Kunnskap

Fotoniske silisiumbrikker har flyttet fra forskningslaboratorier til hovedstrømmen av-high-speed optiske transceivere. Ettersom 400G-moduler blir standard i hyperskala datasentre og 800G- og 1.6T-distribusjoner akselererer for AI-klynger, er den underliggende brikketeknologien ikke lenger bare en oppstrøms bekymring - den former direkte hvordan fiberoptiske kabler, MPO/MTP-sammenstillinger og linkbudsjetter må utformes.

Nylig fremgang fra innenlandske kinesiske brikkeleverandører innen 200G, 400G og 800G silisiumfotoniske enheter har lagt til en annen faktor for kabelkjøpere og nettverksarkitekter å spore. Som en fiberoptisk kabelprodusent som jobber med operatører, hyperskalere og integratorer, ser vi på denne trenden ikke som en brikkehistorie, men som et spørsmål omhva det betyr for kablingen som sitter under hver- høyhastighetskobling.
 

Hva er en 400G silisiumfotonisk brikke?

En fotonisk silisiumbrikke integrerer optiske komponenter --modulatorer, bølgeledere, detektorer og (i heterogene design) laserkilder - på et silisiumsubstrat ved bruk av CMOS--kompatible prosesser. Sammenlignet med tradisjonell diskret optikk bygget rundt indiumfosfid (InP) eller galliumarsenid (GaAs), sikter silisiumfotonikk på tettere integrasjon, lavere effekt per bit og bedre skalering på eksisterende halvlederlinjer.

En fotonisk silisiumbrikke på 400G støtter vanligvis enten 4×100G eller 1×400G per bølgelengde, sammen med PAM4-modulasjon og DSP, og er den optiske motoren i QSFP-DD, OSFP og nye 800G/1.6T-formfaktorer.

Hvorfor Silicon Photonics er viktig for høyhastighets optiske nettverk{{0}

Skiftet mot silisiumfotonikk er drevet av tre trykk som enhver datasenteroperatør vil gjenkjenne: kraft, tetthet og pris per bit.

• Effekteffektivitet.AI-treningsklynger konsentrerer enorm båndbredde i en enkelt rack-rad, og hver watt brukt på optikk er en watt utilgjengelig for beregning. Silisiumfotonik har blitt en ledende tilnærming for å holde strøm per gigabit på en nedadgående bane på 400G og over.
• Integrasjonstetthet.Å passe inn flere baner i samme modulfotavtrykk er det som gjør at 800G- og 1.6T-sendere kan nå frontpanelet.
• Produksjonsskala.Å bygge fotoniske enheter på standard wafer-linjer er det som gjør at volumet kan vokse sammen med etterspørselen fra AI og skybygg-.

For en dypere titt på hvordan transceiverhastigheter kartlegges på nettverksdesign, vår merknad om800G optiske modulergår gjennom de typiske grensesnittalternativene og hvor hver lander i en reell distribusjon.

Push for innenlandske 400G silisiumfotoniske brikker

I mesteparten av det siste tiåret ble high-fotoniske silisiumbrikker for 400G og høyere dominert av amerikanske og japanske leverandører. Det bildet har endret seg. Kinesiske leverandører - inkludert Accelink Technologies og HG Genuine (Huagong Zhengyuan) - har offentlig uttalt at deres 200G, 400G og 800G silisiumfotoniske enheter har nådd produksjonsstadier og blir utformet i deres egne optiske motorer og moduler.

Spesifikke påstander om avkastning, priser, kundeordrer og testtimer i en gitt måned bør behandles med forsiktighet inntil de støttes av firmadokumenter, reviderte rapporter eller større bransjedekning. Det som er offentlig synlig, og som betyr noe for kablingslaget, er den bredere retningen: en mer diversifisert silisiumfotonisk forsyning, flere 400G- og 800G-optiske motorer som kommer på markedet, og en raskere rampe inn i AI-drevet og skydrevet-implementering.

Den retningen har implikasjoner langt utover selve brikken.

Endrer 400G Silicon Photonics kravene til fiberoptisk kabel?

Selve fibertråden - enkelt-modus eller multimodusglass - trenger ikke å bli gjenoppfunnet for 400G. IEEE 802.3-familien avEthernet-standarderdefinerer 400GBASE-DR4, FR4, LR4, SR4.2, SR8 og relaterte grensesnitt over de samme fibertypene som allerede er distribuert i de fleste datasentre og metronettverk.

Det som endrer seg er hvor utilgivelig koblingen blir. Høyere symbolhastigheter og PAM4-modulasjon strammer inn tapsbudsjettet, øker følsomheten for moduspartisjonsstøy og kromatisk spredning, og legger mer vekt på kontaktkvaliteten enn 10G eller 25G noen gang har gjort. I praksis betyr det tre ting for kablingslaget:

1. Innsettingstap betyr mer.En liten ekstra dB ved hvert patchpanel, spleis og MPO-grensesnitt som var tolerabelt ved 10G kan bryte en 400G-kobling.
2. Rekkevidden er kortere enn spesifikasjonsarket antyder.Ekte 400G/800G-koblinger kjører sjelden med den absolutte maksimale rekkevidden fordi budsjettet brukes på reelle-koblingsantallet og bøystap.
3. Parallell optikk dominerer inne i datasenteret.DR4/SR4/SR8-grensesnitt er avhengige av 8-fiber eller 16-fiber MPO-trunker i stedet for dupleks LC-par.

   

Innvirkning på datasenterkabling, MPO/MTP og lite-fibertap

Enkel-modus vs multimodus ved 400G

For datasenterrekker under ca. 100 m, forblir OM4- og OM5-multimodusfiber sammen med SR---sendere/mottakere attraktive på kostnadsbasis. For 500 m rekkevidde og over, og for nesten alle AI-klyngestoff og DCI-koblinger, dominerer enkelt-modus. Mange operatører standardiserer nå på lavt-tap G.652.D for{10}}bygningskjøringer og vurderer G.654.E for segmenter med lengre rekkevidde.

To produktreferanser som dukker opp ofte i 400G/800G-designdiskusjoner er vårelavt-tap G.652.D enkelt-modusfiberog vårG.654.E fiber med ultra-lavt-tapfor lang-distanse- og DCI-applikasjoner. For koblinger med kort rekkevidde i multimodus,OM4 fiberforblir arbeidshesten, med OM5 attraktivt der SWDM er i omfang.

MPO/MTP og parallelloptikk

Fordi de fleste 400G- og 800G-grensesnittene for kort-rekkevidde er parallelle, har MPO-12- og MPO-16-trunker blitt standardinfrastrukturen for datasenterstrukturer. Polaritetsadministrasjon (Type A, B eller C), festede kontra ikke-festede ender, APC-koblinger med lavt-tap for enkeltmodus og renslighet i endeflatene styrer nå om en 400G-kobling kommer opp rent eller slår på FEC-feil.

Vår oversikt overMPO/MTP kontaktinformasjon managementdekker stammene, selene og konverteringsmodulene som vanligvis brukes i dette laget, og vår merknad omMPO vs MTP forskjellerer en nyttig grunning for kjøpere som sammenligner leverandørdatablader.

Tapsbudsjettaritmetikk

For 400G-DR4 og lignende grensesnitt er driftslinkbudsjettet etter FEC lite nok til at to ekstra MPO-koblingspar av middels kvalitet kan sluke hele marginen. Det er ikke lenger valgfritt å spesifisere koblinger med lavt-tap ved hvert utbruddspunkt - og verifisere med innsettingstap og OTDR-testing -. Vår praktiske guide tiltesting av fiberoptiske kablergår gjennom hva du skal bekrefte før du slår opp en-høyhastighetskobling.
 

Hva kabelkjøpere bør vurdere for 400G- og 800G-nettverk

Fra produsentens perspektiv har operatørene og integratorene som får de reneste 400G/800G turn-ups-ene en tendens til å dele en felles sjekkliste:

• Lås tapsbudsjettet tidlig.Bestem hvilket grensesnitt (DR4, FR4, LR4, SR4.2, SR8) som er i omfanget for hver kobling, og beregn deretter tilbake- hvor mange koblingspar og hvilken fiberlengde kablene kan absorbere.
• Standardiser på en eller to fiberkvaliteter.Å blande G.652.D, lavt-tap G.652.D og G.654.E uten en klar regel skaper spleise-punktfeil og forvirring i feltet.
• Behandle MPO-polaritet som en designbeslutning, ikke en feltløsning.Velg Type A, B eller C foran og dokumenter det på hver tegning.
• Krev kontaktende-ansiktskvalitet.APC for enkelt-modus er nå standard; UPC er bare akseptabelt der refleksjonsbudsjetter tillater det.
• Planlegg for neste trinn.Kabling avskrives over 10+ år; transceivere snur seg mye raskere. Et anlegg designet kun for 400G vil ikke akseptere 800G eller 1,6T.

For operatører som planlegger en koordinert utbygging-, vårtilkoblingsløsninger for datasenteroversikt beskriver hvordan trunk-, patch- og modullagene typisk spesifiseres sammen, og vårfiberoptisk datasenterkablingsiden dekker de spesifikke produktfamiliene som brukes i hyperskalering og AI-klyngedistribusjoner.

Hva dette betyr for industrien

Hvis innenlandsk silisiumfotonikforsyning fortsetter å skalere ved 400G og går mot 800G, er det rimelig å forvente tre nedstrømseffekter:

• Prispresset på optiske moduler avtar på brikkesiden, og frigjør budsjett for kabler og koblinger av høyere-kvalitet - som er nøyaktig der høyhastighetskoblinger oftest svikter i felten.
• 800G- og 1.6T-overgangen komprimeres, fordi mer av forsyningskjeden masseproduserer- parallelt i stedet for seriell.
• AI-klyngeoperatører, som er de mest aggressive forbrukerne av ny optikk, får en annen kilde for kritiske komponenter, som forbedrer planleggingshorisonten for stoffbygging-.

Ingen av disse resultatene endrer selve fiberens fysikk. Det de endrer er tempoet der kjøpere må være klare med kabling som matcher optikken.

Sammendrag

400G silisiumfotonik er ikke en forbigående overskrift - det er den underliggende motoren som presser 800G og 1.6T inn i mainstream datasenter og AI-klyngedistribusjoner. En mer diversifisert silisiumfotonisk forsyningskjede, inkludert fortsatt fremgang fra kinesiske leverandører, akselererer denne overgangen i stedet for å omdirigere den fundamentalt.

For kjøpere av fiberoptiske kabler er den praktiske takeawayen enkel: fibertråden har ikke endret seg, men toleransen for slurvete kabling har gjort det. Strammere tapsbudsjetter, mer parallell optikk og en raskere tråkkfrekvens av hastighetsoppgraderinger presser kablingsspesifikasjonen mot komponenter med lavt-tap, nøye MPO-polaritetsplanlegging og disiplinert koblingstesting. Operatører som bygger den disiplinen inn i anlegget sitt nå, vil absorbere de neste to generasjonene med optikk med langt mindre etterarbeid enn de som optimerer for dagens transceiver alene.