Waarom er geen 1000G-optische module bestaat: de technische logica achter 800G, 1.6T en 3.2T

Een veelvoorkomende vraag in snelle optische netwerken is verrassend redelijk: als 1T gelijk is aan 1000G in het dagelijkse decimale denken, waarom gaan optische module roadmaps van 400G naar 800G en dan naar 1.6T in plaats van een mainstream1000G-optische module?

Het antwoord is niet dat 1000G in wiskundige zin onmogelijk is, het echte probleem is dat de snelheden van de optische modules niet worden gekozen door decimale afronding, maar worden gevormd door de lijnarchitectuur.SerDes rijstrooktarief, signaaltechnologie, ontwerp van het pakket, energiebegroting en ecosysteembereidheid.

Er is geen mainstream 1000G-optische module omdat de snelheid van de gegevens van de hogesnelheidsoptische module is gebaseerd op het aantal rijstroken vermenigvuldigd met gestandaardiseerde snelheden per rijstrok.Een 800G-optische module kan vanzelf naar 8 × 100G worden gekoppeld, terwijl een 1,6T optische module van nature naar 8 × 200G mapt. Een 1000G-snelheid past niet schoon op dat dominante rijstrookpad.

Dit is de reden waarom de industrie de neiging heeft om door 100G, 200G, 400G, 800G, 1.6T en uiteindelijk 3.2T te gaan in plaats van een consumentenpatroon van 10G → 100G → 1000G te volgen.3df-2024 adressen 400Gb/s en 800Gb/s Ethernet, terwijl IEEE P802.3dj 200Gb/s, 400Gb/s, 800Gb/s en 1,6Tb/s aanbiedt,een afspiegeling van hoe formeel Ethernet-werk specifiek signaal- en lijnsnelheidsgeneraties volgt in plaats van een eenvoudige decimale naamsladder. (Standards.ieee.org)

Optische module data-rate = rijstrookgetal × rijstrookpercentage

De totale snelheid van de module is het resultaat van meerdere rijstroken die samenwerken:

Totale modulesnelheid = aantal rijstroken × gegevensnelheid per rijstrok

Deze eenvoudige vergelijking verklaart een groot deel van de 800G- en 1.6T-routekaart.,DSP-capaciteit, pakketlimieten en interoperabele normen.

Hoogsnelheidsoptische module roadmap van 100G naar 3.2T

De OSFP1600-richting volgt hetzelfde op een lijn gebaseerde schaalpatroon: 400G kan worden geassocieerd met 8 × 50Gb/s-host-interfaces, 800G met 8 × 100Gb/s-host-interfaces en 1.6T met 8 × 200Gb/s-hostinterfaces. (OFSPMSA.org)

Hetzelfde principe geldt voor eerdere generaties. Een 100G QSFP28-module kan worden begrepen via vier 25G-klasse-sporen.Een 400G-module kan worden gebouwd rond acht rijstroken van klasse 50G of vier rijstroken van klasse 100GHet belangrijkste punt is niet dat elk product hetzelfde interne ontwerp gebruikt, maar dat de reguliere tarieven worden gecreëerd uit gestandaardiseerde rijstrookcombinaties.

Dit is de reden waarom 800G geen willekeurig tussentijds getal is. Het is een schoon resultaat van rijbaanaggregatie. Wanneer acht rijbanen elk 100G vervoeren, wordt de totale snelheid 800G.Als die 8 banen naar 200G gaan., wordt het totale tarief 1,6T.

QSFP-DD wordt gedefinieerd als een hoogdicht 8-kanaals module systeem, terwijl de OSFP-documentatie de module, connector, kooi,elektrisch signaal, vermogen, mechanische en thermische vereisten voor een octal klein vormfactor aansluitbaar systeem.

In een model met acht rijstroken is de structuur van de acht rijstroken centraal.

• 8 × 100G = 800G

• 8 × 200G = 1,6T

• 8 × 400G = 3,2 T

Een hypothetisch 1000G-ontwerp landt niet vanzelf op dit pad. Het zou een niet-standaard rijstrookgetal of een snelheid per rijstrook vereisen die niet goed aansluit bij de dominante signaalroutekaart.

De elektrische kant van een optische module is net zo belangrijk als de optische kant.Naarmate de SerDes-tarieven stijgen, moet het systeem omgaan met straktere marges van signaalintegriteit, hogere gevoeligheid van het inbrengverlies, veeleisender gelijkstelling, sterkere FEC-vereisten en moeilijker vermogen en thermische beperkingen.

SerDes Lane Rate Evolution en Signal Path

Het aantal rijstroken stijgt niet soepel van nummer naar nummer, maar gaat door grote technologische stappen.

Een vereenvoudigde progressie ziet er zo uit:

Het huidige Ethernet-standaardwerk scheidt de ontwikkeling van Ethernet met hoge snelheid rond verschillende generaties van signalen, waaronder 100Gb/s-klasse en 200Gb/s-klasse paden.Dit versterkt het punt dat de snelheden van de optische modules worden gevormd door de ontwikkeling van de rijstrook, niet met een decimale afronding. (Het Europees Parlement en de Raad)

NRZ en PAM4 zijn niet alleen het benoemen van details. Ze zijn onderdeel van de fysieke laag reden waarom lane-rate evolutie is moeilijk. PAM4 verbetert de doorvoer door het coderen van informatie over vier signaal niveaus,Maar dat vernauwt ook de marge tussen niveausNaarmate de rijstroken stijgen, wordt de verbinding gevoeliger voor geluid, kanaalverlies, crosstalk en evenwichtskwaliteit.

Daarom is elke sprong in rijstrook snelheid meer dan een snelheidsverbetering. Het beïnvloedt de analoge front-end, het verlies van het kanaal budget, connector ontwerp, evenwicht, DSP complexiteit, test methode,en thermisch ontwerp.

Een 1000G-module kan op verschillende manieren op papier worden geschreven:

Het gaat er niet om dat ingenieurs hun getallen niet kunnen vermenigvuldigen om 1000G te bereiken, maar dat dergelijke combinaties niet aantrekkelijk zijn voor inzetbare systemen.Ze zouden de modulearchitectuur compliceren terwijl ze minder ecosysteemhefboomwerking bieden dan 800G of 1G..6T.

Waarom 1000G technisch onhandig is

Een theoretisch ontwerp is niet hetzelfde als een praktisch standaardproduct.Blijf binnen het vermogen en de thermische grenzen, ondersteunt betrouwbare signaalintegritie en past in een breder test- en toeleveringsketen-ecosysteem.

Een 5 × 200G ontwerp bereikt precies 1000G. Wiskundig werkt het. Architectonisch is het lastig.

De standaard optische modules zijn gebouwd rond gevestigde interfacestructuur, zoals vier- en achtbaanontwerpen.Het toevoegen van een vijfde snelspoor is niet hetzelfde als het toevoegen van nog een draad aan een eenvoudige kabelHet kan van invloed zijn op de connector, kooi, PCB-routing, thermische lay-out, ASIC-interface-mapping, firmware-verwachtingen en testarchitectuur.

Daarom is 5 × 200G geen schone weg. Het bereikt een decimaal doel, maar doet dat door het pakket-ecosysteem te bestrijden.

Een 4 × 250G-ontwerp bereikt ook 1000G. Dit keer is het rijstrookgetal schoner, maar de snelheid per rijstrook is lastig.

Het belangrijkste ontwikkelingspad gaat van 100G-klasse signalisatie naar 200G-klasse signalisatie en vervolgens naar 400G-klasse elektrische interfaces.richt zich op toekomstige elektrische interfaces met een snelheid van 448 Gb/s per rijstrook en benadrukt technische uitdagingen op het gebied van modulatie, FEC, signaalintegratie, latentie en vermogen. (Oiforum.com)

Een doelstelling van 250G lane biedt niet dezelfde schone ecosysteemstap. Het zou een moeilijk tussenpunt creëren zonder dezelfde standaardisatie momentum, volume voordeel,of de waarde van de langetermijnroadmap.

Een snelle optische module moet worden ontworpen voor productie en inzet, niet alleen voor een naamplaat.

• Ondersteunt de ASIC-host de rijstrook?

• Is de vormfactor van de module goed geschikt voor de elektrische interface?

• Kan de connector en het PCB-kanaal de signaalintegriteit behouden?

• Is het energiebudget realistisch?

• Zijn de testmethoden en de interoperabiliteitsverwachtingen rijp?

• Is het product schaalbaar voor datacenterimplementaties?

800G en 1.6T beantwoorden deze vragen op een natuurlijker manier dan 1000G. Ze sluiten zich aan bij de belangrijkste stappen op het gebied van rijstrookvermogen en de ontwikkeling van gemeenschappelijke vormfactoren.Een 1000G-module zou voornamelijk voldoen aan een decimale benaming voorkeur, niet een sterkere technische vereiste.

800G wordt vaak verkeerd begrepen als een willekeurige middelste generatie.Het stelt de industrie in staat om verder te gaan dan 400G zonder elk onderdeel van het systeem te dwingen onmiddellijk naar 1G te springen..6T complexiteit.

IEEE Std 802.3df-2024 voegt MAC-parameters toe voor 800Gb/s en fysieke laag en beheerparameters voor 400Gb/s en 800Gb/s-operatie.6Tb/s en daarmee samenhangende 200Gb/s, 400Gb/s, 800Gb/s en 1,6Tb/s. (- Ik heb geen idee.)

De waarde van 800G is dat het kan bouwen op concepten die al bekend zijn van 400G-tijdperk systemen terwijl het verhogen van de totale bandbreedte.en optische architectuur al begrepenDe industrie kan de rijbaan snelheid en de prestaties van de onderdelen verbeteren in plaats van alles opnieuw te ontwerpen.

Dat maakt 800G een minder risicovol migratiepunt. Het geeft datacenters, switch leveranciers, module leveranciers en test ecosystemen tijd om zich aan te passen voordat ze dieper in 200G per lijn en 1.6T-klasse architectuur.

800G en 1.6T moeten niet worden behandeld als een eenvoudig “beter of slechter” paar.

800G versus 1.6T optische modules: Inzetcontext

1000BASE bevat wel het getal 1000, maar verwijst naar 1000Mb/s, of 1Gb/s, niet 1000Gb/s.

Het door IEEE gehoste 10GBASE-T-projectmateriaal beschrijft de migratie van LAN-snelheden van 100Mb/s naar 1000Mb/s, specifiek met 1000BASE-T als voorbeeld van 1000Mb/s. (- Ik heb geen idee.)

Dat betekent dat 1000BASE tot het Gigabit Ethernet-tijdperk behoort. Het is geen bewijs dat de hogesnelheidsoptische module-industrie een mainstream 1000G-generatie moet hebben.Een 1000BASE-link en een 800G-optische module worden gescheiden door drie orden van grootte in de naamgeving en door zeer verschillende fysieke laagontwerpveronderstellingen.

Dezelfde logica die 800G en 1.6T verklaart, verklaart ook waarom 3.2T de meer natuurlijke volgende conceptuele stap is dan 2000G of 2400G.

Als het aantal rijstroken blijft op acht en het tarief per rijstroken weer verdubbelt:

8 × 400G = 3,2 T

Dat betekent niet dat 3.2T makkelijk is, maar dat de rekenkunde dezelfde architectuur volgt.

Wanneer het aantal rijstroken hetzelfde blijft, gaat de uitdaging over op de prestaties van elke rijstroken.maar elk elektrisch en optisch pad moet aanzienlijk meer informatie bevattenDat verhoogt de druk op de zender, ontvanger, clocking, equalization, DSP, FEC, connector, PCB kanaal, en thermisch systeem.

Het CEI-448G-raamwerk van de OIF benadrukt waarom toekomstige elektrische lijnen van de 400G-klasse moeilijk zijn: modulatie, FEC, signaalintegratie, latentie, vermogen, interoperabiliteit,Het is de bedoeling van de Commissie om de resultaten van het onderzoek te analyseren.. (Oiforum.com)

Bij hogere rijstromen is het modulelabel slechts het zichtbare deel van het probleem.PCB-routing, pakket transitie ontwerp, retimer strategie, evenwicht, en test marge allemaal kritischer worden.

Daarom zijn de toekomstige systemen van de klasse 3.2T niet alleen 1.6T met een groter aantal.thermisch beheer, en interoperabiliteitsonderzoek.

Het ontbreken van een mainstream 1000G-optische module is gemakkelijker te begrijpen wanneer de etiketten van de optische module worden gelezen als architectuurresultaten in plaats van decimale mijlpalen.

Bij het lezen van het etiket van een snelle optische module moet u drie vragen stellen:

1. Hoeveel elektrische of optische lijnen zijn er betrokken?

2. Wat is het signaalpercentage per rijstrook?

3. Stemt het resultaat overeen met een volwassen vormfactor, standaard en implementatie-ecosysteem?

Een label zoals 800G of 1.6T is niet alleen een capaciteitsnummer. Het weerspiegelt de stand van de SerDes-technologie, het pakketontwerp, de gereedheid van optische componenten en de ondersteuning van het hostsysteem.

Engineering Checklist voor het plannen van 800G, 1.6T of 3.2T-links

Een mainstream 1000G-optische module is afwezig omdat deze niet goed aansluit bij het technische pad dat wordt gebruikt door moderne hogesnelheidsoptica.De industrie vermijdt 1000G niet omdat het niet tot 1000 kan vermenigvuldigen.Het wordt vermeden omdat 800G, 1.6T en 3.2T beter bij de dominante architectuur passen.

De kernlogic is eenvoudig:

• De gegevenssnelheid van de optische module is gebaseerd op het aantal rijstroken en de snelheid per rijstroken.

• Architecturen met acht rijstroken produceren natuurlijk 800G, 1.6T en 3.2T wanneer de snelheid per rijstroken verdubbelt.

• SerDes en de evolutie van elektrische interfaces gaan door moeilijke technologische stappen, niet vloeiende decimale stappen.

• Standaardiseerde vormfactoren, vermogensgrenzen, signaalintegriteit en ecosysteembereidheid zijn meer dan een rond getal.

In snelle optische netwerken is de praktische vraag niet “Waarom niet 1000G?” De betere vraag is: “Welke rijbaanarchitectuur en signaalopwekking kunnen worden gestandaardiseerd, geproduceerd, getest, en welke technologieën kunnen worden gebruikt om de banden te vergroten?gekoeldIn dat oogpunt zijn 800G en 1.6T geen vreemde cijfers.

Er is geen mainstream 1000G-optische module omdat 1000G niet goed past in de dominante baanarchitectuur en SerDes-routekaart. 800G kan naar 8 × 100G worden gemarkeerd, terwijl 1.6T naar 8 × 200G.Een 1000G-ontwerp vereist ongemakkelijke combinaties zoals 8 × 125G, 5 × 200G of 4 × 250G.

In de optische modules betekent 1.6T 1.6 terabits per seconde, dat is gelijk aan 1600 gigabits per seconde.

800G kan worden bereikt door verschillende combinaties van rijstroken, afhankelijk van de modulearchitectuur en de host-interface.terwijl een 1000G-ontwerp een minder natuurlijk rijstrookgetal of snelheid per rijstrook vereist.

1000BASE verwijst naar Gigabit Ethernet-benaming, waarbij 1000 betekent 1000Mb/s, of 1Gb/s. Een hypothetische 1000G optische module zou 1000Gb/s betekenen, wat 1000 keer hoger is dan 1Gb/s.Ze behoren tot heel verschillende netwerkergeneraties..

De keuze is afhankelijk van de gereedheid van het systeem en de vraag naar bandbreedte. 800G is vaak praktischer voor snelle implementaties op korte termijn, waar volwassenheid, vermogen, kosten en compatibiliteit van belang zijn.6T is relevanter voor systemen met een hogere dichtheid die rijstroken van de klasse 200G en nieuwere module-ecosystemen kunnen ondersteunen.

De volgende logische richting is 3.2T, gebaseerd op hetzelfde principe van rijstrook verdubbeling: 8 × 400G = 3.2T. Deze richting is afhankelijk van de vooruitgang in elektrische interfaces, signaalintegratie, optische componenten, DSP,FEC, vermogen en thermisch ontwerp.