أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية تناسب شبكات الألياف

 

مراكز البيانات تأكل عرض النطاق الترددي. أعني أنه حرفيًا - راقب حركة مرور الشبكة لأي منشأة لمدة أسبوع وستعرف السبب البصريأجهزة الإرسال والاستقبالأصبح الحل الافتراضي بدلا من النحاس. يحدث تحويل الإشارة الكهربائية داخل هذه الوحدات الصغيرة، مما يحول البتات إلى نبضات ضوئية تنطلق عبر الألياف الزجاجية بسرعات لا يمكن للنحاس أن يلمسها أبدًا.

لا تقضي معظم فرق الشبكات وقتًا كافيًا في التفكير في اختيار الطول الموجي. خطأ كبير.

 

لا يزال الوضع المتعدد أرخص (وهذا مهم)

 

 

يعمل الطول الموجي 850 نانومتر مع الألياف متعددة الأوضاع. تراه في كل مكان في مراكز البيانات لأن تكلفة جهاز الإرسال والاستقبال تظل منخفضة وبالنسبة للمسافات القصيرة بين الرفوف فإنه يؤدي المهمة بشكل جيد. تتيح لك وحدة 100G التي تعمل بمقاس 850 نانومتر الوصول إلى مسافة 100 متر تقريبًا، وأحيانًا أكثر قليلاً اعتمادًا على جودة الألياف. ليس مثيرًا للإعجاب على الورق ولكن في مركز بيانات نموذجي مع تخطيط الممر الساخن/الممر البارد، فهذا كثير.

يصبح الاقتصاد مثيرًا للاهتمام عندما تقوم بالارتقاء. يتم دفع الألياف ذات الوضع الفردي- بطول موجي 1310 نانومتر إلى 40 كيلومترًا - بناءً على مواصفات الشركة المصنعة من موقع walsun.com وغيره. ولكن إليك ما لن تؤكده أوراق البيانات: فقدان الألياف عند 850 نانومتر يبلغ حوالي 2.5 ديسيبل/كم بينما يفقد 1310 نانومتر 0.4 ديسيبل/كم فقط وفقًا لمعايير الاتحاد الدولي للاتصالات -T (يوثق موقع bjrofoc.com ذلك). لذا، نعم، بالنسبة لشبكات الحرم الجامعي أو أي شيء يعبر الشوارع، فإنك تحتاج إلى وضع-مفرد. لا توجد طريقة حوله.

 

تمتلك Cisco وFinisar هذه المساحة بشكل أساسي الآن

 

فاجأني تركيز السوق عندما رأيت الأرقام. تتحكم شركتا Cisco Systems وFinisar Corporation في أكثر من 20% من مبيعات أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية العالمية اعتبارًا من 2023 -، وذلك وفقًا لأبحاث gminsights.com. لا تبدو نسبة العشرين بالمائة كبيرة حتى تتذكر مدى تجزئة هذه الصناعة في السابق. منحهم استحواذ Cisco على Acacia في عام 2021 تقنية بصريات متماسكة، وهو ما يفسر توجههم القوي نحو وحدات 400G ZR و800G لتطبيقات النقل لمسافات طويلة-.

Broadcom تقدم تنبؤات جريئة أيضًا. إنهم يقولون 800 جيجابت في الثانية بحلول عام 2025، ثم 1.6 تيرابت في الثانية في عام 2026 (غطى موقع emergenresearch.com إعلاناتهم). تبدو تلك السرعات طموحة. سنرى ما إذا كان السيليكون والبصريات يمكنهما توصيل الحجم فعليًا.

مشتقات SFP في كل مكان تنظر إليه

تولت الوحدات النمطية الصغيرة-القابلة للتوصيل بعامل الشكل نظرًا لأنه يمكنك-تبديلها بسرعة دون إيقاف تشغيل المعدات. SFP، SFP+، QSFP... أصبحت التسمية فوضوية ولكن المفهوم بسيط. قم بحشر أكبر عدد ممكن من الواجهات الضوئية في بطاقة الخط. يقوم QSFP28 بتعبئة 100 جرام في شيء أصغر من إبهامك.

يستخدم QSFP-DD 8 مسارات كهربائية بدلاً من 4 مما يؤدي إلى مضاعفة الكثافة. نفس البصمة الأساسية، الإنتاجية 400G. تجعل الفيزياء هذا أمرًا صعبًا - للحفاظ على سلامة الإشارة عبر تلك الممرات بسرعات عالية مع إدارة الحرارة في مثل هذه الحزمة الصغيرة. لكنه يعمل.

لا يزال CFP2 يظهر في بعض عمليات النشر المتماسكة، فهو مكتنز مقارنة بمتغيرات QSFP. عندما تقوم بـ 200G+ على مدى مئات الكيلومترات، فإن المساحة الإضافية للحصول على شرائح DSP أفضل وإدارة حرارية تؤتي ثمارها.

لقد غيّر إنترنت الأشياء الرياضيات

29.3 مليار اتصال إنترنت الأشياء على مستوى العالم بحلول عام 2023 وفقًا لتتبع شركة Cisco (يحتوي موقع credenceresearch.com على التفاصيل). هذه ليست توقعات، لقد حدث ذلك بالفعل. كل جهاز استشعار ذكي، سيارة متصلة، وحدة تحكم صناعية تولد تدفقات البيانات التي تغذي الشبكات في مكان ما. يؤدي إنشاء حوسبة الحافة للتعامل مع كل هذا إلى إنشاء طلب على أجهزة إرسال واستقبال فعالة من حيث التكلفة-بتردد 25 جيجا و100 جيجا لأنك تقوم بنشرها بالآلاف لكل موقع.

 

 

ظل بائعو معدات الاتصالات التقليديون يحاولون بيع وحدات -باهظة الثمن من فئة شركات الاتصالات والمصممة لمدة 25-عمرها. لا يهتم مشغلو Edge بهذا الأمر - فهم يريدون موثوقية جيدة بدرجة كافية وبتكلفة منخفضة. أولويات مختلفة.

 

يضيف سحب الطاقة بسرعة

 

تسحب وحدات QSFP 400G - DD ما بين 12 إلى 14 واط لكل منها. لا يبدو مثل الكثير. اضرب ذلك في 256 منفذًا في الهيكل، وفجأة أنت تتعامل مع 3+ كيلووات فقط للبصريات، دون احتساب طاقة محول ASIC أو حمل التبريد العلوي. يقوم مشغلو مراكز البيانات بتتبع استهلاك الطاقة لكل حامل بشكل هوسي لأن الكهرباء تكلف أموالاً والحرارة تتطلب بنية تحتية للتبريد باهظة الثمن.

تعتبر تقييمات درجة الحرارة أكثر أهمية مما توحي به أوراق المواصفات. تعمل الوحدة ذات التصنيف 0-70 درجة بشكل رائع في غرف الخوادم التي يتم التحكم في مناخها. قم بلصقه في خزانة خارجية أو بيئة أرضية المصنع وشاهده يفشل عندما ترتفع درجات الحرارة المحيطة. توجد أجهزة إرسال واستقبال ذات نطاق درجات حرارة ممتدة ولكنها تكلف أكثر ولا يقوم البائعون دائمًا بتخزينها.

 

حيث تتعارض المعايير

 

يتعامل IEEE مع مواصفات Ethernet. المنظمة الدولية للفرانكفونية تكتب اتفاقيات التنفيذ. تحدد اتفاقات الخدمة المتعددة عوامل الشكل. ينشر الاتحاد الدولي للاتصالات -T توصيات بشأن الاتصالات. لا تنسق هذه المنظمات جيدًا دائمًا، وأحيانًا تتعارض المواصفات مع بعضها البعض بطرق خفية.

لقد قمت بتصحيح مشكلات إمكانية التشغيل التفاعلي حيث لا يتم ربط وحدتين "متوافقتين مع المعايير-" من بائعين مختلفين بشكل صحيح. ترجع المشكلة إلى هوامش التوقيت - تعمل كلتا الوحدتين ضمن المواصفات ولكن على طرفي نقيض من نافذة التسامح. ينتهي بك الأمر إلى الحاجة إلى مصفوفات توافق البائع على الرغم من أنه من المفترض أن يكون كل شيء موحدًا. محبط ولكن هذا هو الواقع.

قلبت Hyperscalers الصناعة

 

 

تنشر شركات Amazon وGoogle وMicrosoft وMeta أجهزة إرسال واستقبال على نطاقات تجعل شركات الاتصالات التقليدية تبدو صغيرة. إن بناء المئات من مراكز البيانات على مستوى العالم يعني أساليب شراء مختلفة - وعلاقات مباشرة مع الشركة المصنعة، ومواصفات مخصصة، ورغبة في استخدام مكونات جيدة بما فيه الكفاية بدلاً من -هندسة أكثر من اللازم لتحقيق أقصى قدر من الموثوقية. أدى هذا إلى تغيير أولويات تصميم الشركات المصنعة بشكل كبير. أصبحت التكلفة المنخفضة لكل بت أكثر أهمية من أرقام MTBF لمدة 25 عامًا.

يمكنك رؤية ذلك في مدى سرعة وصول وحدات 400G إلى حجم السوق مقارنة بقفزات السرعة السابقة. احتاجت شركات التوسعة الفائقة إلى هذه الأجهزة، وكان لديها نطاق النشر لتمويل التطوير، ولم تكن مهتمة بانتظار دورات الموافقة على الاتصالات التقليدية.

قد تكون البصريات المجمعة- هي التالية. بدلاً من الوحدات القابلة للتوصيل، يمكنك دمج المكونات الضوئية مباشرةً مع محولات ASIC، مما يقلل من خسائر المسار الكهربائي. لكنك تفقد إمكانية التبديل السريع-وهو ما يبدو محفوفًا بالمخاطر. تعمل شركة إنتل على دفع الضوئيات السيليكونية بقوة، والعديد من الشركات المصنعة الصينية أيضًا. الوعد هو انخفاض الطاقة والتكلفة من خلال وضع كل شيء على ركائز السيليكون بدلاً من أشباه الموصلات III-V الغريبة. لا تزال تنتظر لمعرفة ما إذا كان سيتم تسليمه على نطاق الإنتاج.

بلغ سوق أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 10 مليارات دولار في عام 2023 على مستوى العالم ولا يتباطأ النمو. المزيد من مراكز البيانات، والمزيد من نقاط النهاية لإنترنت الأشياء، ومجموعات تدريب الذكاء الاصطناعي التي تحتاج إلى نطاق ترددي هائل... الطلب مستمر في الارتفاع. سواء كنا نحتاج بالفعل إلى سرعات 800G و1.6T قريبًا أو إذا كان ذلك مجرد بائعين يريدون بيع معدات جديدة باهظة الثمن، أعتقد أننا سنكتشف ذلك.