با توجه به افزایش روز افزون تقاضا برای ایجاد مراکز داده، توسعه آن در حال پیشرفت است . افزایش مداوم ترافیک داده‌های جهانی سبب شده است تا برای توسعه مراکز داده‌ها به سرعت بالاتر, پهنای باند بیشتر و تاخیر پایین‌تر توجه شود.
ماژول فیبر نوری 400G مسیری برای ارتقای نسل شبکه و ساخت یک پیکره بندی جدید خواهد بود و به چهارچوب اجتناب‌ناپذیر برای مراکز داده تبدیل خواهد شد. بسیاری از ارائه دهندگان, مانند سیسکو, هاوایی و … در روند تبدیل به ساختار شبکه اینترنتی مبتنی بر 400G اقدام به ساخت محصولاتی کرده اند.
ماژول فیبر نوری 400G، یک ماژول گیرنده نوری می باشد که عمدتاً برای تبدیل فوتوالکتریک استفاده می شود. سیگنال الکتریکی در ابتدای انتقال به یک سیگنال نوری تبدیل می شود و سپس از طریق فیبر نوری منتقل و در انتها برای دریافت، سیگنال نوری به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.
سرعت انتقال ماژول های نوری 400G چهارصد گیگابایت است که به منظور انطباق با بازار شبکه فعلی با نام های 100M ، 1G ، 25G ، 40G به 100G ، 400G و حتی 1T ارائه شده است.
ماژول فیبر نوری 400G در ساخت سیستم شبکه 400G نقش حیاتی دارند.
به طور عمده شش استاندارد و فرم بسته بندی ماژول فیبر نوری 400G وجود دارد:
ـ OSFP1:
نام کامل این ماژول فیبر نوری Octal Small Formfactor Pluggable می باشد. Octal در این میان به معنی 8 می باشد. این یک استاندارد جدید است که با رابط های فوتوالکتریک موجود سازگار نیست. اندازه آن 100.4 * 22.58 * 13 میلی متر است که کمی بزرگتر از QSFP-DD می باشد پس به PCB (printed circuit board) بیشتری نیاز دارد.
پایه های رابط الکتریکی این استاندارد با QSFP-DD متفاوت است، به این صورت که یک ردیف در بالا و پایین آن وجود دارد.
ـ QSFP-DD2:
نام کامل QSFP-DD نیز Quad Small Form Factor Pluggable-Double Density می باشد. این ماژول یک ردیف رابط اصلی 4 کاناله افزون بر 8 کانال موجود دارد که اصطلاحاً به آن تراکم مضاعف می گویند که با راه حل QSFP در رقابت می باشد.
ـ CFP83:
CFP8 یک بروزرسانی از CFP4 می باشد، تعداد کانال ها به 8 کانال افزایش یافته است. اندازه این ماژول به ترتیب به 40 * 102 * 9.5 میلی متر می باشد. این راه حل در حال حاضر بالاترین هزینه را دارد.
ـ CWDM84:
این استاندارد در ادامه CWDM4 می باشد. سرعت هر طول موج 50G است که تا 400G هم می تواند افزایش یابد. چهار طول موج مرکزی جدید به این ماژول اضافه شده است که شامل: 1351/1371/1391 / 1411nm می باشند. دامنه طول موج ها گسترده تر می باشد. در ادامه باید به این نکته هم اشاره کرد که حداکثر توان ورودی 8.5dB می باشد.
ـ CDFP5:
استاندارد CDFP یک استاندار نوظهور می باشد. لازم به ذکر است که CD مخفف 400 (اعداد رومی) است که از 16 کانال استفاده می کند و نرخ تک کانال آن 25G است. این ماژول به دلیل تعداد زیاد کانال ها، سایز بزرگ تری دارند.
-COBO:
COBO مخفف (stands for consortium for on board optics) است، به این معنی که تمام اجزای نوری روی PCB قرار می گیرند. ازمزایای اصلی این محصول میتوان به کمک به کاهش گرمای اتلافی و اندازه کوچک آن اشاره کرد. یک نقطه ضعف این ماژل غیر قابل تعویض بودن آن است همین امر باعث میشود تا به محض خرابی ماژول ، تعمیر آن مشکل ساز بشود.
درنمایشگاه OFC 2018 ، دو ماژول QSFP-DD و OSFP توسط تولید کنندگان در رونمایی شدند. این دو به احتمال زیاد استاندارد های نسل بعدی مرکز داده 400G میباشند ولی راه حل قطعی ،یک راه حل سازگار با استاندارد ها و سایر فرم های بسته بندی میباشد که بستگی به معماری شبکه در نسل بعدی رایانش ابری دارد.
عملکرد اصلی ماژول های نوری 400G، افزایش توان داده، به حداکثر رساندن پهنای باند و تراکم پورت مراکز داده است. ماژول های نوری 400G با دستیابی به سود بیشتر، صدای کمتر، کوچک بودن و تهیه ماژول های ارتباط نوری با کیفیت بالاتر برای شبکه های بی سیم نسل بعدی برای مراکز داده فوق العاده بزرگ، مناسب تر می باشند.
اگر چه فقط یک تراشه نوری در یک ماژول فیبر نوری 400G استفاده می شود، اما نسبتا هزینه بالایی دارد. لازم به ذکر است که در میان اجزای ماژول های نوری، تراشه نوری بیشترین هزینه را به خود اختصاص داده و بدیهی است که هزینه تراشه نوری ماژول نوری با سطح بالاتر، نیز بیشتر می شود.
درماژول های نوری 10G / 25G ، هزینه تراشه های نوری حدود 30٪ ، هزینه تراشه های نوری در ماژول های نوری 40G / 100G حدود 50٪ و هزینه تراشه های نوری در ماژول های نوری 400G را می توان تا حدود70٪ هزینه کل حساب کرد.
اگرچه ماژول های نوری 10G ، 25G ، 40G و حتی 100G به محصولات اصلی بازار تبدیل شده اند، اما با توجه به الزامات مربوط به افزایش پهنای باند و تراکم پورت و کاهش مصرف انرژی، ماژول های نوری 400G می توانند فناوری را به سطح بالاتری ارتقا دهند.
در مقایسه با ماژول های نوری 10G ، 25G و 40G ، ورودی ماژول های فیبر نوری 400G ارتباطات نوری را قادر می سازد تا وارد دوره جدیدی شوند. ارتباطات نوری در حال تغییر از مدولاسیون تک حامل ماژول های نوری، به برنامه های چند حامل چند قطبی تبدیل شده است. فناوری ADC / DSP کلید تجاری سازی ماژول ها و سیستم های ارتباطی نوری 400G خواهد بود.
همانطور که همه ما می دانیم ، محصولات فناوری 100G به اندازه کافی پیشرفت کرده اند وتا 400G که بحث فعلی بازار شبکه می باشد ، رسیده اند. باتوجه به اینکه صنعت در مورد پیشرفت ماژول های نوری 400G بسیار نگران بود، امروزه ، پیشرفت توسعه ماژول نوری 400G و تولید انبوه آن نسبتاً رضایت بخش است چراکه تقاضا برای افزایش پهنای باند مراکز داده بزرگ در حال افزایش می باشد.
ماژول های ارتباطی نوری 400G به بهترین گزینه برای بهبود عملکرد سیستم و کاهش هزینه های پهنای باند تبدیل شده اند. ظهور شبکه های 5G ، عامل دیگری برای افزایش ارزش بازار 400G خواهد بود.
