Đón đầu sự đổi mới: Sự phát triển của module quang 800G

Trong môi trường kỹ thuật số ngày nay đang phát triển nhanh chóng, công nghệ mạng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo điều kiện giao tiếp liền mạch và trao đổi dữ liệu. Khi nhu cầu về băng thông cao và tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn tiếp tục tăng, việc áp dụng các module tốc độ cao là không thể thiếu.

Các Yếu Tố Công Nghệ Chính cho 800G

PAM4

Việc sử dụng việc điều chế PAM4 đã cho thấy hiệu quả về cost-effectiveness đáng kinh ngạc khi tăng gấp đôi tỷ lệ dữ liệu hiệu quả trên mỗi làn, trong khi vẫn giữ hằng số baud rate. PAM4 sử dụng bốn mức tín hiệu, với mỗi ký hiệu đại diện cho hai bit dữ liệu (00, 01, 11 hoặc 10).

Hiện nay, PAM4 100G đã trở thành tiêu chuẩn, tạo điều kiện cho việc triển khai kinh tế hơn của 100GE thông qua một bước sóng (single lambda), và 400GE thông qua bốn bước sóng cho các liên kết sợi đơn (SMF). Sự xuất hiện của các switches và routers 25.6T  được trang bị các giao diện PAM4 100G sẽ thúc đẩy việc áp dụng các cổng 800G một cách hiệu quả.

Các đợt đổi mới sắp tới trong quá trình phát triển sẽ giới thiệu việc hỗ trợ bước sóng PAM4 200G. Sự tiến bộ này nhằm mục đích tối ưu hóa các phức tạp quang học và giảm chi phí của các module, đồng thời cũng tạo điều kiện cho khả năng tăng cường của hệ thống switches và routers cũng như sự ra mắt của các cổng 3.2Tbps. Khi các tiêu chuẩn ngành hòa hợp về các kỹ thuật mã hóa, cân bằng và sửa lỗi cần thiết, 800G sẽ trở nên kinh tế hơn trên nhiều ứng dụng. 

Hình 1: Thời gian giới thiệu và bước phát triển của PAM4

Công nghệ Photonics Silicon

Photonics Silicon nổi bật như một công nghệ quan trọng, kết hợp các thành phần photonics với khả năng truyền nhận tốc độ cao lên một lớp substrate silicon. Phương pháp này đã được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực các module quang 100G và 400G. Tận dụng Photonics Silicon cho phép sử dụng các cơ sở sản xuất wafer tiêu chuẩn, tối ưu hóa quá trình sản xuất hàng loạt các hệ thống con quang học và do đó giảm chi phí lắp ráp. Chiến lược tích hợp này đặc biệt quan trọng đối với các module quang nhỏ gọn với nhiều làn và các module quang cộng hưởng phức tạp với các chức năng quang học tinh vi.

Các Định Dạng 800G

Hình 2. Module quang 800G

• QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density): QSFP-DD là một định dạng giao diện module nhỏ bốn kênh có mật độ gấp đôi. Nó dựa trên một phần mở rộng của tiêu chuẩn đóng gói QSFP cho phép tốc độ cao hơn bằng cách thêm mật độ ổ cắm bổ sung. QSFP-DD hỗ trợ các ứng dụng 800G bằng cách sử dụng các làn PAM4 100G (QSFP-DD800). Hiện tại, QSFP-DD MSA đang phát triển thế hệ tiếp theo của QSFP-DD để hỗ trợ 1.6T và 200G lanes (QSFP-DD 1600).

• OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable): OSFP là một định dạng giao diện module nhỏ tám kênh được thiết kế để hỗ trợ truyền dữ liệu tốc độ cao. Kích thước và thiết kế giao diện của nó tương tự như QSFP-DD, nhưng cung cấp một số kênh lớn hơn và băng thông cao hơn. Đóng gói OSFP hỗ trợ tốc độ 800G. Trong năm 2022, thông số kỹ thuật OSFP được cải thiện thêm để bao gồm hỗ trợ cho các module 1.6T với các làn PAM4 200G, được gọi là OSFP1600.

• CPO (Co-Packaged Optics): CPO là một công nghệ đổi mới chỉ ra sự tích hợp điện quang trong đó động cơ quang học và chip chuyển đổi được đóng gói cùng nhau, thay vì sử dụng định dạng module quang có thể cắm được. Phương pháp này cho phép truyền dẫn nhanh hơn của tín hiệu điện giữa động cơ và chip bằng cách rút ngắn khoảng cách giữa động cơ quang và chip chuyển đổi. Nó hiệu quả giảm kích thước, tiêu thụ điện năng thấp và tăng cường hiệu suất.

Ứng Dụng của Transceivers quang 800G

• Trung Tâm Dữ Liệu: Trung tâm dữ liệu là một trong những kịch bản ứng dụng chính cho các module quang 800G. Trung tâm dữ liệu là cơ sở quan trọng để lưu trữ, xử lý và quản lý các lượng thông tin lớn. Tốc độ truyền dữ liệu cao của các module quang 800G có thể đáp ứng nhu cầu về băng thông cao và độ trễ thấp của trung tâm dữ liệu, cho phép truyền và xử lý dữ liệu nhanh chóng.

• Giao Tiếp 5G: Tốc độ truyền dữ liệu cao và độ trễ thấp của các module quang 800G có thể cung cấp kết nối mạng đáng tin cậy, hỗ trợ các ứng dụng khác nhau trong giao tiếp 5G, như giao thông thông minh, sản xuất thông minh và các thành phố thông minh.

• Mạng Đô Thị (MANs): Tốc độ truyền dữ liệu cao của các module quang 800G có thể cung cấp băng thông cao hơn và kết nối ổn định hơn, đáp ứng các yêu cầu về mạng tốc độ cao của mạng đô thị. Điều này hỗ trợ sự phát triển của quá trình thông tin hóa đô thị và nền kinh tế.

Kết luận

Sự xuất hiện của các module quang 800G tiên báo một kỷ nguyên mới trong công nghệ kết nối mạng. Các nhà sản xuất module đang tích cực đáp ứng xu hướng này bằng cách tung ra nhiều loại module quang 800G, bao gồm cả giao thức Ethernet và InfiniBand. Với hiệu suất mạnh mẽ, lượng hàng tồn kho phong phú và giao hàng nhanh chóng, cung cấp cho khách hàng các giải pháp 800G chất lượng cao.