Високоскоростна оптична връзка: Решения за центрове за данни
Apr 27, 2026| През последното тримесечие имахме клиент, който изпрати обратно четиридесет 400G DR4 модула, претендирайки за произволни клапи на връзката на техните комутатори Arista 7060X5. Преди дори да отворим документите за RMA, нашият тестов инженер зададе един въпрос: проверихте лиMPO конекторипреди монтажа? Те не са имали. Изпратихме модулите през нашата пълна регресия, очни диаграми чисти, BER под 1E-13 във всичките четири ленти,DDM показания номинални. След това ги помолихме да изпратят снимки на краищата на-кабела си под оптичен микроскоп. Всеки един конектор имаше замърсяване с частици. Четиридесет модула, нула дефекти. Проблемът беше прах.
Виждаме някаква версия на това всеки месец. Разгръщането на високоскоростни оптични връзки във всякакъв мащаб се сблъсква с една и съща стена и числата го подкрепят: някъде между 65% и 70% от всички повреди на 400G и 800G връзки се проследяват обратно към замърсяване на конектора, а не до грешки в трансивъра. (Полеви данни IEEE 802.3 чрез AscentOptics) Посочваме това първо, защото то очертава начина, по който мислим за цялото решение за взаимно свързване. Модулът почти никога не е най-слабото звено. Физическият слой около него е.
Вашият модел на трафик определя вашата архитектура на оптично свързване
Всеки започва с номера на частта.QSFP-DD или OSFP, SR или DR, многомодов или единичен-режим. Ние също го правим. Но всички внедрявания, които вървяха добре за нашите клиенти, започнаха някъде другаде: как всъщност изглежда трафикът?
Мащабното-обучение с изкуствен интелект генерира всички-до-комуникации с GPU, които се оказват изненадващо предсказуеми за времеви мащаби от минути до часове. Google използва това с превключватели на оптични вериги в своята мрежа Jupiter, преконфигурирайки физическите светлинни пътища между стелажите, вместо да превключва пакети. Техните публикувани резултати от десетилетие на производствена употреба: 41% намаление на мощността, 30% по-ниски капиталови разходи и 50 пъти подобрение на времето за работа на тъканта спрямо предишната им архитектура Clos. (Google SIGCOMM'22) Тези числа са реални, но принадлежат на компания, която е похарчила някъде между 500 милиона и 1 милиард долара за OCS инфраструктура за пет години. Няколко средни-клиенти ни помолиха да оценим осъществимостта на OCS за техните среди. Във всеки случай, след като изчислиха числата в мащаб под-500 възли, капиталовите изисквания надвишиха ползите от преконфигурирането и те останаха с конвенционалното гръбначно листо, използващо модули за включване.
Изводът обръща уравнението. Трафикът е бурен и непредвидим на нивото на потока, а толерансът на латентност е близо до нула. Не можете да преконфигурирате оптични пътища на базата на-заявка. Това, от което се нуждаете, е постоянно свръхпровизирана тъкан с детерминирана латентност, която ви тласка към включващи се приемо-предаватели в гръбначна-листова топология, където всяка връзка винаги свети. Ние продаваме модули и в двата сценария, а инженерните разговори са напълно различни. Купувачите на обучаващи клъстери искат да знаят за общата честотна лента на стелаж и мощност на бит. Купувачите на изводи питат за латентността на опашката и какво се случва, когато връзката падне.
За традиционните корпоративни и цветни среди под хипермащаб, цената на порт доминира и обратната съвместимост със съществуващите оптични инсталации има повече значение от необработената плътност на честотната лента. Тествахме нашите400G QSFP-DD модули в 14 комутационни платформивключително Cisco Nexus 93600CD, Arista 7060X5 и Juniper QFX5220. В тези среди доминиращата грижа не е скоростта. Това е дали модулът се разпознава от фърмуера на превключвателя без ръчни команди за отмяна.
800G мъртва зона, която хваща инженерите неподготвени
При 400G изборът на свързване беше процес в две-стъпки: измерване на разстоянието, избор на мед или оптично влакно. Пасивният DAC покриваше 3 до 5 метра удобно. 800G счупи това. Всяка лента работи 112G PAM4. Загубата на мед при тези честоти приблизително се удвоява в сравнение с 400G и резултатът е твърд таван около 2 метра за пасивен кабел.
Научихме това по скъпия начин. Ранен клиент поръча нашия800G пасивни DAC модулив 3-метрови дължини въз основа на тяхното оформление на багажник 400G. Обучението на връзката се провали на над 60% от портовете. Медта не беше дефектна; физиката просто не би го позволила. Те преминаха към AEC за 3 до 5-метровите линии и сменяеми оптични модули за всичко отвъд и внедряването се стабилизира в рамките на една седмица. Оттогава спряхме да приемаме поръчки за пасивен 800G DAC над 2,5 метра и добавихме предупреждение за разстояние за разгръщане към процеса на потвърждение на поръчката.
AEC вече притежава разликата от 3 до 7 метра. Цифровите ретаймери регенерират сигнала електрически без оптично преобразуване, което намалява разходите, но добавя латентност. Само KP4 FEC поставя 50 до 100 наносекунди на всеки скок при 800G, а ретаймерът натрупва повече отгоре. Измерихме общата добавена латентност от 85 до 110 ns на модулите AEC, които доставяме в момента. За връзките на гръбначния-листови тъкани това наддаване е невидимо в производителността на приложението. За тясно свързани GPU клъстери това е различна история. Въз основа на данните за профилиране от три клиентски внедрявания, работещи с H100 възли, ако комуникационните разходи за вашето обучение вече са над 15%, тези допълнителни сто наносекунди на скок през множество нива на комутация започват да се натрупват в операциите на NCCL AllReduce.
Отвъд 7 метра, сменяемите оптични трансивъри за 800G са единственият жизнеспособен път. Изискванията на физическия слой се затягат значително тук. Край--бюджетите за загуби при вмъкване под IEEE 802.3ck са под 1,5 dB за повечето класове на обхват 800G и всяка свързана MPO връзка трябва да остане под 0,35 dB. Виждали сме инсталирани влакна, които са преминали сертифициране при 100G, показват PMD стойности два до три пъти над номиналната си спецификация след няколко години на компресия в кабелни скари, в съответствие с това, което екипът за мрежови изследвания на Juniper докладва през 2023 г. Нашата стандартна препоръка преди внедряване на 800G трансивър: изпълнете OTDR и PMD характеризиране на всеки съществуващ сегмент от влакна. Не е проба. Всеки сегмент. Разходите за повторно -издърпване на два магистрални кабела са малка част от разходите за отстраняване на грешки на периодични клапи на връзката за шест месеца.
CPO срещу LPO срещу Pluggable: къде всъщност се намира всяка технология през 2026 г
Съв-опакованата оптика ще промени начина, по който се изгражда превключващата инфраструктура на центъра за данни. Ние казваме това като производител на щепселни модули, така че приемете нашето мнение като информирано, а не като неутрално.
На OFC 2026 данните за надеждността на прототипите на CPO показаха потенциално по-ниски нива на отказ в сравнение с традиционните модули, които могат да се включват. Без механични цикли на вмъкване или открити повърхности на съединителите, доминиращите режими на повреда на щепселните модули просто не са приложими. Платформата за превключватели Bailly 51.2T CPO на Broadcom демонстрира приблизително 70% по-ниско потребление на енергия на оптичния слой в сравнение с еквивалентни конфигурации с възможност за включване. (DataMIntelligence Optical Interconnect Report) NVIDIA показа CPO-интегрирани превключватели на GTC 2026, целево мащабиране-разгръщане в прозореца от 2027 до 2028 г.
Нашата позиция: ако не сте хипермащабер, който изгражда персонализиран силикон за превключватели, щепселната оптика е единствената ви опция за разгръщане поне до 2027 г. CPO се нуждае от архитектури на платки, които повечето доставчици на суичове все още не са доставили, стандарти за конектори, които не са финализирани, и изцяло нов наръчник за справяне с повреди, които не можете да коригирате чрез издърпване на модул. Все още не съществува екосистемата за общи корпоративни поръчки. Имахме двама бъдещи клиенти през изминалата година, които отложиха надстройките си от 400G-до 800G в очакване на CPO. И двамата в крайна сметка се върнаха и направиха поръчки за свързване, след като пропуските им в честотната лента се превърнаха в производствени инциденти. Писахме за инженерната обосновка на тази позиция по-подробно на нашияанализ на архитектурата на сменяем трансивър.
LPO седи в различно пространство. Премахването на DSP от модула изрязва единствения най-енергоемък-компонент, отговорен за до половината от общата мощност на модула. Резултатът е 30 до 50% по-ниска консумация и до 15 наносекунди по-малко латентност. Започнахме да изпращаме LPO-специфични RFQ в края на 2025 г. Три от четирите дойдоха от клиенти, изграждащи GPU клъстери от един-доставчик на NVIDIA Spectrum-X. None-operated multi{12}} fabrics fabrics, което ви казва всичко за това къде работи LPO днес. Ако вашата мрежа смесва доставчици на комутатори, LPO не е съвместим с вашата среда. Ако използвате клъстер с изкуствен интелект от-доставчик, това може да е най-интелигентното налично надграждане и очакваме до средата на 2027 г. да имаме готови за LPO-модули.
Какво означават термичните граници от 800G за избор на модул
Топлинната математика при 800G хваща хората неподготвени. Плътността на мощността на високоскоростната оптична връзка при това поколение създава проблеми, които просто не съществуват при 400G. 64-портов превключвател, напълно зареден с 800G модули при 16W всеки, черпи приблизително 1kW само в мощността на трансивъра, преди собствената ASIC на превключвателя от 400 до 500W. Това е 1,4 до 1,5 kW на превключвател. Осем превключвателя в гръбначен слой ви поставят над 11 kW само от мрежово оборудване, в стелажи, които често са били предвидени за общо 8 до 10 kW.
Juniper Networks изрично предупреждава, че модулите на трети{0}}страни с висока мощност, особено кохерентните типове ZR и ZR+, могат да причинят термично увреждане на хост оборудването, като отговорността пада върху потребителя. (Често задавани въпроси за оптиката на Juniper Networks 800G) Това не е аргумент срещу-оптични модули на трети страни. Това е аргумент да знаете точно какво включвате. В нашата квалификация за термичен цикъл, ние тестваме всеки дизайн на 800G модул при постоянна температура на свързване от 85 градуса в продължение на 2000 часа и проследяваме дрейфа на лазерния ток като основен индикатор за стареене. Уреди, които се движат над 38 mA, се изтеглят от производствената линия. При плътност 800G, разликата между чертеж на модул 14W и един чертеж 18W определя дали стелажът остава в термичната обвивка или задейства аларми за изключване в 2 сутринта. Грешната спецификация винаги е била досадна. При тези нива на мощност е скъпо.
Доставяме сменяеми модули от 1G SFP до 800G OSFP и тестваме спрямо основните комутационни платформи. Водим записи за това кое работи и кое не. Ако се нуждаете от проверка за съвместимост спрямо конкретна среда на превключвател или искате спецификации за термичен и енергиен-клас за стелажи с висока-плътност 800G, нашите инженери провеждат тези разговори всяка седмица. НашитеСтраница за трансивър 800G OSFP и QSFP-DD800има спецификации, опции за обхват-класове и примерни формуляри за заявки за всеки модул, който доставяме.