Pengetahuan

Chip fotonik silikon telah berpindah dari laboratorium penelitian ke transceiver optik berkecepatan tinggi. Ketika modul 400G menjadi standar di pusat data skala besar dan penerapan 800G dan 1,6T dipercepat untuk kluster AI, teknologi chip yang mendasarinya tidak lagi hanya menjadi perhatian hulu - teknologi ini secara langsung membentuk bagaimana kabel serat optik, rakitan MPO/MTP, dan anggaran tautan perlu dirancang.

Kemajuan terbaru dari pemasok chip domestik Tiongkok dalam perangkat fotonik silikon 200G, 400G, dan 800G telah menambah faktor lain yang harus dilacak oleh pembeli kabel dan arsitek jaringan. Sebagai produsen kabel serat optik yang bekerja sama dengan operator, hyperscaler, dan integrator, kami melihat tren ini bukan sebagai sebuah cerita chip, namun sebagai pertanyaan tentangapa pengaruhnya terhadap kabel yang berada di bawah setiap-tautan berkecepatan tinggi.
 

Apa Itu Chip Fotonik Silikon 400G?

Chip fotonik silikon mengintegrasikan komponen optik - modulator, pandu gelombang, detektor, dan (dalam desain heterogen) sumber laser - pada substrat silikon menggunakan proses yang kompatibel dengan CMOS-. Dibandingkan dengan optik diskrit tradisional yang dibuat berdasarkan indium fosfida (InP) atau galium arsenida (GaAs), fotonik silikon bertujuan untuk integrasi yang lebih erat, daya per bit yang lebih rendah, dan penskalaan yang lebih baik pada jalur semikonduktor yang ada.

Chip fotonik silikon 400G biasanya mendukung 4×100G atau 1×400G per panjang gelombang, dipasangkan dengan modulasi PAM4 dan DSP, dan merupakan mesin optik di dalam QSFP-DD, OSFP, dan faktor bentuk 800G/1,6T yang sedang berkembang.

Mengapa Silicon Photonics Penting untuk-Jaringan Optik Berkecepatan Tinggi

Pergeseran ke arah fotonik silikon didorong oleh tiga tekanan yang akan dikenali oleh setiap operator pusat data: daya, kepadatan, dan biaya per bit.

• Efisiensi daya.Cluster pelatihan AI memusatkan bandwidth yang sangat besar dalam satu baris rak, dan setiap watt yang dihabiskan untuk optik adalah satu watt yang tidak tersedia untuk komputasi. Fotonik silikon telah menjadi pendekatan terdepan untuk menjaga daya per gigabit pada lintasan menurun pada 400G ke atas.
• Kepadatan integrasi.Memasukkan lebih banyak jalur ke dalam tapak modul yang sama memungkinkan transceiver 800G dan 1,6T menjangkau panel depan.
• Skala manufaktur.Membangun perangkat fotonik pada jalur wafer standar memungkinkan volume tumbuh seiring dengan permintaan dari AI dan pembangunan cloud{0}}.

Untuk melihat lebih dalam tentang bagaimana kecepatan transceiver dipetakan ke dalam desain jaringan, catatan kami diModul optik 800Gmenelusuri opsi antarmuka umum dan tempat masing-masing opsi mendarat dalam penerapan nyata.

Dorongan untuk Chip Fotonik Silikon 400G Domestik

Selama sebagian besar dekade terakhir,{0}}chip fotonik silikon kelas atas untuk 400G ke atas didominasi oleh pemasok AS dan Jepang. Gambaran itu telah berubah. Pemasok Tiongkok - termasuk Accelink Technologies dan HG Genuine (Huagong Zhengyuan) - telah secara terbuka menyatakan bahwa perangkat fotonik silikon 200G, 400G, dan 800G mereka telah mencapai tahap produksi dan sedang dirancang untuk mesin dan modul optik mereka sendiri.

Klaim spesifik mengenai hasil panen, harga, pesanan pelanggan, dan jam pengujian pada bulan tertentu harus ditangani dengan hati-hati hingga didukung oleh pengajuan perusahaan, laporan yang telah diaudit, atau liputan industri besar. Hal yang terlihat oleh publik, dan hal yang penting bagi lapisan kabel, adalah arah yang lebih luas: pasokan fotonik silikon yang lebih terdiversifikasi, lebih banyak mesin optik 400G dan 800G yang dipasarkan, dan peningkatan yang lebih cepat menuju penerapan berbasis AI-dan-cloud.

Arah tersebut mempunyai implikasi jauh melampaui chip itu sendiri.

Apakah 400G Silicon Photonics Mengubah Persyaratan Kabel Serat Optik?

Untaian serat itu sendiri - single-mode kaca atau multimode - tidak perlu diciptakan kembali untuk 400G. Keluarga IEEE 802.3 daristandar Ethernetmendefinisikan 400GBASE-DR4, FR4, LR4, SR4.2, SR8, dan antarmuka terkait melalui jenis serat yang sama yang telah diterapkan di sebagian besar pusat data dan jaringan metro.

Apa yang berubah adalah betapa tak kenal ampunnya tautan tersebut. Kecepatan simbol yang lebih tinggi dan modulasi PAM4 memperketat anggaran kerugian, meningkatkan sensitivitas terhadap kebisingan partisi mode dan dispersi kromatik, dan memberi bobot lebih pada kualitas konektor dibandingkan 10G atau 25G. Dalam praktiknya, hal ini berarti tiga hal untuk lapisan kabel:

1. Kerugian penyisipan lebih penting.Tambahan dB kecil pada setiap panel patch, sambungan, dan antarmuka MPO yang dapat ditoleransi pada 10G dapat memutus tautan 400G.
2. Jangkauan lebih pendek dari yang disarankan pada lembar spesifikasi.Tautan 400G/800G yang sebenarnya jarang berjalan pada jangkauan maksimum absolut karena anggaran dihabiskan untuk-jumlah konektor dan kerugian tikungan di dunia nyata.
3. Optik paralel mendominasi di dalam pusat data.Antarmuka DR4/SR4/SR8 mengandalkan batang MPO 8-serat atau 16-serat daripada pasangan LC dupleks.

   

Dampak pada Kabel Pusat Data, MPO/MTP, dan Fiber{0}}Rendah Rugi

Mode-tunggal vs multimode pada 400G

Untuk jangkauan pusat data di bawah sekitar 100 m, serat multimode OM4 dan OM5 yang dipasangkan dengan transceiver kelas SR-tetap menarik dalam hal biaya. Untuk jangkauan 500 m ke atas, dan untuk hampir semua struktur cluster AI dan link DCI, mode-tunggal mendominasi. Banyak operator kini melakukan standarisasi pada-G.652.D dengan kerugian rendah untuk pengoperasian di-bangunan dan mempertimbangkan G.654.E untuk segmen jangkauan yang lebih panjang.

Dua referensi produk yang sering muncul dalam diskusi desain 400G/800G adalah milik kamiserat mode tunggal-kerugian G.652.D-yang rendahdan milik kitaG.654.E serat dengan kerugian ultra-rendah-untuk-aplikasi jarak jauh dan DCI. Untuk link jangkauan pendek multimode,serat OM4tetap menjadi pekerja keras, dengan OM5 yang menarik di mana SWDM berada dalam cakupannya.

MPO/MTP dan optik paralel

Karena sebagian besar antarmuka-jangkauan pendek 400G dan 800G bersifat paralel, trunk MPO-12 dan MPO-16 telah menjadi infrastruktur default untuk fabric pusat data. Pengelolaan polaritas (Tipe A, B, atau C), ujung yang dipasangi pin vs. yang tidak dipasangi pin, konektor APC-kerugian rendah untuk mode tunggal, dan kebersihan permukaan akhir kini menentukan apakah tautan 400G tampil dengan baik atau gagal karena kesalahan FEC.

Ikhtisar kami tentangProduk MPO/MTPmencakup trunk, harness, dan modul konversi yang biasanya digunakan pada lapisan ini, dan catatan kami tentangnyaPerbedaan MPO vs MTPadalah panduan yang berguna bagi pembeli untuk membandingkan lembar data pemasok.

Aritmatika anggaran kerugian

Untuk 400G-DR4 dan antarmuka serupa, anggaran tautan operasional setelah FEC cukup kecil sehingga dua pasang konektor MPO tambahan dengan kualitas biasa-biasa saja dapat menghabiskan seluruh margin. Menentukan konektor-kerugian rendah di setiap titik breakout - dan memverifikasi dengan insertion loss dan pengujian OTDR - tidak lagi opsional. Panduan praktis kami untukpengujian kabel serat optikmembahas hal-hal yang harus diverifikasi sebelum membuka-tautan berkecepatan tinggi.
 

Apa yang Harus Dipertimbangkan Pembeli Kabel untuk Jaringan 400G dan 800G

Dari sudut pandang produsen, operator dan integrator yang mendapatkan turn-up 400G/800G paling bersih-cenderung memiliki daftar periksa yang sama:

• Kunci anggaran kerugian lebih awal.Putuskan antarmuka mana (DR4, FR4, LR4, SR4.2, SR8) yang termasuk dalam cakupan setiap tautan, lalu-hitung kembali berapa banyak pasangan konektor dan berapa panjang serat yang dapat diserap oleh kabel.
• Standarisasi pada satu atau dua tingkat serat.Mencampur G.652.D, G.652.D{1}}loss rendah, dan G.654.E tanpa aturan yang jelas akan menimbulkan ketidakcocokan-titik sambungan dan kebingungan di lapangan.
• Perlakukan polaritas MPO sebagai keputusan desain, bukan perbaikan lapangan.Pilih Tipe A, B, atau C di depan dan dokumentasikan di setiap gambar.
• Permintaan kualitas akhir-konektor.APC untuk mode-tunggal kini menjadi default; UPC hanya dapat diterima jika anggaran reflektansi mengizinkannya.
• Rencanakan langkah berikutnya.Perkabelan diamortisasi selama 10+ tahun; transceiver berputar lebih cepat. Pabrik yang dirancang hanya untuk 400G tidak akan menerima 800G atau 1,6T dengan senang hati.

Untuk operator yang merencanakan pembangunan terkoordinasi-, kamisolusi konektivitas pusat dataIkhtisar menjelaskan bagaimana lapisan trunk, patch, dan modul biasanya ditentukan bersama-sama, dan lapisan kamikabel pusat data serat optikhalaman mencakup rangkaian produk spesifik yang digunakan dalam penerapan hyperscale dan cluster AI.

Apa Artinya Bagi Industri

Jika pasokan fotonik silikon dalam negeri terus meningkat hingga 400G dan berkembang menuju 800G, ada tiga dampak hilir yang dapat diperkirakan:

• Tekanan harga modul optik berkurang di sisi chip, sehingga membebaskan anggaran untuk-kabel dan konektor berkualitas lebih tinggi - yang merupakan titik-link berkecepatan tinggi yang paling sering gagal di lapangan.
• Transisi 800G dan 1,6T mengalami kompresi, karena lebih banyak rantai pasokan yang diproduksi secara massal-secara paralel dibandingkan secara serial.
• Operator cluster AI, yang merupakan konsumen optik baru yang paling agresif, mendapatkan sumber kedua untuk komponen penting, sehingga meningkatkan cakrawala perencanaan mereka untuk pembangunan fabric.

Tak satu pun dari hasil tersebut mengubah sifat fisik serat itu sendiri. Apa yang mereka ubah adalah kecepatan di mana pembeli harus siap dengan pemasangan kabel yang sesuai dengan optik.

Ringkasan

Fotonik silikon 400G bukanlah berita utama - ini adalah mesin yang mendasari yang mendorong 800G dan 1,6T ke dalam pusat data arus utama dan penerapan kluster AI. Rantai pasokan fotonik silikon yang lebih terdiversifikasi, termasuk kemajuan berkelanjutan dari pemasok Tiongkok, mempercepat transisi tersebut dibandingkan mengarahkannya secara mendasar.

Bagi pembeli kabel serat optik, praktisnya sangatlah mudah: untaian serat tidak berubah, namun toleransi terhadap pemasangan kabel yang ceroboh telah berubah. Anggaran kerugian yang lebih ketat, optik paralel yang lebih banyak, dan irama peningkatan kecepatan yang lebih cepat semuanya mendorong spesifikasi pengkabelan menuju-komponen kerugian yang rendah, perencanaan polaritas MPO yang cermat, dan pengujian tautan yang disiplin. Operator yang menerapkan disiplin tersebut ke dalam pabrik mereka sekarang akan menyerap optik dua generasi berikutnya dengan pengerjaan ulang yang jauh lebih sedikit dibandingkan mereka yang mengoptimalkan transceiver saat ini saja.