AIDC智算中心光纤主干400G应用的几种主要连接方式

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📶 目前,AIDC智算中心主流的400G以太网应用,也有其标准化的一个进程。最早的400G应用主要是针对单模光纤所组成的主干链路,包括传输距离500米的DR4应用,传输距离2km的FR8应用和传输距离达10km的LR8应用。多模光纤的短距离400G应用,受制于当时多模光纤单芯最高25G传输速率的限制,所以需要16对光纤的并行传输才能满足要求,需要特殊的MPO-32光纤接口,比较麻烦,成本又高。后来通过几年的努力,总算可以将多模光纤单芯最高的传输速率提升到了50G,于是SR8和SR4.2应用标准就逐渐进化成了多模光纤400G的主流应用标准。而2km传输距离的FR8单模光纤400G应用,因为其过高的成本,一直没有得到很好的发展,后来单模单芯最高传输速率从50G提升到了100G,更具成本优势的FR4应用,在很大程度上取代了早期的FR8应用标准。

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📶 400GBase-DR4应用,采用12芯MPO光纤连接器,单模光纤单波长并行传输技术,每个通道传输单向100Gbps,可以支持400G应用达500米的距离。

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📶 400GBase-FR8应用,则是在LC双芯单模光纤上,采用CWDM波分复用技术,在每根光纤中,利用不同的波长,开通了8个虚拟光纤通道,每个通道传输50G,最终8波长波分复用支持400G达2km。

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📶 400GBase-LR8应用,也是采用了单模光纤波分复用技术,在LC双工单模光纤上传输400G长达10km。尽管400G应用模式多达十几种,但从数据中心实际应用的角度来看,未来400G主流应用的模型主要为四种,除了单模的DR4和FR8,还有多模的SR8和SR4.2。

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📶 由于早期的400GBase-SR16应用,虽然也可以在16对(32芯)多模光纤上,通过MPO-32光纤连接器来实现400G的并行传输,但由于其结构复杂,且成本过高,一直没有得到市场的真正认可。

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📶 但随着400GBase-SR8应用的出现,可以借助MPO-16或MPO-24光纤连接器,来实现8对(16芯)的并行传输,结构更简单,且成本更容易被用户接受。

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📶 至于400GBase-SR4.2应用,则是思科等厂商喜欢采用的,通过更具成本优势的12芯MPO,通过4对(8芯)多模光纤上的BiDi双向传输技术,来最终实现400G的并行传输。

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📶 为了能解决FR8高成本的问题,后来推出的400GBase-FR4应用,采用和FR8类似的单模波分复用技术,只是将波分复用的通道数从原来的8通道降到了4通道,大大的降低了波分复用的难度,更具成本优势。

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当然这样做也不是完全没有弊端的,由于FR4内部使用的是8:4的Gearbox,导致其延迟性较差,约为102ns,而FR8只有约84ns的延迟,其传输性能比FR4更好。所以,同样是LC双工单模2km的400G应用,FR4适用于通用型商业数据中心,而FR8更适用于高性能计算的AIDC智算中心。

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