أي جهاز إرسال واستقبال بصري 1.6t يعمل بشكل أفضل؟

 

 

يعتمد أفضل جهاز إرسال واستقبال بصري 1.6T على متطلبات مسافة الإرسال وميزانية الطاقة وقيود البنية التحتية. بالنسبة لاتصالات مجموعة الذكاء الاصطناعي -قصيرة المدى التي تصل إلى 500 متر، توفر وحدات DR8 المزودة بضوئيات السيليكون كفاءة مثالية في استهلاك الطاقة. للحصول على روابط أطول بين مراكز البيانات- تصل إلى 2 كيلومتر، تعمل وحدات 2xFR4 مع موصلات LC المزدوجة على تقليل استهلاك الألياف مع الحفاظ على الأداء.

 

 

فهم متغيرات جهاز الإرسال والاستقبال البصري 1.6T

 

ينقسم سوق 1.6T إلى عدة بنيات، تتناول كل منها سيناريوهات نشر محددة. إن التمييز بين هذه المتغيرات له أهمية أكبر من اختيار البائع لمعظم عمليات النشر.

DR8: العمود الفقري- للوصول القصير

تنقل وحدات DR8 1.6 تيرابايت عبر ثمانية ممرات بسرعة 200 جيجابت في الثانية لكل منها، وتصل عادةً إلى 500 متر على الألياف ذات الوضع الفردي القياسي-. تأتي هذه الوحدات إما مع محول MPO-16 واحد للاتصالات من نقطة-إلى-نقطة أو محولين MPO-12 لتطبيقات الاختراق 2x800G. يوفر تكوين MPO-12 المزدوج مرونة النشر - حيث يمكنك تشغيله كاتصال واحد 1.6T أو تقسيمه إلى رابطين مستقلين 800G.

تشتمل وحدة الإرسال والاستقبال 1.6T-DR8 على معالج إشارات رقمية متقدم توفره NVIDIA وهي مصممة خصيصًا لتطبيقات الذكاء الاصطناعي والشبكات. تستخدم معظم التطبيقات الحالية تقنية 3nm أو 5nm DSP. توفر متغيرات 3 نانومتر استهلاكًا أقل للطاقة وتمثل أداءً متطورًا-، بينما توفر تصميمات 5 نانومتر سلاسل توريد أكثر نضجًا مع فترات زمنية أقصر.

DR8+: إمكانية الوصول الممتد

يعمل متغير DR8+ على تمديد مسافة الإرسال إلى 2 كيلومتر دون تغيير الواجهة الكهربائية. يأتي هذا الوصول الممتد من المكونات البصرية المحسنة ومعالجة الإشارات. يعمل جهاز الإرسال والاستقبال البصري 1.6T OSFP-XD من InnoLight على تعزيز النظام البيئي 100G serdes الذي أثبت كفاءته مع النظام الأساسي البصري 200G المتقدم لتقديم حل منخفض المخاطر وسهل التنفيذ وفعال من حيث التكلفة-.

بالنسبة لعمليات النشر التي تربط بين قاعات مراكز البيانات المتعددة أو بيئات الحرم الجامعي، يمنع الكيلومتر الإضافي من الوصول الحاجة إلى معدات التجديد البصري. ومع ذلك، تزيد هذه الإمكانية من تكلفة الوحدة بنحو 40-50% مقارنةً بـ DR8 القياسي.

2xFR4: الألياف -بديل فعال

تم تصميم وحدات 1.6T 2xFR4 بموصل LC مزدوج يعمل بزوجين من الألياف فقط، مما يمكن أن يساعد المستخدمين على توفير موارد الألياف مقارنة بإصدارات DR8 وDR8-2. بدلاً من ثمانية ممرات متوازية على موصلات MPO، يستخدم 2xFR4 تعدد إرسال الطول الموجي CWDM4 لنقل تدفقات بيانات متعددة عبر عدد أقل من الألياف.

تتناسب هذه البنية بشكل خاص مع البيئات التي تحتوي على بنية أساسية قائمة على الألياف الضوئية-القائمة على LC. يتيح تصميم LC المزدوج إمكانية النقل لمسافة 2 كيلومتر مع استخدام ألياف أقل بنسبة 75% من DR8. بالنسبة لعمليات النشر على نطاق واسع- مع آلاف الاتصالات، يُترجم تقليل الألياف هذا إلى توفير كبير في تكاليف الكابلات وتحسين إدارة الكابلات.

 

مقارنة منصة التكنولوجيا

 

إن الاختيار بين ضوئيات السيليكون وتقنية EML يشكل بشكل أساسي خصائص أداء جهاز الإرسال والاستقبال.

مزايا الضوئيات السيليكون

باستخدام ضوئيات السيليكون، يتم دمج كل شيء ويمكن لأربع قنوات مشاركة ليزر واحد، مما يعني أن الوحدة تحتاج فقط إلى جهازي ليزر CW أقل تكلفة-للتشغيل. يؤدي هذا التكامل إلى تقليل عدد المكونات وتحسين الموثوقية على المدى الطويل-. تعمل وحدات الضوئيات السيليكونية على الاستفادة من أشعة الليزر ذات الطول الموجي الشائع بدلاً من الليزرات ذات الطول الموجي الأكثر تكلفة وتوفير -أشعة EML المقيدة المطلوبة للبنى التقليدية.

تعمل وحدة -الأولى في الصناعة بقدرة 1.6T XDR SiPh على تعزيز معالج الإشارات الرقمية (DSP) من Broadcom 3nm ورقاقة الضوئيات السيليكونية -المطورة ذاتيًا لتحقيق اختراقات في كل من كفاءة الطاقة وأداء النقل. يتيح التكامل المحكم بين المكونات الضوئية والإلكترونية على ركائز السيليكون إدارة حرارية أفضل ويقلل من تعقيد التجميع.

فوائد تقنية EML

يمكن أن تقدم شرائح EML العديد من مزايا الأداء مقارنة بالتقنيات البديلة الأخرى، مما يوفر أداءً عاليًا وموثوقية عالية مع عتبة تيار منخفضة وطاقة عالية ونسبة انقراض عالية. توفر بنية الليزر المعدلة بالامتصاص الكهربي- جودة إشارة فائقة للتطبيقات كثيرة المتطلبات.

بدأت شركة Source Photonics في إنتاج شحنات أجهزة الإرسال والاستقبال المستندة إلى PAM4 أحادية لامدا 100G عندما بدأ اعتماد صناعة 400G في عام 2021، وتم شحن أكثر من 7.5 مليون شريحة EML عالية السرعة. يشير حجم الإنتاج المحدد هذا إلى عمليات التصنيع الناضجة والموثوقية الميدانية المثبتة.

 

تحليل استهلاك الطاقة

 

تؤثر كفاءة الطاقة بشكل مباشر على تكاليف تشغيل مركز البيانات ومتطلبات الإدارة الحرارية. تتراوح أهداف الطاقة لوحدات 1.6T من 20-25 واط لبصريات العميل إلى 25-30 واط لبصريات DCI، مع عامل شكل حراري قوي مطلوب. يستوعب معيار التغليف OSFP مستويات الطاقة هذه مع إمكانيات تبديد الحرارة المناسبة.

DSP مقابل البصريات الخطية

عادةً ما تستهلك وحدات 1.6T التقليدية المزودة بوظيفة DSP الكاملة ما يزيد عن 20 واط. تستهلك الحلول التناظرية طاقة أقل-أقل من 15 واط لبصريات الاستقبال الخطية 1.6T-مقارنة بحوالي 20 واط للحلول الرقمية. تعمل البصريات الخطية القابلة للتوصيل (LPO) على التخلص من معالج الإشارة الرقمية (DSP) على جانبي الإرسال والاستقبال، بينما تحتفظ بصريات الاستقبال الخطية (LRO) بمعالج الإشارة الرقمية (DSP) فقط على جانب الإرسال.

ينخفض ​​استهلاك الطاقة من 30 واط+ في وحدة نموذجية 1.6T مع معالج الإشارة الرقمية (DSP) إلى حوالي 10 واط في وحدة 1.6T LPO. وفي عملية نشر واسعة النطاق-باستخدام 500000 وحدة معالجة رسومات، يؤدي تحسين الكفاءة هذا إلى توفير ما يزيد عن 100 ميجاوات سنويًا. يمكن أن يؤدي توفير الطاقة إما إلى تقليل تكاليف الكهرباء بحوالي 100 مليون دولار سنويًا أو إعادة توجيهها لزيادة قدرة حوسبة وحدة معالجة الرسومات.

تتضمن المقايضة اعتماداً أكبر على قدرات معادلة المضيف. تدفع وحدات LPO مسؤوليات معالجة الإشارات إلى محول ASIC، مما يتطلب معدات مضيفة أكثر تطورًا. قد تحتاج المؤسسات التي لديها محولات قديمة إلى الحفاظ على الوحدات المستندة إلى DSP-من أجل التوافق.

تأثير عقدة العملية

توفر تقنية 3nm DSP استهلاكًا أقل للطاقة وتمثل أحدث التقنيات، بينما يتم اعتماد 5nm على نطاق أوسع، مما يوفر أداءً ناضجًا وفترات زمنية أقصر. يتراوح فرق الطاقة بين تطبيقات 3nm و5nm عادةً من 2-4 واط لكل وحدة. على نطاق واسع، يصبح هذا الاختلاف ذا معنى - حيث ترى شبكة ذات 10000 منفذ 20-40 كيلووات من حمل الطاقة الإضافي باستخدام تقنية 5 نانومتر.

ومع ذلك، يظل إنتاج 3 نانومتر مقيدًا في أواخر عام 2024 وأوائل عام 2025. ويمكن أن تمتد فترات الإنتاج لوحدات 3 نانومتر إلى 16-20 أسبوعًا مقارنة بـ 8-12 أسبوعًا لمعادلات 5 نانومتر. غالبًا ما تملي الجداول الزمنية للمشروع اختيار التكنولوجيا أكثر من مقاييس الأداء البحتة.

 

التطبيق-معايير التحديد المحددة

 

تعطي سيناريوهات النشر المختلفة الأولوية لخصائص جهاز الإرسال والاستقبال المختلفة. يتغير الاختيار "الأفضل" بناءً على متطلبات البنية التحتية المحددة.

مجموعات تدريب الذكاء الاصطناعي

تتيح سلسلة منتجات 1.6T الجيل التالي من منصات المحولات 51.2T و102.4T للبنية التحتية الحاسوبية المتسارعة للذكاء الاصطناعي. تتطلب هذه المحولات الضخمة من 32 إلى 64 منفذًا بقدرة اتصال 1.6T لتحقيق الإنتاجية الكاملة. تهيمن وحدات DR8 على هذه المساحة نظرًا لخصائص زمن الاستجابة المنخفضة الخاصة بها.

تحقق التصميمات التناظرية زمن وصول مطلقًا أقل (أقل من 250 بيكو ثانية) مع الحد الأدنى من الاختلاف، في حين تتمتع الحلول الرقمية بزمن وصول أعلى (أقل من 10 نانو ثانية). بالنسبة لأحمال العمل التدريبية المتزامنة للذكاء الاصطناعي حيث يجب أن تنسق آلاف وحدات معالجة الرسومات بشكل محكم، يؤثر اختلاف زمن الوصول هذا على الوقت الإجمالي لاستكمال التدريب. توفر تطبيقات البصريات الخطية، على الرغم من التعقيد العالي، مزايا أداء قابلة للقياس.

تعد حالات فشل جهاز الإرسال والاستقبال سببًا رئيسيًا لفشل أحمال العمل وزمن الوصول، وتفشل حوالي 50% من مهام التدريب بسبب مشكلات في الشبكة أو الحوسبة. عندما يكون أداء جهاز إرسال واستقبال واحد ضعيفًا، فإنه يمكن أن يوقف تشغيل التدريب بالكامل، مما يترك البنية التحتية لوحدة معالجة الرسومات التي تبلغ قيمتها ملايين الدولارات في وضع الخمول. الموثوقية تتفوق على التكلفة في هذه البيئات-إن دفع 30% إضافية مقابل الوحدات التي أثبتت جدواها يمنع حدوث توقفات أكثر تكلفة بكثير.

مراكز البيانات فائقة الحجم

يواجه موفرو الخدمات السحابية الذين يقومون بتشغيل مرافق واسعة النطاق قيودًا مختلفة. إذا أخذنا في الاعتبار بنية شبكة غير معيقة-للشبكة الخلفية-باستخدام أجهزة إرسال واستقبال ألياف ذات وضع واحد-DR4 800G، فسنحتاج إلى 72x8=576 من الألياف لكل محول. يؤدي التوسع إلى 1.6T إلى مضاعفة متطلبات الألياف تقريبًا ما لم يتم استخدام تعدد إرسال الطول الموجي.

تتعامل بنية 2xFR4 مع هذا التحدي بشكل مباشر. باستخدام تقنية CWDM4 عبر موصلات LC المزدوجة، فإنها تقلل من عدد الألياف بنسبة 75% مقارنة بـ DR8 مع الحفاظ على مدى يصل إلى 2 كيلومتر. بالنسبة للمنشأة التي تحتوي على 10000 اتصال بالخادم، فإن هذا يترجم إلى 30000 خيط ألياف أقل للتثبيت والإدارة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.

تمثل البنية الأساسية للألياف استثمارًا لمدة 15-عامًا في معظم المرافق. يوفر اختيار أجهزة الإرسال والاستقبال التي تقلل من استهلاك الألياف مرونة تشغيلية طويلة المدى ويقلل من تكاليف الترقية المستقبلية عند الانتقال إلى سرعات 3.2T أو ​​أعلى.

التكلفة-عمليات النشر المقيدة

يجب على المنظمات ذات الميزانيات المحدودة أن توازن بين الأداء وتكاليف الاستحواذ. اعتبارًا من أواخر عام 2024، تختلف الأسعار بشكل كبير:

1.6T DR8: 12000 دولار - 15000 دولار لكل وحدة

1.6T DR8+: 18000 دولار - 22000 دولار لكل وحدة

1.6T 2xFR4: 20,000 دولار - 24,000 دولار لكل وحدة

متغيرات 1.6T LPO: 8000 دولار - 12000 دولار لكل وحدة

تم تصنيف Source Photonics كأفضل شركة تاسعة بين الشركات المصنعة لأجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية على مستوى العالم واحتلت المركز الثالث لشحن معظم الوحدات الضوئية 400G في الربع الأول من عام 2024. يمكن للبائعين المعتمدين ذوي أحجام الإنتاج الكبيرة تقديم أسعار أفضل من خلال كفاءات الحجم، ولكن قد يكون لديهم فترات زمنية أطول أثناء ارتفاع الطلب.

توفر تقنية LPO نسبة الأداء-السعرية الأكثر جاذبية لعمليات النشر الجديدة ذات البنية الأساسية المتوافقة للمحول. ومع ذلك، فإن متطلبات ASICs المضيفة المتقدمة تحد من قابلية التطبيق. يجب على المؤسسات التي تخطط لعمليات طرح مرحلية متعددة-سنوات تقييم ما إذا كانت مجموعة المحولات بالكامل تدعم البصريات الخطية قبل الالتزام بهذا المسار.

 

 

اعتبارات التشغيل البيني وسلسلة التوريد

 

تتطلب البيئات- المتعددة الموردين اهتمامًا دقيقًا بالتوافق وإستراتيجيات تحديد المصادر. يحتوي QM9700 على سيرديس 8x100G، في حين أن وحدة 1.6T 2xDR4 تحتوي على سيرديس 8x212G، مما يجعلها غير متوافقة للاستخدام. تمنع حالات عدم تطابق معدل SerDes الاتصال الأساسي-ويجب أن تتم الإشارة إلى أوراق المواصفات-مقابل إمكانات التبديل الفعلية.

تتبع صناعة أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية معايير اتفاقية المصادر المتعددة- التي تحدد الحد الأدنى من متطلبات التشغيل التفاعلي. ومع ذلك، يمثل الامتثال لـ MSA خط الأساس، وليس ضمانًا للأداء الأمثل. يطبق البائعون خوارزميات DSP مختلفة، ويستخدمون موردي مكونات بصرية مختلفين، ويتخذون خيارات متميزة للإدارة الحرارية. تؤدي هذه الاختلافات إلى إنشاء اختلافات في الأداء حتى بين الوحدات المتوافقة مع المواصفات-.

متطلبات اختبار المؤهلات

تحتوي مراكز البيانات الحديثة ذات الحجم الكبير على أكثر من 50000 ألياف مع جهاز إرسال واستقبال بصري في كل طرف. بمجرد الانتهاء من تصميم جهاز الإرسال والاستقبال، يجب على الشركات المصنعة زيادة حجم الإنتاج بسرعة لتلبية الطلب المكثف من مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي. تؤثر جودة التصنيع بشكل مباشر على موثوقية الشبكة على نطاق واسع.

يجب التحقق من صحة أجهزة الإرسال والاستقبال بشكل صارم بدءًا من التصميم وحتى التصنيع ليس فقط لضمان إمكانية التشغيل التفاعلي، ولكن أيضًا لضمان الأداء الأمثل على مستوى النظام-في ظل-الظروف العالمية الحقيقية. تتضمن مقاييس التحقق الرئيسية ما يلي:

TDECQ (الرباعي لإغلاق عين المرسل والتشتت): يعمل TDECQ كمقياس أساسي لاختبار أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية كمعيار نجاح/فشل للامتثال، مما يجعله أداة تمييز رئيسية لموثوقية جهاز الإرسال والاستقبال. يحدد هذا القياس جودة الإشارة عند خرج المرسل، مع مراعاة كل من الانحطاط وتأثيرات التشتت.

ما قبل-FEC BER (معدل خطأ البت): بينما تركز اختبارات توافق جهاز الاستقبال على -FEC BER، لا يزال جهاز الاستقبال المتوافق بحاجة إلى الأداء عند مستوى BER مقبول حتى تصبح FEC فعالة. يمكن لتصحيح الأخطاء الأمامي أن يعوض التدهور المعتدل للإشارة، ولكنه يعتمد على البدء بمعدلات خطأ يمكن التحكم فيها.

يجب على المؤسسات التي تنشر آلاف الوحدات إنشاء-قدرات اختبار داخلية بدلاً من الاعتماد فقط على وثائق الموردين. يجب أن تخضع عينة تمثيلية بنسبة 1-2% من الوحدات الواردة للتحقق الكامل من صحة الطبقة المادية قبل النشر. يمنع هذا الاستثمار المسبق حالات الفشل الميدانية التي تعطل أعباء عمل الإنتاج.

 

متطلبات الإدارة الحرارية

 

مع زيادة مسافة الإرسال، تصبح الحاجة إلى تثبيت درجة الحرارة أكثر أهمية، مما يؤدي إلى استخدام مبردات حرارية كهربائية في أجهزة الإرسال والاستقبال ذات المدى الأطول-. أجهزة الإرسال الضوئية حساسة لدرجة الحرارة-ويتغير طول موجة الليزر حوالي 0.1 نانومتر لكل درجة بالنسبة لأشعة ليزر DFB النموذجية. في أنظمة CWDM وLWDM حيث تكون دقة الطول الموجي مهمة، يصبح التحكم النشط في درجة الحرارة أمرًا ضروريًا.

تقدم أحدث مراجعة لـ OSFP MSA تصميمًا مبتكرًا للهيكل مصممًا لمواجهة التحديات الحرارية المتصاعدة، مع تصميم قفص OSFP 2×1 الذي يسمح بالتركيب المباشر لألواح التبريد السائلة على الوحدة. بالنسبة للجيل-من حوامل الذكاء الاصطناعي (AI) ذات أحمال الطاقة التي تتجاوز 400 كيلووات، سيتم تحويل تكامل التبريد السائل من اختياري إلى إلزامي.

يقدم بائعو المحولات بشكل متزايد خيارات تبريد متعددة لنفس طراز الهيكل: تدفق الهواء القياسي لعمليات النشر التقليدية، وتدفق الهواء المحسن للكثافة المعتدلة، وواجهات التبريد السائل لتحقيق أقصى قدر من الأداء. يجب أن يتوافق اختيار جهاز الإرسال والاستقبال مع البنية التحتية للتبريد المخطط لها. تكلف الوحدات المصممة لتكامل التبريد السائل ما بين 15 إلى 20% أكثر ولكنها تتيح كثافات أعلى للمنافذ يمكنها تعويض هذه القسط من خلال تقليل عدد المحولات.

 

المستقبل-مسار التدقيق والترحيل

 

بلغت قيمة سوق البصريات العالمية القابلة للتوصيل 5.6 مليار دولار أمريكي في عام 2024، ومن المتوقع أن تصل إلى 9.9 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2030، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 9.8%. يمثل الجيل 1.6T نقطة متوسطة-في التطور المستمر لعرض النطاق الترددي. يجب على المؤسسات أن تفكر في كيفية تمكين الاختيارات الحالية أو تقييد الترقيات المستقبلية.

الطريق إلى 3.2T

إذا لم نتمكن من الحصول على سرعات تبلغ 400 جيجا/مسار في الوقت المحدد، فيمكننا أن نتوقع مضاعفة عدد الممرات لحلول 200 جيجا/مسار القادمة والوصول إلى 3.2 تيرابت في الثانية باستخدام موصلات 2xMTP16. تشتمل بنية 3.2T على الأرجح على 16 مسارًا بقوة 200G لكل منها، مما يضاعف عدد القنوات لتصميمات 1.6T الحالية.

تواجه البنية التحتية المصممة حول اتصالات MPO ذات 8 ألياف مسارات ترقية محدودة إلى 3.2T. يتطلب الانتقال إلى 16 ليفًا موصلات MPO-16 أو واجهات MPO-12 المزدوجة. يجب على المؤسسات التي تقوم بتركيب البنية التحتية للألياف اليوم توفير اتصال مكون من 16 ليفًا حتى إذا كانت عمليات النشر الأولية 1.6T تستخدم 8 ألياف فقط. تمثل تكلفة الكابل الإضافية تأمينًا ضد إعادة الأسلاك الباهظة الثمن خلال 2-3 سنوات.

شارك-المخطط الزمني للبصريات المعبأة

تعمل تقنية CPO على دمج جهاز الإرسال والاستقبال البصري أو المحرك البصري بإحكام مع شريحة تبديل، والتي يمكنها زيادة السرعة والكثافة مع تقليل استهلاك الطاقة وزمن الوصول. تمثل شركة -البصريات المعبأة تحولًا معماريًا أساسيًا، حيث تقوم بنقل الواجهات الضوئية من الوحدات القابلة للتوصيل مباشرةً إلى محولات ASIC.

قد يوفر CPO تحسينًا يصل إلى 3.5x في الكفاءة-تستخدم خطط Nvidia المحدودة-CPO في أجهزة 2025/2026. ومع ذلك، ستستهدف عمليات النشر الأولية لـ CPO -تطبيقات حوسبة محددة عالية الأداء بدلاً من شبكات مراكز البيانات العامة. ستظل أجهزة الإرسال والاستقبال 1.6T القابلة للتوصيل هي الخيار السائد لمعظم عمليات النشر حتى 2027-2028.

إن التعايش بين CPO والبنيات القابلة للتوصيل يعني أن استثمارات 1.6T الحالية لن تصبح قديمة على الفور. ستقوم المرافق بتشغيل شبكات هجينة مع CPO في طبقات العمود الفقري وبصريات قابلة للتوصيل في طبقات الأوراق. يفضل نمط الانتقال هذا اختيارات أجهزة الإرسال والاستقبال التي تتمتع بأنظمة بيئية قوية للموردين والتزامات دعم طويلة الأمد-.

 

النظام البيئي للمورد والدعم

 

بالإضافة إلى المواصفات الفنية، يؤثر استقرار المورد وإمكانيات الدعم بشكل كبير على النجاح-على المدى الطويل. احتلت Source Photonics المركز الثالث في شحن أكبر عدد من الوحدات الضوئية 400G في العالم في الربع الأول من عام 2024. وتشير أحجام الإنتاج المحددة إلى نضج التصنيع ومرونة سلسلة التوريد.

يشمل البائعون الرئيسيون في مساحة 1.6T ما يلي:

قادة الضوئيات السيليكون: شركة Coherent (المعروفة سابقًا باسم Finisar) وIntel وMarvell وCisco تقود الحلول المستندة إلى SiPh-. يقدم هؤلاء البائعون عادةً تكاملًا أكثر إحكامًا مع منصات التبديل الخاصة بهم.

متخصصو EML: Source Photonics، وInnolight، وEoptolink، وLumentum تهيمن على أجهزة الإرسال والاستقبال المستندة إلى EML-. يوفر تصنيع الليزر الراسخ لديهم أمان العرض أثناء ارتفاع الطلب.

اللاعبون الناشئون: توفر NADDOD، وAscentOptics، وFiberMall، وFast Photonics بدائل تنافسية، وغالبًا ما تكون أسعارها أقل بنسبة 20-30%. ومع ذلك، يمكن أن تمتد المهل الزمنية خلال فترات الطلب المرتفع بسبب صغر الطاقة الإنتاجية.

تعمل إستراتيجيات-المصادر المتعددة على تقليل مخاطر سلسلة التوريد ولكنها تزيد من تكاليف التأهيل. يحافظ النهج المتوازن على الموردين الأساسيين والثانويين للوحدات الحيوية، مع خيارات التعليم العالي المؤهلة ولكن غير مخزنة بشكل نشط. يتطلب هذا بنية تحتية مكررة للاختبار ولكنه يمنع الاعتماد الكامل على البائعين الفرديين.

 

اتخاذ قرار الاختيار

 

لا يوجد جهاز إرسال واستقبال واحد 1.6T يتفوق على الأجهزة الأخرى عالميًا. يعتمد الاختيار الأمثل على معلمات النشر المحددة:

اختر DR8 مع DSP عندما:

أقصى قدر من الموثوقية أمر بالغ الأهمية

حساسية الكمون موجودة (مجموعات تدريب الذكاء الاصطناعي)

مسافة الإرسال تبقى أقل من 500 متر

توافق تبديل المضيف مع LPO غير مؤكد

إن دعم البائعين وسجلات التتبع الثابتة هي الأكثر أهمية

اختر DR8+ عندما:

تمتد الروابط إلى ما هو أبعد من 500 متر ولكنها تظل أقل من 2 كيلومتر

إن التخلص من معدات التجديد يبرر ارتفاع تكلفة الوحدة

يلزم الاتصال بالحرم الجامعي أو المباني-المتعددة

من المحتمل حدوث تغييرات في البنية التحتية للألياف في المستقبل

اختر 2xFR4 عندما:

يعد تقليل عدد الألياف أولوية

ينبغي الاستفادة من البنية التحتية الحالية لـ LC

تتطلب الروابط مدى يصل إلى 1-2 كيلومتر

يعد تعقيد إدارة الكابلات مصدر قلق

تستفيد تطبيقات الارتباط ثنائية الاتجاه من تعدد إرسال الطول الموجي

اختر متغيرات LPO/LRO عندما:

تدعم Switch ASICs المعادلة المتقدمة

كفاءة الطاقة أمر بالغ الأهمية

توجد حساسية للتكلفة مع البنية التحتية المتوافقة

متطلبات الكمون معتدلة

النشر هو مجال أخضر مع المعدات الحديثة

وينبغي لإطار القرار أن يزن هذه العوامل بناءً على أولويات تنظيمية محددة. يؤدي نشر 10,000 منفذ-منفذ مما يوفر 5 واط لكل منفذ من خلال تقنية LPO إلى تقليل تكاليف الكهرباء المستمرة بمقدار 40,000 إلى 60,000 دولار أمريكي سنويًا في معظم الأسواق. وعلى مدى خمس سنوات، يمكن أن تتجاوز هذه الوفورات التشغيلية فرق التكلفة الأولية للوحدة، مما يجعل كفاءة الطاقة قرارًا ماليًا وليس قرارًا تقنيًا بحتًا.

 

استراتيجية الاختبار والتحقق من الصحة

 

بغض النظر عن نوع جهاز الإرسال والاستقبال المحدد، فإن التحقق الصحيح يمنع حدوث فشل في الحقل. في تطبيقات -الكثافة العالية 1.6T، يجب على الشركات المصنعة تحليل العديد من الممرات الضوئية PAM4 بسرعة 224 جيجابت/ثانية في نفس الوقت. يتطلب الاختبار الشامل معدات متخصصة، ولكن يمكن للمؤسسات تنفيذ أساليب التحقق العملية دون الحاجة إلى أدوات معملية-.

التفتيش الوارد: تحقق من طاقة الخرج البصري، وTDECQ، وحساسية جهاز الاستقبال على أساس العينة. يؤدي هذا إلى اكتشاف عيوب التصنيع قبل النشر. يوفر اختبار 2-3% من المخزون الوارد ثقة إحصائية بينما يظل مجديًا اقتصاديًا.

انسخ-قيد الاختبار: قم بتشغيل أجهزة الإرسال والاستقبال في درجة حرارة مرتفعة (60-70 درجة) لمدة 48-72 ساعة قبل النشر. وعادة ما تحدث حالات فشل وفيات الرضع خلال هذه الفترة وليس في شبكات الإنتاج. تكلفة العمالة لاختبار الاحتراق أقل بكثير من تكلفة الأعطال الميدانية.

التحقق من إمكانية التشغيل البيني: اختبار الوحدات من بائعين مختلفين معًا، وليس فقط في التكوينات المتجانسة. غالبًا ما تخلط عمليات النشر الحقيقية بين الموردين بسبب قيود التوفر. يكشف الاختبار عبر-الموردين عن مشكلات التوافق في البيئات التي يتم التحكم فيها.

اختبار الإجهاد: أجهزة الذكاء الاصطناعي تستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة-بطبيعتها، كما أن تضمين التوصيلات البينية عالية السرعة-يؤدي إلى زيادة العبء الحراري على البنية الأساسية للنظام. التحقق من صحة أجهزة الإرسال والاستقبال عند أقصى درجة حرارة تشغيل متوقعة، وليس فقط في الظروف القياسية. تختلف المواصفات عند 70 درجة بشكل كبير عن الأداء عند 25 درجة.

 

الأسئلة المتداولة

 

هل يمكنني مزج أجهزة إرسال واستقبال 1.6T من بائعين مختلفين في نفس الشبكة؟

نعم، تضمن مواصفات MSA إمكانية التشغيل البيني الأساسية بين الوحدات المتوافقة من مختلف الشركات المصنعة. ومع ذلك، تعمل بعض المحولات بشكل أفضل مع بعض العلامات التجارية لأجهزة الإرسال والاستقبال نظرًا لتوافق خوارزمية DSP. اختبر المجموعات التمثيلية قبل النشر على نطاق واسع-بدلاً من افتراض التوافق العالمي.

كيف يمكن مقارنة وحدات 1.6T باستخدام وحدتين 800G؟

تستهلك وحدة 1.6T واحدة طاقة أقل بنسبة 40% تقريبًا من وحدتين 800 جيجا بينما تشغل منفذًا واحدًا بدلاً من اثنين. يختلف فرق التكلفة-تكلف وحدات 1.6T عادةً 1.6-1.8× سعر وحدة 800G واحدة بدلاً من 2×. بالنسبة للتطبيقات عالية الكثافة، يوفر 1.6T اقتصاديات وكفاءة حرارية أفضل.

ما هي التغييرات اللازمة في البنية التحتية للألياف لنشر 1.6T؟

تتطلب وحدات DR8 اتصال 8- ألياف MPO إذا لم تكن مثبتة بالفعل، بينما يعمل 2xFR4 مع LC مزدوج قياسي. لا يمكن للبنية الأساسية الحالية للألياف-المتعددة الأوضاع أن تدعم أليافًا أحادية الوضع 1.6T-إلزامية. يجب على المؤسسات التي تستخدم ألياف OM3/OM4 إعادة توصيل الأسلاك بالكامل، مما يجعل 2xFR4 جذابًا لتقليل عدد الألياف في التعديلات التحديثية.

إلى متى ستظل أجهزة الإرسال والاستقبال 1.6T قابلة للحياة؟

واستنادًا إلى الأنماط التاريخية، سيكون 1.6T بمثابة واجهة مركز البيانات الأساسية خلال الفترة من 2027 إلى 2029 قبل أن يصبح 3.2T متاحًا على نطاق واسع. يمكن للمؤسسات التي تنشر 1.6T في عام 2025 أن تتوقع 5-7 سنوات من الاستخدام قبل أن يفرض تقادم التكنولوجيا الترقية، على الرغم من أن المتطلبات التشغيلية قد تدفع عمليات التحول المبكرة.

 

التوصيات النهائية

 

يقدم سوق أجهزة الإرسال والاستقبال 1.6T حاليًا خيارات ناضجة تقنيًا عبر بنيات متعددة. بدلاً من البحث عن خيار "أفضل" عالميًا، قم بمطابقة اختيار جهاز الإرسال والاستقبال مع أولويات النشر.

بالنسبة لمجموعات تدريب الذكاء الاصطناعي التي تركز على الحد الأقصى من الأداء، توفر وحدات DR8 لضوئيات السيليكون مع معالج الإشارة الرقمية (DSP) مقاس 3 نانومتر -خصائص رائدة في مجال كفاءة الطاقة وزمن الوصول. اقبل فترات زمنية أطول وتكاليف أولية أعلى كمقايضات جديرة بالاهتمام للحصول على مزايا تشغيلية.

بالنسبة لعمليات النشر السحابية واسعة النطاق-التي تعطي الأولوية لكفاءة الألياف وتكاليف البنية الأساسية-على المدى الطويل، توفر وحدات 2xFR4 اقتصاديات مثالية على الرغم من الأسعار المتميزة. يتم سداد التخفيض بنسبة 75% في الألياف في غضون 18 إلى 24 شهرًا من خلال إدارة الكابلات المبسطة وخفض تكاليف التركيب.

بالنسبة للمؤسسات التي تعمل على تحقيق التوازن بين التكلفة والأداء في بيئات التطبيقات المختلطة، توفر وحدات DR8 المستندة إلى 5 نانومتر - من الموردين المعتمدين أوسع نطاق من التوافق وأقصر أوقات التسليم. يؤدي هذا الاختيار المتحفظ إلى تجنب-المخاطر المتطورة مع تقديم أداء قوي.

اختبار شامل بغض النظر عن الاختيار. إن الفرق بين الوحدات الممتازة نظريًا والوحدات التي أثبتت جدواها-الموثوقة يحدد ما إذا كان نشر 1.6T الخاص بك يمكّن أهداف العمل أم يعيقها. استثمر في اختبار التأهيل والتحقق من صحة-الموردين المتعددين-الجهد المسبق الذي يمنع حالات الفشل الأكثر تكلفة بشكل كبير بعد نشر الإنتاج.

---

الوجبات السريعة الرئيسية

يناسب DR8 مجموعات الذكاء الاصطناعي التي تتطلب الحد الأدنى من زمن الوصول والحد الأقصى من الموثوقية في نطاق 500 متر

يعمل 2xFR4 على تقليل استهلاك الألياف بنسبة 75% مع دعم مسافات تصل إلى 2 كيلومتر

توفر الضوئيات السيليكونية كفاءة أفضل في استخدام الطاقة مقارنة بـ EML بالنسبة لمعظم التطبيقات

تعمل تقنية LPO على تقليل الطاقة إلى أقل من 15 وات ولكنها تتطلب معدات مضيفة متوافقة

يوفر DSP 3nm طاقة أقل ولكن فترات زمنية أطول مقارنة بتقنية 5nm الناضجة

يمنع اختبار التأهيل حالات الفشل الميدانية التي تعطل أعباء عمل تدريب الذكاء الاصطناعي باهظة الثمن

---

مصادر البيانات

مصدر الضوئيات - 1.6منتجات عائلة أجهزة الإرسال والاستقبال T و800G PAM4 ECOC 2024

العرض التوضيحي لجهاز الإرسال والاستقبال المعتمد على الضوئيات السريعة - 1.6T SiPh

أجهزة إرسال واستقبال متماسكة - 1.6T-DR8 و800G-DR4 ECOC 2024

Ciena - 1.6T Coherent-Lite قابل للتوصيل WaveLogic 6 Nano

Eoptolink - أجهزة الإرسال والاستقبال من سلسلة OSFP 1.6T DR8 و2FR4

NADDOD - جهاز إرسال واستقبال NVIDIA 1.6T OSFP224 DR8 السيليكون الضوئي

أبحاث سوق LightCounting - توقعات أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 2025-2029

Keysight Technologies - 1.6T حلول اختبار أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية

Semtech - ندوة عبر الإنترنت لأجهزة إرسال واستقبال Datacom منخفضة الطاقة 1.6T

DataIntelo - 1.6تقرير أبحاث سوق أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 2033