Visokohitrostna optična povezava: rešitve za podatkovne centre
Apr 27, 2026| V zadnjem četrtletju smo imeli kupca, ki je vrnil štirideset modulov 400G DR4, ki je zahteval naključne zavihke povezave na svojih stikalih Arista 7060X5. Preden smo sploh odprli dokumentacijo RMA, je naš testni inženir postavil eno vprašanje: ali ste pregledaliMPO priključkipred namestitvijo? Niso imeli. Module smo poslali skozi našo popolno regresijo, očesni diagrami so bili čisti, BER pod 1E-13 po vseh štirih pasovih,Odčitki DDM nominalni. Nato smo jih prosili, naj pošljejo fotografije koncev svojih-glavnih kablov pod optičnim mikroskopom. Vsak posamezen konektor je imel kontaminacijo z delci. Štirideset modulov, nič napak. Problem je bil prah.
Vsak mesec vidimo kakšno različico tega. Visokohitrostne uvedbe optičnih medsebojnih povezav v katerem koli obsegu trčijo ob isti zid in številke to potrjujejo: nekje med 65 % in 70 % vseh okvar povezav 400G in 800G izvira iz kontaminacije konektorja, ne pa zaradi napak na sprejemniku. (Terenski podatki IEEE 802.3 prek AscentOptics) To omenimo najprej, ker uokvirja, kako razmišljamo o celotni odločitvi o medsebojnem povezovanju. Modul skoraj nikoli ni najšibkejši člen. Fizični sloj okoli njega je.
Vaš prometni vzorec odloča o vaši arhitekturi optične povezave
Vsi začnejo s številko dela.QSFP-DD ali OSFP, SR ali DR, večmodni ali enojni-način. Tudi mi to počnemo. Toda vse uvedbe, ki so bile za naše stranke dobre, so se začele nekje drugje: kako dejansko izgleda promet?
Usposabljanje-umetne inteligence v velikem obsegu ustvari-do-komunikacijo GPU, ki se izkaže za presenetljivo predvidljivo v časovnih okvirih od minut do ur. Google to izkorišča s stikali za optična vezja v svojem omrežju Jupiter, pri čemer na novo konfigurira fizične svetlobne poti med omarami namesto preklapljanja paketov. Njihovi objavljeni rezultati iz desetletja proizvodne uporabe: 41-odstotno zmanjšanje moči, 30-odstotno nižji kapital in 50-kratno izboljšanje časa delovanja tkanine v primerjavi z njihovo predhodno arhitekturo Clos. (Google SIGCOMM'22) Te številke so resnične, vendar pripadajo podjetju, ki je v petih letih za infrastrukturo OCS porabilo nekje med 500 milijoni in milijardo dolarjev. Imeli smo nekaj srednje{3}}velikih strank, ki so nas prosile, da ocenimo izvedljivost OCS za njihova okolja. V vsakem primeru, ko so opravili številke na lestvici pod-500 vozlišč, so kapitalske zahteve odtehtale prednosti ponovne konfiguracije in ostali so pri običajnem hrbteničnem listu z uporabo vtičnih modulov.
Sklepanje obrne enačbo. Promet je nemiren in nepredvidljiv na ravni pretoka, toleranca zakasnitve pa je blizu ničle. Optičnih poti ne morete znova konfigurirati na-zahtevo. Kar potrebujete, je dosledno preobremenjena struktura z deterministično zakasnitvijo, ki vas potiska k vtičnim oddajnikom in sprejemnikom v topologiji spine{4}}leaf, kjer je vsaka povezava vedno osvetljena. Module prodajamo v obeh scenarijih in inženirski pogovori so popolnoma različni. Kupci grozdov za usposabljanje želijo vedeti o skupni pasovni širini na omaro in moči na bit. Kupci sklepanja sprašujejo o zakasnitvi repa in kaj se zgodi, ko povezava prekine.
Za tradicionalna podjetniška in kolobarska okolja pod hiperskalo prevladuje cena na vrata in povratna združljivost z obstoječimi optičnimi napravami je pomembnejša od neobdelane gostote pasovne širine. Preizkusili smo naše400G QSFP-DD moduli na 14 stikalnih platformahvključno s Cisco Nexus 93600CD, Arista 7060X5 in Juniper QFX5220. V teh okoljih prevladujoča skrb ni hitrost. Gre za to, ali vdelana programska oprema stikala prepozna modul brez ročnih preglasitvenih ukazov.
800G mrtva cona, ki ujame inženirje nepripravljene
Pri 400G je bila izbira medsebojne povezave dvo-postopek: izmerite razdaljo, izberite bakreno ali optično vlakno. Pasivni DAC je udobno pokrival 3 do 5 metrov. 800G je to pokvaril. Vsak pas vodi 112G PAM4. Izguba bakra pri teh frekvencah se približno podvoji v primerjavi s 400G, rezultat pa je trd strop približno 2 metra za pasivni kabel.
Tega smo se naučili na drag način. Prva stranka je naročila naše800G pasivni DAC sklopiv 3-metrskih dolžinah na podlagi njihove postavitve 400G stojala. Usposabljanje povezave ni uspelo na več kot 60 % vrat. Baker ni bil pokvarjen; fizika pač ne bi dopuščala. Preklopili so na AEC za 3- do 5-metrske proge in vtične optične module za vse, kar presega, in uvedba se je stabilizirala v enem tednu. Od takrat smo prenehali sprejemati naročila za pasivni 800G DAC nad 2,5 metra in našemu postopku potrjevanja naročil dodali svetovanje o razdalji namestitve.
AEC ima zdaj 3 do 7 metrov vrzeli. Digitalni časovniki regenerirajo signal električno brez optične pretvorbe, kar zniža stroške, vendar poveča zakasnitev. Samo KP4 FEC porabi 50 do 100 nanosekund za vsak skok pri 800G, retimer pa naloži več. Izmerili smo skupno dodano zakasnitev pri 85 do 110 ns na sklopih AEC, ki jih trenutno pošiljamo. Pri povezavah hrbtenice-listov je ta nadgradnja nevidna pri delovanju aplikacije. Za tesno povezane gruče GPU je druga zgodba. Na podlagi profilnih podatkov iz treh razmestitev strank, ki izvajajo vozlišča H100, če komunikacijski stroški vašega izobraževalnega opravila že presegajo 15 %, se teh dodatnih sto nanosekund na skok med več nivoji stikal začne združevati v operacijah NCCL AllReduce.
Čez 7 metrov so vtični optični oddajniki-sprejemniki za 800G edina izvedljiva pot. Fizična plast se tukaj močno zaostri. Končni--proračuni vnesenih izgub po IEEE 802.3ck so pod 1,5 dB za večino razredov dosega 800G in vsaka povezava MPO mora ostati pod 0,35 dB. Videli smo, da nameščena optična vlakna, ki so prestala certificiranje pri 100G, kažejo vrednosti PMD dva- do trikrat nad nazivno specifikacijo po več letih stiskanja v kabelskih policah, kar je skladno s tem, kar je leta 2023 poročala skupina za raziskave omrežja Juniper. Naše standardno priporočilo pred kakršno koli uvedbo oddajnika-sprejemnika 800G: zaženite karakterizacijo OTDR in PMD na vsakem obstoječem segmentu vlaken. Ni vzorec. Vsak segment. Stroški ponovnega -vlečenja dveh glavnih kablov so le delček stroškov šestmesečnega odpravljanja napak v prekinitvah povezave.
CPO vs. LPO vs. Pluggable: kje je posamezna tehnologija dejansko leta 2026
So-pakirana optika bo spremenila način gradnje preklopne infrastrukture podatkovnega centra. To pravimo kot proizvajalec vtičnih modulov, zato jemljite naše mnenje kot informirano in ne nevtralno.
Na OFC 2026 so podatki o zanesljivosti prototipov CPO pokazali, da so stopnje napak potencialno nižje kot pri tradicionalnih priključnih modulih. Brez ciklov mehanskega vstavljanja ali izpostavljenih konektorskih površin glavni načini odpovedi vtičnih modulov preprosto ne veljajo. Broadcomova stikalna platforma Bailly 51.2T CPO je pokazala približno 70 % nižjo porabo energije na optični plasti v primerjavi z enakovrednimi vtičnimi konfiguracijami. (DataMIntelligence Optical Interconnect Report) NVIDIA je pokazala CPO{0}}integrirana stikala na GTC 2026, ki ciljajo na večjo uvedbo-v obdobju od 2027 do 2028.
Naše stališče: če niste hiperscaler, ki gradi silicij stikal po meri, je vtična optika vaša edina možnost za uvedbo vsaj do leta 2027. CPO potrebuje arhitekture plošč, ki jih večina prodajalcev stikal še ni dobavila, standarde konektorjev, ki še niso dokončani, in popolnoma nov priročnik za obravnavo napak, ki jih ne morete popraviti z vlečenjem modula. Ekosistem za splošna javna naročila podjetij še ne obstaja. V preteklem letu smo dve potencialni stranki odložili svoje nadgradnje s 400G-na 800G in čakali na CPO. Oba sta se sčasoma vrnila in oddala vtična naročila, potem ko so njune vrzeli v pasovni širini postale proizvodni incidenti. O inženirski utemeljitvi tega položaja smo podrobneje pisali na našemanaliza arhitekture vtičnega oddajnika.
LPO sedi v drugem prostoru. Odstranitev DSP-ja iz modula izklopi eno najbolj{1}}požrešno komponento, odgovorno za do polovico celotne porabe energije modula. Rezultat je 30 do 50 % nižja poraba in do 15 nanosekund manjša zakasnitev. Konec leta 2025 smo začeli pošiljati LPO-posebne RFQ. Trije od štirih so prišli od strank, ki gradijo gruče GPU enega-dobavitelja na NVIDIA Spectrum-X. Nobene upravljane tkanine več-prodajalcev, kar vam pove vse o tem, kje danes deluje LPO. Če so v vašem omrežju kombinirani ponudniki stikal, LPO ni združljiv z vašim okoljem. Če uporabljate gručo umetne inteligence enega-dobavitelja, je to morda najpametnejša razpoložljiva nadgradnja in pričakujemo, da bomo do sredine leta 2027 imeli pripravljene module-LPO.
Kaj pomenijo toplotne meje 800G za izbiro modula
Toplotna matematika pri 800G ujame ljudi nepripravljene. Gostota moči optičnih medsebojnih povezav visoke hitrosti pri tej generaciji ustvarja težave, ki pri 400G preprosto niso obstajale. 64-portno stikalo, polno obremenjeno z moduli 800G pri 16 W, porabi približno 1 kW samo v oddajno-sprejemni moči, pred 400 do 500 W lastnega ASIC stikala. To je 1,4 do 1,5 kW na stikalo. Osem stikal v hrbtenični plasti vam zagotovi več kot 11 kW samo iz omrežne opreme v omarah, ki so bile pogosto predvidene za skupno 8 do 10 kW.
Juniper Networks izrecno opozarja, da lahko moduli drugih-izdelovalcev z visoko porabo energije, zlasti koherentni tipi ZR in ZR+, povzročijo toplotno škodo na gostiteljski opremi, za kar je odgovoren uporabnik. (Pogosta vprašanja o optiki Juniper Networks 800G) To ni argument proti-optičnim modulom tretjih oseb. To je argument za to, da natančno veste, kaj priklapljate. V naši kvalifikaciji termičnega cikla preizkušamo vsako zasnovo modula 800G pri trajni temperaturi spoja 85 stopinj 2000 ur in sledimo premiku prednapetostnega toka laserja kot primarnemu indikatorju staranja. Enote, ki presežejo 38 mA, so umaknjene s proizvodne linije. Pri gostoti 800G razlika med risbo modula 14W in eno risbo 18W določa, ali omara ostane v toplotnem ovoju ali sproži alarme za zaustavitev ob 2. uri zjutraj. Napačna specifikacija je bila vedno moteča. Pri teh ravneh moči je to drago.
Pošiljamo vtične module od 1G SFP do 800G OSFP in testiramo na večjih platformah stikal. Vodimo evidenco, kaj deluje in kaj ne. Če potrebujete preverjanje združljivosti z določenim stikalnim okoljem ali želite specifikacije toplotnega in močnostnega-razreda za omarice z visoko-gostoto 800G, naši inženirji opravijo te pogovore vsak teden. NašStran oddajnika-sprejemnika 800G OSFP in QSFP-DD800ima specifikacije, možnosti doseg-razreda in vzorčne obrazce za zahteve za vsak modul, ki ga pošljemo.