400 گرام آپٹیکل ماڈیول: کلیدی خصوصیات اور فوائد

 

PAM4 حقیقت

 

یہاں کچھ ایسی چیز ہے جس نے مجھے اندرونی بنانے میں تھوڑا وقت لیا: پام 4 صرف "بہتر این آر زیڈ" نہیں ہے۔ یہ بنیادی طور پر مختلف سگنل سالمیت چیلنج ہے۔

این آر زیڈ نے ہمیں دو طول و عرض کی سطح دی۔ اعلی یا کم ایک یا صفر۔ صاف ، آسان ، اور اس نے 25 گرام فی لین تک خوبصورتی سے کام کیا۔ لیکن جب صنعت نے این آر زیڈ کو 50 گرام پر دھکیلنے کی کوشش کی تو طبیعیات نے تعاون کرنا چھوڑ دیا۔ آنکھوں کے آراگرام گر گئے۔ مساوات برقرار نہیں رہ سکی۔ ان اجزاء کے لئے مینوفیکچرنگ کے اخراجات جو ان رفتار سے سگنل سالمیت کو برقرار رکھ سکتے ہیں وہ حجم کی تعیناتی کے لئے ممنوع بن گئے۔

PAM4 نے چار طول و عرض کی سطح پر دو بٹس فی علامت کو انکوڈ کرکے رفتار کے مسئلے کو حل کیا۔ اعداد و شمار سے دوگنا ایک ہی باؤڈ ریٹ۔ خوبصورت ، واقعی۔ سوائے اب آپ کے وصول کنندہ کو دو کی بجائے چار وولٹیج کی سطح کے درمیان فرق کرنا پڑتا ہے ، اور ان سطحوں کے مابین وقفہ کاری اس میں سے تقریبا a ایک تہائی ہے جو این آر زیڈ کے ساتھ تھا۔ ریاضی تقریبا 10db بدتر سگنل - سے - شور تناسب تک کام کرتا ہے۔ یہ ایک گول غلطی نہیں ہے - یہ ایک لنک میں فرق ہے جو کام کرتا ہے اور جو نہیں کرتا ہے۔

یہی وجہ ہے کہ فارورڈ غلطی کی اصلاح کے ساتھ ہر 400 گرام ٹرانسیور جہاز بیکڈ ہوجاتے ہیں۔ اختیاری نہیں۔ "طویل عرصے تک پہنچنے کی سفارش نہیں کی گئی ہے۔" لازمی۔ ریڈ - سلیمان آر ایس (544،514) ایف ای سی - K کے پی 4-ایڈڈس پیریٹی علامتوں کو کیا کہتے ہیں جو وصول کنندہ کو بغیر کسی بازیافت کے درست کرنے دیتے ہیں۔ اس کے بغیر ، PAM4 لنکس ناقابل استعمال ہوں گے۔

 

فیکٹر سیاست تشکیل دیں

 

میں نے زیادہ QSFP - DD بمقابلہ OSFP مباحثوں کے مقابلے میں بیٹھا ہے جس سے مجھے یاد رکھنے کی پرواہ ہے۔

QSFP - DD کیمپ پسماندہ مطابقت کا دلیل دیتا ہے۔ اور وہ ٹھیک ہیں - آپ ایک QSFP28 ماڈیول کو QSFP - DD کیج میں سلاٹ کرسکتے ہیں اور یہ کام کرتا ہے۔ آپ کی موجودہ 100 جی آپٹکس سرمایہ کاری پھنس نہیں ہے۔ فارم عنصر 18.35 ملی میٹر 89.4 ملی میٹر کی پیمائش کرتا ہے ، جس میں 1U فرنٹ پینل پر 36 بندرگاہوں پر فٹ ہونے کے لئے کافی کمپیکٹ ہوتا ہے۔ اگر آپ ہر سلاٹ کو آباد کرتے ہیں تو یہ 14.4 ٹیرابائٹس فی ریک یونٹ ہے۔ آپریٹرز کو اضافی اپ گریڈ کرنے کے ل this ، اس سے فرق پڑتا ہے۔

تھرمل ہیڈ روم کے ساتھ OSFP پارٹیزن کاؤنٹر۔ بڑا فارم عنصر - 22.58 ملی میٹر بذریعہ 107.8 ملی میٹر - گرمی کی کھپت کے ل surface زیادہ سطح کا رقبہ مہیا کرتا ہے اور مربوط ہیٹ سنک ڈیزائنوں کی اجازت دیتا ہے جو QSFP - d ڈی ڈی نہیں ہوسکتا ہے۔ پاور لفافے 15-20W بمقابلہ QSFP-DD کی 12-15W چھت کے مقابلے میں بڑھتے ہیں۔ جب آپ مربوط آپٹکس چلا رہے ہیں یا 800 گرام کی منصوبہ بندی کر رہے ہیں تو ، یہ تھرمل مارجن متعلقہ ہوجاتا ہے۔

Nvidia کوانٹم - 2 انفینیبینڈ کے لئے OSFP گیا۔ اریستا دونوں پیش کرتا ہے۔ انٹرپرائز سوئچنگ کے لئے سسکو اور جونیپر دبلی QSFP-DD۔ مارکیٹ نے کوئی فاتح نہیں اٹھایا ہے ، اور اس مقام پر شاید ایسا نہیں ہوگا۔ دونوں فارم عوامل ایک ساتھ رہیں گے ، مختلف ترجیحات کے ساتھ مختلف طبقات کی خدمت کریں گے۔

اصل میں آپ کی پسند کا کیا تعین کرتا ہے؟ عام طور پر سوئچ پلیٹ فارم جس کے ساتھ آپ پہلے ہی پرعزم ہیں۔

 

 

DR4 اور FR4 کا اصل مطلب کیا ہے

 

نام کی نمونہ ایک نمونہ کی پیروی کرتی ہے ، لیکن اس نمونہ میں مستثنیات ہیں جو لوگوں کو مستقل طور پر سفر کرتے ہیں۔

DR4500 - میٹر تک ایک سنگل - موڈ فائبر پر کھڑا ہے۔ چار متوازی آپٹیکل لین ، ہر ایک 100 جی PAM4 چلتی ہے 1310nm طول موج پر۔ ایم پی او - 12 کنیکٹر۔ DR4 کی خوبصورتی بریک آؤٹ کی صلاحیت ہے ایک ماڈیول فین آؤٹ کیبل کا استعمال کرتے ہوئے چار آزاد 100G-DR لنکس میں تقسیم ہوسکتا ہے۔ جب آپ 400 گرام ریڑھ کی ہڈی کے سوئچ کو 100 گرام لیف بندرگاہوں سے جوڑتے ہیں تو آپ کو اپ گریڈ کرنے کے لئے تیار نہیں ہے۔

fr4طول موج کے ذریعہ 2 کلومیٹر تک توسیع - ایک ہی فائبر جوڑی پر چار 100 گرام سگنل ملٹی پلیکسنگ۔ 1271 ، 1291 ، 1311 ، اور 1331nm پر CWDM4 وقفہ۔ ایم پی او کے بجائے ڈوپلیکس ایل سی کنیکٹر۔ ٹائیڈیئر کیبلنگ ، لمبی رسائ ، زیادہ لاگت۔

ایس آر 8ملٹی موڈ فائبر کے منظرنامے - آٹھ متوازی 50g لینوں کو OM4 ، 100 - میٹر زیادہ سے زیادہ پر ہینڈل کرتا ہے۔ ایم پی او - 16 کنیکٹر۔ زیادہ تر مختصر ٹور سے سرور کنکشن کے لئے متعلقہ جہاں ملٹی موڈ انفراسٹرکچر پہلے سے موجود ہے۔

قیمت کے فرق کافی ہیں۔ DR4 ماڈیول حجم میں 400-500 ڈالر چلا سکتا ہے۔ FR4 -5 500-600 کی طرف دھکیلتا ہے۔ 10 کلومیٹر تک پہنچنے کے لئے LR4؟ دوگنا یا اس سے زیادہ۔ کسی تعیناتی کے لئے LR4 کی وضاحت کرنا جہاں آپ کا سب سے طویل رن 300 میٹر ہے وہ صفر آپریشنل فائدے کے لئے رقم جل رہا ہے۔

 

ڈی ایس پی ٹیکس

 

ہر 400 گرام آپٹیکل ماڈیول میں ایک ڈیجیٹل سگنل پروسیسر ہوتا ہے۔ ہر ایک ڈی ایس پی فیڈ کو ہینڈل کرتا ہے - فارورڈ مساوات ، فیصلے کی آراء مساوات ، گھڑی اور ڈیٹا کی بازیابی ، اور ایف ای سی انکوڈنگ/ڈیکوڈنگ۔ مربوط ماڈیولز میں ، رنگین بازی معاوضہ اور پولرائزیشن موڈ بازی کا انتظام شامل کریں۔

ڈی ایس پی بھی بجلی کو جلا دیتا ہے۔ اس میں سے بہت کچھ

عام طور پر 400 گرام ٹرانسسیورز میں ، ڈی ایس پی ماڈیول کی کل پاور ڈرا کے نصف سے زیادہ استعمال کرتا ہے۔ 10W ماڈیول میں 5-6W سیدھے سگنل پروسیسنگ میں جاتے ہوئے دیکھ سکتے ہیں۔ مارول ، براڈکام ، اور سابقہ ​​انفی (اب مارول کا حصہ) نوڈس -7 این ایم کو 5nm ٹرانزیشن میں سکڑنے کے لئے ریسنگ کر رہے ہیں۔ لیکن بنیادی حقیقت کے بارے میں کوئی حاصل نہیں ہے کہ PAM4 کو کام کرنے کے لئے کافی حد تک کمپیوٹیشنل اوور ہیڈ کی ضرورت ہے۔

انڈسٹری میں کچھ لکیری پلگ ایبل آپٹکس - کو ڈی ایس پی کو سوئچ ASIC میں خود کو آگے بڑھا رہے ہیں اور چل رہے ہیں ، کم - پاور آپٹکس۔ دلیل نظریاتی معنی خیز ہے۔ انسداد میں معیاری DSP انٹرفیس کے بغیر مختلف سوئچ پلیٹ فارمز میں ماڈیول انٹرآپریبلٹی اور کوالیفائنگ آپٹکس کا عملی ڈراؤنا خواب شامل ہے۔ یہ بحث برسوں تک جاری رہے گی۔

 

 

سلیکن فوٹوونکس معاشیات کو تبدیل کرتا ہے

 

انٹیل اور سسکو نے سلیکن فوٹوونکس پر جلدی شرط لگائی ، اور یہ شرط ختم ہو رہی ہے۔

روایتی مجرد آپٹکس کے لئے دستی اسمبلی کی ضرورت ہوتی ہے: ایک فیب سے لیزر چپس ، دوسرے سے ماڈیولرز ، تیسرے سے فوٹوڈیٹر ، سب ایک ساتھ مل کر ایک صحت سے متعلق رقص میں بندھے ہوئے ہیں جو خوبصورتی سے پیمائش نہیں کرتے ہیں۔ سلیکن فوٹوونکس آپٹیکل انجن کے بیشتر حصوں کو معیاری سی ایم او ایس من گھڑت عملوں کا استعمال کرتے ہوئے ایک ہی سلیکن ڈائی پر ضم کرتا ہے۔

متعدد دکانداروں سے آج 400G - DR4 سلیکن فوٹوونکس ماڈیولز شپنگ ہائپرس اسکیل تعیناتیوں کے لئے مجبور معاشیات پیش کرتے ہیں۔ بجلی کی کھپت میں کمی - کچھ سلیکن فوٹوونکس DR4 ماڈیولز 7nm DSPs کے ساتھ سب 8W کو مارتے ہیں۔ مینوفیکچرنگ ترازو زیادہ متوقع طور پر۔ پیداوار میں بہتری لاگت میں کمی کا براہ راست ترجمہ کرتی ہے۔

کیچ؟ سلیکن ایک خوفناک لیزر بناتا ہے۔ بالواسطہ بینڈ گیپ فزکس کو منسوخ نہیں کیا گیا ہے۔ لہذا یہاں تک کہ "سلیکن فوٹوونکس" ماڈیولز عام طور پر بیرونی INP یا GAAS حاصل کریں چپ ، ہائبرڈ - سلیکن پلیٹ فارم میں مربوط استعمال کرتے ہیں۔ یہ ہوشیار انجینئرنگ ہے ، لیکن اصطلاحات حقیقت میں جو کچھ ہو رہی ہے اس کی قدرے نگرانی کرتی ہے۔

علی بابا نے 2020 میں شروع ہونے والی سلیکن فوٹوونکس 400G DR4 تعینات کیا۔ انٹیل کا دعوی ہے کہ ڈیٹاکوم کے لئے سلیکن فوٹوونک ٹرانسیورز میں 60 فیصد مارکیٹ شیئر ہے۔ رجحان کی لکیریں اس ٹکنالوجی کے حق میں حصہ لیتی ہیں۔

 

تھرمل کثافت اب ہر ایک کا مسئلہ ہے

 

ایک مکمل طور پر آباد 400 گرام سوئچ گرمی پیدا کرتا ہے جو ایک دہائی قبل ناقابل تصور ہوتا۔

نمبر چلائیں: 400G - DR4 ماڈیولز کی 32 بندرگاہیں 10-12W ہر ایک پر۔ سوئچ ASIC ، میموری ، شائقین ، اور بجلی کے تبادلوں کے اوور ہیڈ کا محاسبہ کرنے سے پہلے ، صرف ٹرانسسیورز سے 320-384W ہے۔ ڈیٹا سینٹر کی قطار میں تھرمل کثافت پانچ سالوں میں تقریبا double دگنی ہوگئی ہے۔ سہولیات کے انجینئر اس سے خوش نہیں ہیں۔

OSFP کا بڑا فارم عنصر - مزید سطح کے رقبے ، بہتر ایئر فلو چینلز ، مربوط ہیٹ سنک ڈیزائنوں میں مدد کرتا ہے۔ QSFP - DD ماڈیول میزبان آلات تھرمل فن تعمیر پر زیادہ بہت زیادہ انحصار کرتے ہیں۔ نہ ہی کوئی نقطہ نظر غلط ہے ، لیکن تھرمل تحفظات کو آپ کے فارم کے عنصر کے فیصلے کو قطعی طور پر آگاہ کرنا چاہئے اگر آپ مستقل اعلی - بینڈوتھ ورک بوجھ کے لئے تعمیر کر رہے ہیں۔

ایئر کولنگ ان کثافتوں پر عملی حدود کے قریب پہنچ رہی ہے۔ مائع کولنگ - سرد پلیٹیں سوئچ ASICs پر ، پوری ریکوں کے لئے ممکنہ طور پر وسرجن {{{2} at غیر ملکی سے محض مہنگے میں منتقل ہوگئیں۔ انفراسٹرکچر اور بحالی کی مہارت کی ضرورت ہے اب بھی گود لینے کے منحنی خطوط کو پیچھے چھوڑ دیا گیا ہے۔

 

بریک آؤٹ لچک

 

ایک صلاحیت جو زیادہ توجہ کا مستحق ہے: 400 گرام ماڈیول بریک آؤٹ کنفیگریشن میں کام کرسکتے ہیں ، جو ایک سے زیادہ نچلے - ریٹ انٹرفیس کے طور پر پیش کرتے ہیں۔

A 400G - DR4 چار 100g - DR لنکس تک پھوٹ سکتا ہے۔ ایک ایم پی او - 12 سے 4xlc ڈوپلیکس بریک آؤٹ کنٹرول کے پرستار چار آزاد ایس ایم ایف جوڑے پر ایک واحد DR4 پورٹ۔ نیٹ ورک آرکیٹیکٹس مخلوط رفتار ماحول اور مرحلہ وار اپ گریڈ کے ل this اس لچک کو پسند کرتے ہیں۔

اگرچہ ، ساختی کیبلنگ کے مضمرات حقیقی ہیں۔ اگر آپ پہلے دن سے بریک آؤٹ منظرناموں کا ارادہ نہیں کرتے ہیں تو ، آپ تعیناتی کے چھ ماہ کے اندر اشتہار - ہاک پیچ کیبلز چلا رہے ہوں گے۔ آپ کے فائبر پلانٹ کے ڈیزائن کو ان استعمال کے معاملات کو فعال طور پر ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہے۔

 

کنیکٹر حفظان صحت سے متعلق آپ کے خیال سے کہیں زیادہ اہمیت رکھتے ہیں

 

تکلیف دہ تجربے کے ذریعہ سیکھی کچھ چیزیں:

DR4 اور SR8 ماڈیولز پر MPO کنیکٹر APC (زاویہ جسمانی رابطہ) پولش کا استعمال کرتے ہیں۔ ایف آر 4 اور ایل آر 4 پر ایل سی کنیکٹر عام طور پر یو پی سی (الٹرا جسمانی رابطہ) ہوتے ہیں۔ اے پی سی اور یو پی سی کنیکٹرز کو ملاوٹ کرنا - جو حادثاتی طور پر کرنا حیرت انگیز طور پر آسان ہے - آپ کو 20db+ واپسی کا نقصان اور وقفے وقفے سے غلطیاں حاصل کریں گے جو خرابیوں کا سراغ لگانے والی ٹیموں کو پاگل بناتے ہیں۔ رنگین کوڈنگ ایک وجہ کے لئے موجود ہے: اے پی سی کے لئے سبز ، یو پی سی کے لئے نیلا۔

ماڈیول EEPROM مطابقت دکانداروں کے اعتراف کے مقابلے میں گندا ہے۔ "ہم آہنگ" تیسرا - پارٹی ٹرانسیورز جو ایک سوئچ ماڈل میں بالکل کام کرتے ہیں وہ ایک ہی ASIC لیکن مختلف فرم ویئر کے ساتھ دوسرے سوئچ میں غلطیاں پھینک سکتے ہیں۔ اپنے خریداری کے عمل میں قابلیت کا وقت بنائیں۔

درجہ حرارت کی اہم شیٹس کے مشورے سے زیادہ اہمیت ہے۔ ان ماڈیولز کو عام طور پر 70 ڈگری تک کیس کے درجہ حرارت کے لئے درجہ بندی کیا جاتا ہے ، لیکن اس چھت سے ٹکرانے سے پہلے ہی کارکردگی کم ہوجاتی ہے۔ ان کو ٹھنڈا رکھنے سے زیادہ مستقل سلوک ہوتا ہے۔

 

جہاں 800 گرام فٹ بیٹھتا ہے

800 گرام اور آخر کار 1.6T مختلف ضروریات اور بجٹ کی مختلف گفتگو کے ساتھ AI/ML ماحول میں غلبہ حاصل کرے گا۔ زیادہ تر نیٹ ورکس کو فوری طور پر اس وکر کا پیچھا کرنے کی ضرورت نہیں ہوگی۔

 

نیچے کی لکیر

 

400 گرام آپٹیکل ماڈیول خون بہنے والے کنارے سے مرکزی دھارے میں شامل انفراسٹرکچر میں منتقل ہوگئے ہیں۔ ٹیکنالوجی کے فیصلے - QSFP - dd بمقابلہ OSFP ، متوازی بمقابلہ WDM ، سلیکن فوٹوونکس بمقابلہ مجرد - اب وہ ایک ہی خطرہ نہیں رکھتے جو انہوں نے تین یا چار سال پہلے کیا تھا۔

اپنے سوئچ پلیٹ فارم کی حکمت عملی کے فارم عنصر سے ملائیں۔ اصل پہنچ کی ضروریات پر مبنی ٹرانسیور کی قسم کا انتخاب کریں ، بدترین نہیں - کیس پیرانویا۔ - spec سے زیادہ نہ کریں۔ تھرمل مارجن میں تعمیر کریں۔ بریک آؤٹ منظرناموں کے لئے اپنے فائبر پلانٹ کی منصوبہ بندی کریں۔ اور اپنے ایم پی او کنیکٹر کو صاف رکھیں۔

اگلے چند سالوں میں اضافی بہتری لائے گی - کم پاور ڈی ایس پیز ، بہتر سلکان فوٹوونکس کی پیداوار ، شاید لکیری پلگ ایبل فن تعمیرات پر کچھ تحریک۔ لیکن بنیادی ٹکنالوجی پلیٹ فارم مستحکم ہوچکا ہے . 400 G اب صرف انفراسٹرکچر ہے۔ جس طرح سے آپ معقول اعتماد کے ساتھ منصوبہ بناسکتے ہیں۔

سالوں کے 100 گرام افراتفری اور 400 گرام غیر یقینی صورتحال کے بعد ، اس کی پیش گوئی کسی چیز کا شمار ہوتی ہے۔