструктура нуждается в значительном улучшении. Что касается пропускной способности, то роботизированная хирургия, например, требует более 1G непрерывной и надежной пропускной способности, что является серьезной проблемой для современной сетевой инфраструктуры. Кроме того, объем видеотрафика быстро растет. При классификации всего интернет-трафика, по оценкам, более 80% трафика приходится на видео. Почти все типы интернет-приложений переходят к видеоформату, например Tiktok. Поэтому видео является очень важным средством будущего взаимодействия, особенно потоковое видео в реальном времени, например многосторонние видеоконференции.

Разумеется, движущей силой применения 400G также является 5G. С макроэкономической точки зрения о 5G нужно помнить всего три вещи: пропускную способность, количество подключённых пользователей и задержку. Если говорить конкретнее, во-первых, пропускная способность: согласно концепции 5G, скорость загрузки по радиоинтерфейсу должна достигать 20G, а скорость выгрузки должна поддерживаться на уровне 10G. Во-вторых, задержка должна быть менее одной миллисекунды. В-третьих, 5G должна поддерживать 1 миллион подключённых объектов на квадратный километр. Вместе эти три характеристики формируют сеть 5G. Это всего лишь нервная система общества будущего, но что же является его социальным мозгом? Речь идёт о различных формах центров обработки данных. Весь трафик будет поступать в различные центры обработки данных для вычислений и хранения.

Обзор трансивера 400G QSFP-DD

Когда речь идет о развитии 400G, оптические модули 400G незаменимы. В настоящее время существует множество разновидностей оптических модулей 400G. QSFP-DD сегодня является форм-фактором трансивера 400G с наивысшей плотностью. В этой части кратко представлены распространенные типы трансиверов 400G QSFP-DD.

Трансивер 400G QSFP-DD SR8

Модуль 400GBASE-SR8 поддерживает скорость 400 Gigabit Ethernet по восьмиполоконному параллельному многомодовому оптическому волокну (MMF). SR8 использует разъем MTP/MPO-16 с длиной линии до 100 метров.

Трансивер 400G QSFP-DD DR4

Модуль 400GBASE-DR4 поддерживает скорость 400 Гбит/с по четырехполосному одномодовому оптическому волокну (SMF). В DR4 используется разъем MTP/MPO-12, а максимальная дальность передачи достигает 500 метров.

Трансивер 400G QSFP-DD FR4

Модуль 400GBASE-FR4 поддерживает соединение 400Gb Ethernet по SMF. В FR4 используется разъем LC, а максимальная длина соединения составляет 2km.

Трансивер 400G QSFP-DD LR4

Модуль 400GBASE-LR4 поддерживает высокоскоростные линии 400G по четырем длинам волн сигналов CWDM. LR4 обеспечивает передачу на расстояние до 10km по SMF с использованием дуплексного разъема LC.

Трансивер 400G QSFP-DD FR8

Модуль 400GBASE-FR8 поддерживает соединение 400G Ethernet по WDM-сигналу с восемью длинами волн. FR8 обеспечивает передачу на расстояние до 2 км по одномодовому волокну (SMF).

Трансивер 400G QSFP-DD LR8

Подобно FR8, модуль 400GBASE-LR8 также поддерживает соединение 400G Ethernet по WDM-сигналу с восемью длинами волн, однако SR8 подходит для передачи на большие расстояния с увеличенной длиной линии до 10km по одномодовому волокну (SMF).

Изучите линейку продуктов QSFPTEK 400G

QSFPTEK предлагает широкий ассортимент высокоскоростных оптических решений 400G, оптических трансиверов 400G и кабелей для центров обработки данных. Характеристики линейки 400G представлены ниже:

Для получения дополнительной информации об оптических модулях и кабелях 400G свяжитесь с командой QSFPTEK по адресу [email protected].