Vad är en 400G optisk transceiver? Typer, applikationer och grossistförsäljningsguide

Datacenterarkitekter och nätverksingenjörer som skalar sin infrastruktur bortom 100G möter i allt större utsträckning den optiska 400G-sändtagaren som nästa steg i sammankopplingsdesign med hög densitet och hög bochbredd. Ändå 400G optiska sändtagare finns i flera formfaktorer, använder olika optiska tekniker och varierar avsevärt i räckvidd, fiberkrav och strömförbrukning – vilket gör valet mer komplext än vid lägre hastigheter.

Den här guiden täcker de viktigaste 400G-transceivertyperna, hur de skiljer sig tekniskt, vilka applikationer de tjänar och vad du ska leta efter när du köper från en tredjepartstillverkare.

Vad är en 400G optisk transceiver?

A 400G optisk transceiver är en pluggbar optisk modul som sänder och tar emot data med en sammanlagd hastighet av 400 Gigabit per sekund. Den ansluts till en kompatibel port på en switch, router eller server, omvandlar elektriska signaler från värdenheten till optiska signaler för överföring via fiberoptisk kabel och omvandlar mottagna optiska signaler tillbaka till elektriska signaler.

400G-transceivrar uppnår sin höga datahastighet genom ett av två tillvägagångssätt: multiplicera antalet optiska banor (parallell optik) eller använda avancerade moduleringsformat — främst PAM4 (Pulse Amplitude Modulation 4-level) — för att öka datahastigheten per körfält utöver vad NRZ (Non-Return-to-Zero) kan leverera på samma fysiska infrastruktur.

De dominerande formfaktorerna för 400G-sändtagare är QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density) and OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable) , som båda stöder 8 elektriska körfält med 50G per körfält för att uppnå 400G sammanlagd hastighet.

Huvudtyper av 400G optiska sändtagare

400G-sändtagarens ekosystem inkluderar för närvarande flera distinkta optiska gränssnittsstandarder, var och en optimerad för olika kombinationer av räckvidd, fibertyp och kostnad.

400G SR8 — Short Reach, Multimode Fiber

Den 400G SR8 transceiver använder 8 parallella optiska körfält över multimodfiber (OM4 eller OM5), sänder 50G per körfält med PAM4-modulering. Maximal räckvidd är 100 meter på OM4 och 150 meter på OM5 fiber. SR8 kräver en MPO-16-kontakt och 16 fibertrådar (8 sändningar, 8 tar emot), vilket gör den lämplig för installationer där en MPO-fiberanläggning redan finns på plats. Det är den billigaste 400G optiska lösningen för korta räckviddsanslutningar inom datacenter.

400G DR4 — Single-Mode, 500 meters räckvidd

Den 400G DR4 transceiver använder 4 parallella enkellägesfiberbanor med PAM4-modulering vid 100G per körfält. Maximal räckvidd är 500 meter över OS2 singelmodsfiber med en MPO-12-kontakt. DR4 är standardlösningen för 400G för anslutningar mellan datacenterbyggnader på samma campus och för anslutningar mellan rader eller poddar inom ett stort datacentergolv där multimodfiberräckvidden är otillräcklig.

400G FR4 — Single-Mode, 2 km räckvidd

Den 400G FR4 transceiver använder 4 CWDM-våglängder multiplexerade på ett enda par enkelmodsfibersträngar (en LC-duplexanslutning), där varje våglängd bär 100G PAM4. Maximal räckvidd är 2 kilometer, vilket gör den lämplig för datacenterinterconnect-applikationer (DCI), tunnelbaneanslutningar och anslutningar till samlokaliseringsanläggningar. Det enda LC-duplexgränssnittet är en betydande fördel i miljöer där fiberantalet är en begränsning.

400G LR4 — Single-Mode, 10 km räckvidd

Den 400G LR4 transceiver utökar FR4-metoden till 10 kilometer, med 4 LAN-WDM-våglängder på ett enda LC-duplexfiberpar. Den är designad för DCI- och tunnelbaneanslutningar med längre räckvidd där 2 km är otillräckligt. LR4-sändtagare förbrukar mer ström än varianter med kortare räckvidd på grund av den högre optiska effekt som krävs för 10 km överföring.

400G QSFP-DD vs OSFP Formfaktorer

Både QSFP-DD- och OSFP-formfaktorerna stöder 400G-sändtagare, men de skiljer sig åt i storlek, effektomslutning och värmehanteringskapacitet.

• QSFP-DD: Bakåtkompatibel med QSFP28-portar på vissa plattformar. Mindre formfaktor med en maximal effektförlust på cirka 14W per port. Den mest utbredda 400G-formfaktorn för switch-linjekort.
• OSFP: Större formfaktor med en maximal effektförlust på cirka 21W per port. Föredraget för 400G-sändtagare med högre optiska effektkrav (LR4 och varianter med längre räckvidd) och för nästa generations 800G-modulutveckling.

400G Transceiver-applikationer

Att förstå var varje 400G-transceivertyp är utplacerad hjälper inköpsteam att specificera rätt modul för varje anslutningstyp i nätverket.

Hyperscale Data Center Fabric

Hyperskala datacenter från stora molnleverantörer är den primära drivkraften för 400G-sändtagare. Rygg-till-blad-anslutningar i moderna tyger i hyperskala använder 400G QSFP-DD SR8- eller DR4-sändtagare för högsta portdensitet till lägsta kostnad per bit. Övergången från 100G till 400G per port minskar antalet fysiska portar och kablar som krävs för en given vävbandbredd med en faktor fyra, vilket avsevärt minskar kapital- och driftskostnader i stor skala.

Enterprise Core och aggregation

Företagsnätverk med kärnkrav för hög bandbredd distribueras 400G optisk transceivers i kärnswitchar och aggregeringsroutrar för att hantera den kombinerade trafiken från flera 100G-accesslageranslutningar. FR4-sändtagare är vanliga för anslutningar mellan datacenter och samlokaliseringsanläggningar inom tunnelbaneavstånd.

Telekommunikation och tjänsteleverantörsnätverk

Telekomoperatörer använder 400G LR4 och 400G-sändtagare med längre räckvidd för metro- och regionala nätverksanslutningar, och ersätter flera lägre hastighetsvåglängder med enstaka 400G-anslutningar för att öka kapaciteten och minska driftskomplexiteten.

AI och GPU Cluster Interconnect

Storskalig AI-utbildningsinfrastruktur kräver extremt hög bandbredd, låg latens sammankopplingar mellan GPU-servrar. 400G QSFP-DD AOC och DAC Kablar används i stor utsträckning för GPU-serveranslutningar inom rack och intilliggande rack i AI-träningskluster, där både bandbreddstäthet och kabelvikt är kritiska begränsningar.

Hur man utvärderar en 400G optisk transceiver Tillverkare

Inköp 400G optisk transceivers från en tredjepartstillverkare kräver uppmärksamhet på flera faktorer som avgör om produkten kommer att fungera tillförlitligt i produktionsnätverk.

PAM4 DSP-teknik

400G-sändtagare som använder PAM4-modulering kräver sofistikerade Digital Signal Processing (DSP)-chips för att koda och avkoda PAM4-signalen. Kvaliteten och prestandan hos DSP påverkar direkt transceiverns felfrekvens, strömförbrukning och driftstemperaturintervall. Etablerade tredjepartstillverkare använder beprövade DSP-lösningar från ledande chipsetleverantörer och kan tillhandahålla ögondiagram och BER-testdata för varje produktionslot.

Plattformskompatibilitet och EEPROM-kodning

Kontrollera att tillverkaren stöder EEPROM-kodning för din målväxlingsplattform – Cisco, Arista, Juniper, Huawei, H3C eller andra leverantörer. En tillverkare med ett omfattande kodningsbibliotek och en process för snabba kodningsuppdateringar är avgörande för distributioner över flera plattformsgenerationer.

Denrmal Performance

400G-sändtagare förbrukar 5W till 14W per modul, betydligt mer än lägre hastighetsmoduler. Termisk hantering – både inom transceivermodulen och i värdswitchens luftflödesdesign – är avgörande för en uthållig, pålitlig drift. Begär specifikationer för driftstemperaturintervall och bekräfta att transceiverns termiska design är kompatibel med värdswitchens luftflödesriktning och portdensitet.

Produktionstestning och kvalitetssäkring

Optiska höghastighetssändtagare kräver omfattande produktionstestning, inklusive optisk effektmätning, våglängdsverifiering, testning av släckningsförhållande, analys av ögondiagram och BER-testning vid extrema driftstemperaturer. Tillverkare med plattformar för automatiserad testutrustning (ATE) kan utföra 100 % testning av varje enhet och tillhandahålla testdata per enhet på begäran.

Vanliga frågor (FAQ)

F: Vad är skillnaden mellan 400G QSFP-DD och 400G OSFP?

A: Båda QSFP-DD och OSFP är formfaktorstandarder för 400G optiska transceivrar som använder 8 elektriska körfält med 50G per körfält. QSFP-DD är fysiskt lika i bredd som den befintliga QSFP28-formfaktorn, vilket tillåter högre portdensitet på switchens frontpaneler och bakåtkompatibilitet med QSFP28-portar på vissa plattformar. OSFP är något större med en högre effektförlustgräns på cirka 21W, vilket gör den bättre lämpad för 400G-varianter med högre effekt och framtida 800G-moduler. De flesta hyperskaliga distributioner använder QSFP-DD för sin högre portdensitet, medan OSFP är att föredra för applikationer med längre räckvidd och högre effekt.

F: Kan 400G-sändtagare användas i befintliga 100G QSFP28-portar?

A: Nej. 400G QSFP-DD transceivrar är inte fysiskt eller elektriskt kompatibla med 100G QSFP28-portar, trots den visuella likheten. QSFP-DD har ett elektriskt gränssnitt med dubbel densitet med 8 banor jämfört med de 4 banorna i QSFP28, och kräver en värdport som stöder QSFP-DD-standarden. Vissa switchplattformar erbjuder breakout-alternativ där en 400G QSFP-DD-port kan delas upp i fyra 100G-anslutningar med en breakoutkabel.

F: Vilken fibertyp krävs för 400G SR8-sändtagare?

A: 400G SR8 transceivrar kräver OM4 eller OM5 multimodfiber med MPO-16-kontakter. OM4 fiber stöder 100 meters räckvidd och OM5 fiber stöder 150 meter. MPO-16-kontakten har 16 fibertrådar i en enda kontaktkropp — 8 för sändning och 8 för mottagning. Om din befintliga fiberanläggning använder MPO-12-kontakter, krävs en fan-out- eller konverteringslösning för att samverka med SR8-transceivrar.

F: Vad är strömförbrukningen för en typisk 400G QSFP-DD transceiver?

A: Strömförbrukning för 400G QSFP-DD transceivrar varierar beroende på typ av optiskt gränssnitt. SR8-moduler förbrukar vanligtvis 8W till 10W. DR4-moduler förbrukar 10W till 12W. FR4-moduler förbrukar 12W till 14W. LR4-moduler kan förbruka upp till 14W. Dessa siffror representerar strömmen som dras från värdporten och försvinner som värme inuti modulen - en viktig faktor för termisk switchdesign i 400G-utbyggnader med hög densitet.

F: Vad är ledtiden för bulkbeställningar av 400G-sändtagare från en kinesisk tillverkare?

A: Standardledtider för bulk 400G optisk transceiver beställningar från etablerade kinesiska tillverkare är vanligtvis 15 till 30 arbetsdagar efter orderbekräftelse för standardspecifikationer i produktionen. Anpassad EEPROM-kodning för specifik plattformskompatibilitet ger 3 till 5 arbetsdagar för initial kodningskonfiguration. Snabbproduktion är tillgänglig för brådskande beställningar med tillräckligt förhandsvarsel.

OEM- och ODM-tjänster är tillgängliga. Kontakta oss via fiberay.com för att begära tekniska specifikationer, bekräftelse på plattformskompatibilitet och grossistpriser.

Relaterade produkter: 400G Optical Transceiver | 100G QSFP28 optisk transceiver | 200G optisk transceiver | 800G optisk transceiver | AOC Optical Transceiver