400G引领下一代数据中心网络
200G光模块最全解析
200G光模块最全解析光模块市场正稳步向200G/400G发展，虚拟数据中心、物联网（IoT）和云计算不断普及，对更高带宽的需求推动了光模块市场的繁荣。
而今，200G/400G的光模块也已出现，并有望在未来几年继续保持良好的势头。
以下为您带来200G光模块最全解析。
下一代数据中心的主流：200G/400G数据中心光互连市场的主要转变是从10G到40G以及更高的40G到100G，另一个可预见的趋势是逐步淘汰核心网络和数据中心的低速光模块。
100G光器件的新发展为200G/400G光器件铺平了道路。
下一代数据中心在2018年底部署200G/400G以太网，并在2019或2020年成为主流。
总的来说，光模块市场正在向更高的速度，更低的功耗和更小的外形或尺寸发展。
其中光模块封装多采用SFP-DD/QSFP-DD。
SFP-DD小型自动可插拔双倍密度封装光模块，比SFP28或SFP56带宽（25G/50G）提高一倍，支持更高速率（50G/100G）的同时还保持SFP28或SFP56向后兼容性。
QSFP-DD四通道小型可插拔双倍密度封装光模块，由QSFP-DD MSA组定义，比QSFP28或QSFP56的密度增加一倍，8个通道，每通道速率高达25G或50G，因此支持200G或400G光传输。
SFP-DD、QSFP28与QSFP-DD封装（高度线缆）的对比Google、Facebook等互联网巨头数据中心内部流量每年增长幅度接近100%，那些较早部署100G的互联网巨头已经开始谋求更高速率的解决方案，下一代数据中心的方案选择成为了大家所热心关注的话题。
400G以太网的标准先于200G以太网标准完成，这或许反映了业界的心态——更看好400G，或者认为200G仅仅是400G的一个过渡方案。
但是直接从100G跨越到400G实际上是不太科学的。
首先从数据中心方面，我们需要重建超大规模的数据中心，定义新的规范架构，400G时代交换机对机架电力的要求会相当高，传统的风冷散热也更为困难；而400G数据中心会使用到PAM4技术，采用PAM4技术会使系统变得不够透明且难以管理，传统的NRZ技术+并行技术可以使数据中心易于管理。
ieee802.3bs指标
ieee802.3bs指标什么是IEEE 802.3bs？IEEE 802.3bs是一项以太网标准，也被称为“400GbE”或“400 Gigabit 以太网”。
这项标准于2017年12月正式发布，并于2018年得到广泛采用。
IEEE 802.3bs主要关注400GbE以太网技术的开发，旨在支持高速数据传输和云计算应用需求的不断增长。
该标准为400GbE定义了一组协议规范和功能，以满足现代数据中心和网络运营商的要求。
为什么需要IEEE 802.3bs？随着云计算、物联网和大数据应用的兴起，网络需求越来越大。
传统的以太网技术已无法满足这些高速数据传输的需求。
为了满足未来数据中心和网络运营商的要求，需要更高速的以太网技术来提供更大的带宽和更快的数据传输速率。
因此，IEEE 802.3bs标准的制定成为了必然。
IEEE 802.3bs的关键指标是什么？IEEE 802.3bs定义了一系列关键指标来描述400GbE以太网的性能和功能。
以下是一些主要指标：1. 数据传输速率：IEEE 802.3bs要求400GbE以太网支持最低400 Gbps的数据传输速率。
这意味着它比目前最快的以太网速度快了十倍以上。
2. 光纤接口：IEEE 802.3bs支持多种光纤接口类型，包括单模光纤和多模光纤。
这使得400GbE以太网可以适应不同的网络环境和需求。
3. 连接距离：IEEE 802.3bs规定了400GbE以太网可以支持的最大连接距离。
这是网络设计和规划中的重要考虑因素，尤其是对于数据中心和广域网部署。
4. 帧格式：IEEE 802.3bs定义了适用于400GbE以太网的数据帧格式。
这些帧格式支持更高的数据吞吐量和更好的网络效率。
5. 自适应前向纠错（FEC）：IEEE 802.3bs要求400GbE以太网支持自适应FEC技术。
这种技术可以在光纤传输过程中检测和纠正错误，提高网络的数据可靠性和稳定性。
6. 能耗效率：IEEE 802.3bs着重于提高400GbE以太网的能耗效率。
400g sr4指标
400g sr4指标（最新版）目录1.400g sr4 指标概述2.400g sr4 指标的参数和性能3.400g sr4 指标的应用领域4.400g sr4 指标的未来发展正文一、400g sr4 指标概述400g sr4 指标，全称为 400Gbit/s 短距离光模块的 SR4 指标，是一种用于描述光模块性能的参数。
在高速光通信领域，400Gsr4 指标被广泛应用于各种短距离光通信设备，以满足数据中心、云计算、超级计算等领域对高速、高容量光通信的需求。
二、400g sr4 指标的参数和性能1.参数400Gsr4 指标主要包括以下几个参数：- 传输速率：400Gbit/s- 传输距离：短距离（如 100 米、200 米等）- 调制方式：SR4（短距离 4 级脉冲整形）- 信道数：4 信道2.性能400Gsr4 指标在短距离光通信中具有以下优越性能：- 高速率：400Gbit/s 的传输速率，满足了大数据时代的高速传输需求。
- 高容量：4 信道设计，使得单个光模块的传输容量达到 1Tb/s，大大提高了传输效率。
- 低功耗：相较于其他高速光通信技术，400Gsr4 指标具有较低的功耗，有助于降低能耗和运营成本。
- 稳定性：SR4 调制方式在短距离传输中具有较高的信号稳定性，降低了信号衰减和失真。
三、400g sr4 指标的应用领域400Gsr4 指标在以下领域得到了广泛应用：1.数据中心：数据中心内部设备之间的高速互联，以及数据中心之间的高速数据传输。
2.云计算：云服务提供商大规模数据中心的内部通信，以及与用户之间的高速数据传输。
3.超级计算：高性能计算集群内部的高速数据交换，以及计算结果的高速传输。
4.5G 通信：5G 基站之间的高速数据传输，以及 5G 基站与数据中心之间的高速数据传输。
四、400g sr4 指标的未来发展随着 5G、云计算、大数据等技术的快速发展，对光通信技术的要求越来越高。
思科 Nexus 9800 系列交换机产品手册说明书
思科 Nexus 9800 系列交换机产品手册 思科公共Contents产品概述 (3)突出特点 (5)许可 (6)产品可持续性 (6)产品规格 (6)订购信息 (7)思科融资租赁 (8)思科 Nexus ® 9800 系列交换机在机箱中提供高密度 400G 解决方案，专为未来向高密度800G 和更高速度的过渡而设计。
产品概述思科 Nexus 9800 系列模块化交换机通过支持极高端口密度的 400 千兆以太网线卡的新机箱扩展了思科 Nexus 9000 系列产品组合。
数据中心不断发展，以支持下一代应用，例如推动数据中心内流量大幅增长的机器学习。
为了支持这种增长，数据中心运营商需要紧凑、高容量、高速且高效的交换机。
通过结合使用各种第一代线卡和交换矩阵模块，思科 Nexus 9800 系列机箱架构可以从 57 Tbps 扩展到 115 Tbps。
机箱中的每个线卡插槽均可支持提供 400GE 或 100GE 或 10/25/50GE 端口的线卡。
思科 Nexus 9800 系列机箱的设计是对上一代模块化机箱设计的重大改进，具有更好的配电和连接器、风扇和散热设计，使机箱将来能够扩展到更高的以太网速度线卡和交换矩阵模块。
这些设计原则允许使用下一代线卡和交换矩阵模块将总系统容量增加一倍，以与当前一代线卡相同的每个插槽的端口密度支持更高速度的端口（例如 800G）。
思科 Nexus 9800 系列交换机线卡和交换矩阵模块采用节能、高性能和高容量 ASIC 构建，支持动态流负载均衡、完全共享的片上数据包缓冲区以及小数据包的线速性能。
ASIC 提供这些功能，而不会影响功能和电源效率，并使思科Nexus 9800 系列交换机能够进行优化，以支持各种规模和规模的数据中心的高带宽应用。
此外，机箱架构支持双管理引擎控制平面冗余、最多八个交换矩阵模块的数据平面冗余、四个风扇托架的风扇托架冗余以及最多 12 个高效电源的电源冗余。
新华三数据中心交换机产品介绍
H系列线卡分为 HB、HF、HA、HD四个系列
HA系列
• 主打性价比，规格较HB略低 • 目前仅有LSXM1TGS48QGHA.
HB系列
• 主流规格，覆盖主要场景. • 覆盖10G、40G、100G所有场景
HF系列
• 大表项高性能板卡. • 4M路由表项，部分主用场景有覆盖
HD系列
• 主打25G场景，提供差异化竞争. • LSXM1TGS24CGMODHD
14 14
技术创新—x86架构引擎
业界唯一云网双核心
15 15
技术创新—以太网相干光技术
200G相干光技术
MACsec加密
80 Km
超长距
8端口200G相干光线卡
16 16
DCI场景—数据中心出口DC化
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DCI场景—小槽位边缘设备
全面继承
性
• 支持所有S12500X-AF线卡.
能
ห้องสมุดไป่ตู้
• 支持大表项DCI专用线卡
20 202030
固定口100G 25G/100G插卡
固定口40G 10G/40G插卡
H3C数据中心汇聚层产品
S6820-32H
S9850-32H
S9820-64H
S6820-4C S6800-32Q S6800-4C
S9850-4C
S9810
S9804
产品梯度全 推出速度快
21 2211
S9800汇聚交换机
产品代码
0231A2U4
LSWM18QC
0231A2U5
LSWM124XG2Q
0231A2U6
LSWM124XGT2Q
0231A2U7
LSWM124XG2QL
业界最小的400GbE模块QSFP-DD对未来数据中心至关重要
业界最小的400GbE模块QSFP-DD对未来数据中心至关重要四通道小型可插拔双密度模块(QSFP-DD)是业界最小的400GbE模块，提供最高的端口带宽密度。
严格的测试验证了它是下一代高密度、高速可插拔模块。
四通道小型可插拔双密度(QSFP-DD)模块的热性能已在高性能数据中心环境中得到了广泛的评估。
分析15W QSFP-DD模块的热测试数据和结果，得出了温升与气流的关系。
QSFP-DD模块是业界最小的400 GbE(千兆以太网)模块，提供最高的端口带宽密度。
通过与QSFP-DD MSA团队合作开发完成，满足了下一代高密度、高速可插拔模块的市场需求。
QSFP-DD的构成形式促使了行业重要的制造能力的改变，同时成本也支持40GbE 和 100GbE的QSFP+和QSFP28标准。
这种结构支持单个机架单元(RU)中具有36个400GbE 端口，并提供超过14TB/s的带宽。
单个支架上的36个QSFP-DD端口
QSFP-DD模块兼容从40Gb/s到200Gb/s的所有QSFP收发器，以及支持以下一系列产品，包括：
·3m无源铜缆
·100米平行多模光纤
·500米平行单模光纤
·2公里和10公里双工单模光纤
·波分复用(WDM)和相干光学
热要求及测试
在设计具有可插拔模块的设备的挑战中，每个插座必须能够处理最大热负载。
基于对所有未来预期光学模块类型和层级的调查，至少需要15W的冷却能力才能支持QSFP-DD的最。
400g sr4指标
400g SR4指标1. 什么是400g SR4？400g SR4是指一种光纤传输标准，用于高速数据中心和云计算网络中的光纤通信。
它是一种四通道并行传输的光纤标准，每个通道的速率为100Gbps，因此总的传输速率为400Gbps。
2. 400g SR4的指标2.1 传输速率400g SR4的传输速率为400Gbps，这意味着它可以在短距离内以非常高的速度传输数据。
这对于需要大量数据传输的应用程序非常重要，例如高性能计算、大数据分析和人工智能。
2.2 传输距离400g SR4的传输距离受到光纤的类型和质量的限制，一般来说，它的传输距离在100米左右。
这意味着它适用于数据中心内部的短距离通信，但对于长距离通信来说并不适用。
2.3 光纤类型400g SR4使用多模光纤进行传输，这种光纤可以传输多个光束，每个光束被称为一个通道。
在400g SR4中，有四个通道，每个通道的速率为100Gbps。
2.4 光纤接口400g SR4使用MPO接口进行连接，MPO是一种多光束光纤连接器，可以同时连接多个光纤。
这种接口可以提供高速、高密度的光纤连接，非常适合于数据中心和云计算网络中的高密度光纤布线。
2.5 光纤编码400g SR4使用64B/66B编码来实现数据的传输，这种编码可以提高数据传输的可靠性和效率。
它将每个64位的数据块编码为66位的数据块，并在接收端进行解码。
3. 400g SR4的应用400g SR4广泛应用于数据中心和云计算网络中的高速数据传输。
它可以用于连接服务器、存储设备、交换机等网络设备，实现高速、可靠的数据通信。
3.1 数据中心在大型数据中心中，需要快速传输大量的数据，以支持各种应用程序的运行。
400g SR4可以提供高达400Gbps的传输速率，满足数据中心对高速数据传输的需求。
它可以用于连接服务器、存储设备和网络设备，实现数据中心内部的快速数据交换。
3.2 云计算网络在云计算网络中，需要高速数据传输来支持虚拟机的迁移、数据备份和恢复等操作。
Arista 7368X4系列100 200 400G数据中心交换机说明书
概述由更快的 CPU ，闪存和更少服务器计算驱动的机器学习和⼈⼯智能应⽤程序的扩展，正在推动基于 100G 和 400G 以太⽹的下⼀代数据中⼼云⽹络。
向下⼀代演进需要具有优化性能的系统，满⾜现代云环境的增⻓和规模的增⻓，，同时还要以⼀致且经过验证的架构与现有 100G 和 400G ⽹络兼容。
Arista 7368X4 系列基于单个 12.8Tbps ⾼容量数据包处理器，采⽤极为紧凑的 4RU 外形尺⼨，该外形尺⼨可增加⾼密度交换的⽹络基数，减少层数并简化⽹络。
线速性能和经过验证的第 2 层和第 3 层功能具有多达 128 个 100G 端⼝或 32 个 400G 端⼝，可显着提⾼系统密度和电源效率。
除了⾼性能和⾼密度之外，7368X4 还提供了流量感知，拥塞处理，可实现全⽹络的可⻅性和监控。
Arista 7368X4 系列以及 Arista 7060X 和 7260X 数据中⼼交换机产品组合，提供了丰富的端⼝速度和密度选择，包括 100G ，200G 和 400G ，实现了⼀致的⽹络架构，可从⼩型专⽤集群⽆缝扩展到最⼤型的多层⽹络。
7368X4 的所有元素均可现场更换，并针对维护简单⽽进⾏了优化，范围⼴泛的⽹络接⼝可以选择多种⾏业标准接⼝，从⽽更加容易过渡到最新的 100G/400G ⽹络。
7368X4 系列与 Arista EOS 结合使⽤，可为超⼤规模⽹络、⽆服务器计算、⼤数据场和机器学习集群提供⾼级功能。
7368X4 系列 100/200/400G 数据中⼼交换机数据表产品亮点性能•7368X:128 x 100G 或 32 x 400G •⾼密度 100G 和 400G•灵活的 100GbE ，200G 和 400G ⽀持 •⾼达 25.6 Tbps 的系统容量 •每秒⾼达 80 亿个数据包 •线速 L2 和 L3 转发•400G 的延迟最低为 700ns数据中⼼优化设计•4RU 中 128 个 100G 端⼝ •所有活动组件均可现场拆卸 •混合和匹配 IO 模块•每个 100G 端⼝的典型功率低于 10W •电源效率⾼于 93% •1+1 冗余热插拔电源 •N+1 冗余热插拔⻛扇•前端到后端或后端到前端冷却 •免⼯具导轨，有助于简化安装云⽹络可⽤•适⽤于超⼤规模⽹络的 128 路 ECMP •动态负载平衡可实现⾼级多路径 •适⽤于 NVMe 和 AI 负荷的⾼级拥塞管理 •流量感知流量调度•具有突发吸收的共享 64MB 缓冲区 •多达 72K MAC 和 80K 主机条⽬ •超过 480 K IPv4 路由 •超过 300K IPv6 路由 •DirectFlow 和 eAPI弹性控制平⾯•⾼性能 x86 CPU •32GB DRAM•⽤户应⽤程序可以在 VM 中运⾏⾼级服务开通和监视•CloudVision•零接触服务开通 (ZTP) •LANZ ，⽤于微爆检测•DANZ ⾼级镜像，便于提⾼可⻅性 •sFlow•⾃⾏配置以及从 USB 恢复Arista 可扩展操作系统•所有产品使⽤⼀个⼆进制映像 •细粒度真正模块化⽹络操作系统 •状态化故障隔离 (SFC) •状态化故障修复 (SFR)•完全访问 Linux shell 和⼯具•可扩展平台 - bash 、python 、C++Arista EOSArista 7368X4 系列交换机像所有 Arista 产品⼀样运⾏相同的 Arista EOS 软件，因此简化了⽹络管理。
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400G引领下一代数据中心网络
400G正在加速数据中心的发展。
随着运营商将数据中心升级到更高的数据速率，格局已从100G转移。
本文探讨400G光器件在数据中心的市场机遇、挑战以及趋势。
400G机遇与挑战
数据中心需要400G
带宽需求增加
●服务器访问端口速度从25G变为100G
●对数据中心存储需求增加
成本下降
●提高功率效率
●更低的每位成本
●减少供应链成本
启用新应用
●新服务和应用的可伸缩性
●新速率开启了新的架构和收入来源
400G面临的挑战
400G的增量部署于2019年开始，光模块制造商已做好准备在2020年提供更高的市场份额，但商用进程缓慢，原因如下：
●功耗：所有顶级ICP都对OSFP和QSFP-DD模块消耗过多功率（12W或更高）表示了担
忧。
但是，这种担忧并没有阻止进一步的研发。
例如，亚马逊已经在其Leaf-Spine配置中部署了2×200G版本的QSFP-DD。
其他ICP还没有广泛部署，因为它们需要找出散热和降低功耗的方法来支持它。
●价格：OSFP和QSFP-DD模块的价格几乎是四个100G CWDM QSFP28模块成本的三倍。
当成本降低到两倍，且功耗问题可以解决，预计产量将会增加。
图表1：降低400G光模块的成本和功耗
速率提高4倍，功耗提高2.5倍
图表2：100G/400G光模块的成本和功耗
数据来源：Juniper Networks, 2020 400G市场趋势
在过去五年中，网络内容提供商（ICP）数据中心已部署的网络技术范围从10G升级到400G。
在2015年，10G服务器连接成为常态，而Leaf-Spine中则为40G。
在2017年，40G消失，取而代之的是从ToR-Leaf的连接中使用的100G有源光缆（AOC），而Leaf-Spine的连接中使用了100G光模块，而服务器则以25G进行连接。
在2019年末，主流的服务器连接仍然是25G，具有100G上行链路，Leaf-Spine连接中有多个100G，但是一些ICP已开始部署更高的数据速率。
安装包括50G服务器到ToR连接和2×100G形式的200G，以及2×200G和400G-LR8两种形式的400G实现Leaf-Spine和Spine-super Spine连接。
现在，50G甚至某些100G服务器已成为标准，部分网络已有多种形式的200G和400G。
图表3：ICP数据中心的当前状态以及未来几年的预期发展
过去五年来，ICP改变了光模块的市场格局，因为它们拥有很高的销量，因此能够影响新的光模块规格，标准和多源协议。
从谷歌定制10×10G模块到现在正在部署的100G-CWDM4光模块，ICP都参与了研发工作。
谷歌继续推动一些定制解决方案，例如2×100G，2×200G，最终是2×400G。
不过尽管这些模块数量不少，但标准解决方案将会有更多。
在数据中心内过渡到400G
ICP数据中心内的光模块前景广阔。
领先的ICP的总收入已超过$ 1tn，并且还在继续增长。
数字和云服务业务继续蓬勃发展，这将推动数据中心建设路线图。
例如，线上企业需要数据中心功能来支持。
因此，线上用户的增长将推动新的数据中心建设以及升级到最高效网络的需求；此外，受新冠疫情影响，将带宽需求从企业推向了家庭，运行这些网络将需要更多光器件。
从100G到400G的演进目前正在进行中，并将在未来几年内推动市场发展。
预计将从2022年开始100G到400G过渡。
100G连接将在2022年开始下降，但通过部署，在很多年内将在企业数据中心中得到加强。
到2025年，400G将占据大部分的市场份额；从2023年开始收入占比将最大。
图表4：光模块市场份额
图表5：光模块收入
市场通常从“小批量上市”解决方案开始，然后过渡到大批量。
对于400G，DR4和FR4可能在2023年开始成为大批量解决方案。
预计未来6年市场份额的复合年增长率为169％，收入的复合年增长率为72％。
图表6：400G光模块占比
数据中心内部的AOC和DAC
AOC将继续在数据中心内部增长，其中25G AOC将由中国ICP来驱动，并使用它们进行服务器连接。
企业数据中心过渡到100G：ICP数据中心过渡到400G。
在所有垂直市场中，DAC 将继续用于大多数服务器连接。
图表7：数据中心中使用的AOC
图表8：数据中心中使用的DAC
数据来源：Omdia 2020
总结
●ICP的带宽需求正在推动数据中心光器件的发展以及对400G的需求。
●ICP主要在Spine-Super Spine以及一些Leaf-Spine连接中部署400G。
–大部分为DR4（500m）和FR4（2km）
●随着企业和中小型企业继续采用云技术，ICP数据中心将继续增长。
●交换机和光学生态系统已准备就绪，可以支持400G数据中心。
●新的服务器部署正在使用DAC和AOC过渡到50G及以上的连接。