कैसे PAM4 और सिलिकॉन फोटोनिक्स 800G तकनीक को आकार दे रहे हैं

800G तकनीकउच्च गति नेटवर्किंग सिस्टम को संदर्भित करता है जो उच्च लेन दरों, सघन ऑप्टिकल मॉड्यूल और विकसित इंटरफ़ेस मानकों के माध्यम से 800 गीगाबिट प्रति सेकंड पर ईथरनेट ट्रैफ़िक को स्थानांतरित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।PAM4 मॉड्यूलेशनजबकि, प्रति प्रतीक ले जाए गए डेटा को बढ़ाता हैसिलिकॉन फोटोनिक्सघने ऑप्टिकल ट्रांससीवर्स के एकीकरण और विनिर्माण क्षमता में सुधार होता है।

800G के पीछे इंजीनियरिंग की समस्या केवल "ऑप्टिक्स को तेज़ बनाना" नहीं है। यह एक संयुक्त विद्युत, ऑप्टिकल, पैकेजिंग और मानक समस्या है। उच्च स्विच ASIC क्षमता प्रति फ्रंट-पैनल पोर्ट अधिक बैंडविड्थ की मांग पैदा करती है। उच्च पोर्ट घनत्व ऑप्टिकल मॉड्यूल आकार, शक्ति और थर्मल डिज़ाइन पर दबाव बढ़ाता है। उच्च लेन दरों के लिए अधिक सावधान सिग्नल अखंडता, मजबूत त्रुटि सुधार और अधिक एकीकृत ऑप्टिकल आर्किटेक्चर की आवश्यकता होती है।

आईईईई कक्षा 802.3डीएफ-2024400 जीबी/एस और 800 जीबी/एस ईथरनेट के लिए पूर्ण संशोधन है। इसमें 400 जीबी/एस और 800 जीबी/एस ऑपरेशन का समर्थन करने के लिए आवश्यक मैक पैरामीटर, भौतिक परतें और प्रबंधन पैरामीटर शामिल हैं।

800G के पीछे दो इंजीनियरिंग परतें: सिग्नलिंग और ऑप्टिकल एकीकरण

PAM4 और सिलिकॉन फोटोनिक्स एक ही स्केलिंग समस्या के विभिन्न भागों को हल करते हैं।

PAM4 सिग्नलिंग परत पर काम करता है। यह एक चैनल को प्रति प्रतीक अधिक जानकारी ले जाने की अनुमति देता है, जो केवल उच्च बॉड दर पर निर्भर किए बिना प्रभावी डेटा दर बढ़ाने में मदद करता है। सिलिकॉन फोटोनिक्स ऑप्टिकल एकीकरण परत पर काम करता है। यह फोटोनिक घटकों और हाई-स्पीड ट्रांसीवर फ़ंक्शंस को सिलिकॉन-आधारित प्लेटफ़ॉर्म पर एकीकृत करने की अनुमति देता है, जो तेजी से महत्वपूर्ण हो जाता है क्योंकि मॉड्यूल अधिक चैनलों और अधिक जटिल ऑप्टिकल फ़ंक्शंस की ओर बढ़ते हैं।

व्यवहार में, 800G दोनों पर निर्भर करता है। PAM4 लेन दक्षता में सुधार करता है, जबकि सिलिकॉन फोटोनिक्स उस उच्च गति सिग्नलिंग को घने, विनिर्माण योग्य ऑप्टिकल मॉड्यूल में बदलने में मदद करता है।

PAM4, या चार-स्तरीय पल्स आयाम मॉड्यूलेशन, 800G ऑप्टिकल मॉड्यूल के लिए केंद्रीय सक्षम प्रौद्योगिकियों में से एक है। पहले की पीढ़ियां आमतौर पर एनआरजेड, या नॉन-रिटर्न-टू-जीरो मॉड्यूलेशन का उपयोग करती थीं। एनआरजेड दो सिग्नल स्तरों का उपयोग करता है, इसलिए प्रत्येक प्रतीक एक बिट का प्रतिनिधित्व करता है: 0 या 1. PAM4 चार सिग्नल स्तरों का उपयोग करता है, इसलिए प्रत्येक प्रतीक दो बिट्स का प्रतिनिधित्व करता है: 00, 01, 11, या 10।

यही अंतर PAM4 के उपयोगी होने का मुख्य कारण है। प्रति प्रतीक दो बिट एन्कोडिंग करके, PAM4 प्रतीक दर को दोगुना किए बिना एकल चैनल की प्रभावी डेटा दर को दोगुना कर सकता है। हाई-स्पीड ऑप्टिकल लिंक के लिए, अकेले बॉड दर को मापने की कोशिश करने की तुलना में यह अधिक व्यावहारिक मार्ग है।

PAM4 बनाम NRZ: सिग्नल स्तर, बिट्स प्रति प्रतीक, और शोर संवेदनशीलता

PAM4 का लाभ इसकी मुख्य इंजीनियरिंग चुनौती भी पैदा करता है। चार स्तरों को उपलब्ध सिग्नल आयाम सीमा में फिट होना चाहिए, इसलिए स्तरों के बीच का अंतर एनआरजेड की तुलना में छोटा है। छोटे निर्णय मार्जिन लिंक को शोर, विरूपण और चैनल हानि के प्रति अधिक संवेदनशील बनाते हैं।

यही कारण है कि PAM4 को साधारण गति उन्नयन के रूप में नहीं माना जा सकता है। यह एक बैंडविड्थ-दक्षता समझौता है: प्रति प्रतीक अधिक डेटा, लेकिन प्रति स्तर कम शोर मार्जिन।

PAM4 बनाम NRZ सिग्नल स्तर तुलना

PAM4 लिंक के लिए FEC और इक्वलाइज़ेशन क्यों आवश्यक हो गए हैं?

चूँकि PAM4 में सिग्नल निर्णय मार्जिन सख्त होता है, इसलिए हाई-स्पीड PAM4 लिंक अधिक निर्भर होते हैंएफईसीऔरसमीकरण. एफईसी ट्रांसमिशन के बाद त्रुटियों को ठीक करने में मदद करता है, जबकि इक्वलाइजेशन चैनल से संबंधित सिग्नल विरूपण की भरपाई करने में मदद करता है।

कम गति पर, इन तकनीकों की उतनी ही आवश्यकता नहीं हो सकती है। 50जी, 100जी और विशेष रूप से 200जी-प्रति-लेन विकास चरणों में, वे विश्वसनीय संचालन के लिए व्यावहारिक इंजीनियरिंग नींव का हिस्सा बन जाते हैं।

800G की ओर कदम एक छलांग में नहीं हुआ। इसने एक लेन-स्पीड रोडमैप का अनुसरण किया: 50G PAM4 पहले परिपक्व हुआ, फिर 100G PAM4 ने अधिक कुशल 100GE और 400GE को सक्षम किया, और 200G PAM4 उच्च गति मॉड्यूल में ऑप्टिकल जटिलता को कम करने का अगला मार्ग बन गया।

50जी, 100जी और 200जी पीएएम4 रोडमैप 800जी की ओर

50G PAM4 और प्रारंभिक 200GE/400G परिनियोजन चरण

PAM4 कार्यान्वयन ने पहले 50Gbps चैनलों को लक्षित किया। इसने 50Gbps NRZ दृष्टिकोण को तुरंत विस्थापित कर दिया जो उसी समय विकसित किए जा रहे थे क्योंकि यह प्रति-चैनल डेटा दर बढ़ाने के लिए अधिक कुशल तरीका प्रदान करता था।

56Gbps की अधिकतम बिट दर के साथ 50G PAM4, परिपक्व हो गया और विभिन्न स्विच और राउटर ASIC और ऑप्टिकल मॉड्यूल से समर्थन प्राप्त किया। इसने QSFP-DD और OSFP फॉर्म कारकों का उपयोग करके पहले उच्च-वॉल्यूम 400G क्लाइंट ऑप्टिकल मॉड्यूल को सक्षम किया। इसने QSFP56 ऑप्टिकल मॉड्यूल का उपयोग करके डेटा केंद्रों में 200GE परिनियोजन का भी समर्थन किया।

यह चरण मायने रखता है क्योंकि इसने साबित कर दिया कि PAM4 केवल एक प्रयोगशाला सिग्नलिंग तकनीक नहीं थी। यह वास्तविक डेटा सेंटर इंटरकनेक्ट के लिए एक तैनाती योग्य आर्किटेक्चर बन गया।

एकल-तरंगदैर्ध्य 100GE और चार-तरंगदैर्ध्य 400GE के लिए 100G PAM4

100G PAM4 अगला प्रमुख कदम है। यह एक तरंग दैर्ध्य का उपयोग करके अधिक लागत प्रभावी 100GE कार्यान्वयन को सक्षम बनाता है और चार तरंग दैर्ध्य का उपयोग करके एकल-मोड फाइबर पर 400GE का समर्थन करता है।

यह चरण 800G पोर्ट विकास से निकटता से जुड़ा हुआ है। जैसे ही 100G PAM4 इंटरफेस के साथ 25.6T स्विच और राउटर तैनाती में प्रवेश करते हैं, 800G पोर्ट अधिक व्यावहारिक हो जाते हैं क्योंकि सिस्टम उच्च गति वाले इलेक्ट्रिकल और ऑप्टिकल लेन को अधिक कुशलता से एकत्र कर सकता है।

सरल शब्दों में, 100G PAM4 आठ 100G चैनलों के साथ 800G बनाना आसान बनाता है। यह डिज़ाइन को अधिक परिपक्व प्रौद्योगिकी आधार के भीतर रखते हुए अत्यधिक चैनल गणना की आवश्यकता को कम करता है।

200G PAM4 तरंग दैर्ध्य और कम-जटिलता 800G मॉड्यूल का पथ

अगला विकास चरण 200G PAM4 प्रति तरंग दैर्ध्य या प्रति लेन है। 200G PAM4 दृष्टिकोण भविष्य के मॉड्यूल की ऑप्टिकल जटिलता को कम कर सकता है क्योंकि समान समग्र डेटा दर तक पहुंचने के लिए कम लेन या तरंग दैर्ध्य की आवश्यकता हो सकती है। यह ऑप्टिकल घटकों की संख्या को कम कर सकता है, पैकेजिंग को सरल बना सकता है, और उच्च स्विच और राउटर सिस्टम क्षमता का समर्थन कर सकता है।

आईईईई पी802.3डीजे200 Gb/s, 400 Gb/s, 800 Gb/s, और 1.6 Tb/s ईथरनेट उद्देश्यों को संबोधित करने वाली सक्रिय टास्क फोर्स है। इसके अपनाए गए उद्देश्यों में 200 जीबी/एस मैक डेटा दर समर्थन, वैकल्पिक सिंगल-लेन 200 जीबी/एस चिप-टू-मॉड्यूल और चिप-टू-चिप अटैचमेंट यूनिट इंटरफेस, और चार-लेन अटैचमेंट यूनिट इंटरफेस के साथ-साथ मल्टीपल कॉपर, बैकप्लेन और एसएमएफ लक्ष्य तक पहुंचने वाले 800 जीबी/एस उद्देश्य शामिल हैं।

200G-प्रति-लेन विकास अगले ईथरनेट और ऑप्टिकल-मॉड्यूल स्केलिंग चरण का केंद्र है, लेकिन इसे अभी भी अधिक परिपक्व 50G PAM4 और 100G PAM4 चरणों से अलग तरीके से व्यवहार किया जाना चाहिए।

ऑप्टिकल मॉड्यूल विकास स्विच ASIC क्षमता का अनुसरण करता है। जब ASIC क्षमता बढ़ती है, तो सिस्टम को फेसप्लेट पर अधिक बैंडविड्थ, अधिक कुशल विद्युत लेन और सघन ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट की आवश्यकता होती है। यही कारण है कि 800G ऑप्टिक्स केवल ट्रांसीवर तकनीक के बजाय सिलिकॉन पीढ़ियों को स्विच करने के लिए जुड़ा हुआ है।

6.4T से 204.8T तक: क्षमता स्केलिंग और लेन-स्पीड दबाव

नीचे संक्षेप में दिया गया स्विच ASIC रोडमैप क्षमता स्केलिंग और लेन-स्पीड दबाव की दिशा दिखाता है।

ASIC क्षमता स्केलिंग और 800G ऑप्टिक्स दबाव स्विच करें

रोडमैप को एक सटीक उत्पाद-रिलीज़ तालिका के बजाय क्षमता-स्केलिंग प्रवृत्ति के रूप में पढ़ा जाना चाहिए। पहले के 6.4T और 12.8T क्षमता वाले नोड्स की तुलना में, बाद की 51.2T और 102.4T पीढ़ी लेन गति, फेसप्लेट घनत्व और ऑप्टिकल एकीकरण पर अधिक दबाव डालती है।

यहीं पर PAM4, सिलिकॉन फोटोनिक्स और सह-पैकेज्ड ऑप्टिक्स जुड़ना शुरू होते हैं। PAM4 प्रत्येक लेन की दक्षता बढ़ाता है। सिलिकॉन फोटोनिक्स अधिक ऑप्टिकल कार्यों को कॉम्पैक्ट मॉड्यूल में एकीकृत करने में मदद करता है। जब विद्युत दूरी, बैंडविड्थ घनत्व और शक्ति को प्रबंधित करना अधिक कठिन हो जाता है, तो सह-पैकेज्ड ऑप्टिक्स ऑप्टिकल इंजनों को स्विच ASIC के करीब ले जाता है।

सिलिकॉन फोटोनिक्सएक सिलिकॉन सब्सट्रेट पर फोटोनिक घटकों और उच्च गति ट्रांसीवर कार्यों को एकीकृत करता है। इसका उपयोग पहले से ही 100G और 400G ऑप्टिकल मॉड्यूल में व्यापक रूप से किया जा चुका है, और जैसे-जैसे मॉड्यूल डिज़ाइन सघन होते जाते हैं, इसका मूल्य बढ़ता जाता है।

सघन 800जी ऑप्टिकल मॉड्यूल के लिए सिलिकॉन फोटोनिक्स एकीकरण

800G के लिए सिलिकॉन फोटोनिक्स मायने रखता है क्योंकि जब एक मॉड्यूल में कई चैनल होते हैं तो ऑप्टिकल जटिलता तेजी से बढ़ती है। एक सघन ऑप्टिकल मॉड्यूल को कई मॉड्यूलेटर, फोटोडिटेक्टर, वेवगाइड, कपलिंग इंटरफेस और उच्च गति वाले विद्युत कनेक्शन की आवश्यकता हो सकती है। इनमें से अधिक कार्यों को सिलिकॉन-आधारित प्लेटफ़ॉर्म पर एकीकृत करने से असेंबली को सरल बनाया जा सकता है और विनिर्माण स्केलेबिलिटी में सुधार किया जा सकता है।

सिलिकॉन-आधारित एकीकरण और वेफर-स्केल विनिर्माण

सिलिकॉन फोटोनिक्स का एक फायदा उच्च-मात्रा वाले फोटोनिक सिस्टम के लिए मानक वेफर विनिर्माण बुनियादी ढांचे का उपयोग करने की क्षमता है। इसका मतलब यह नहीं है कि ऑप्टिकल मॉड्यूल साधारण अर्धचालक चिप्स बन जाते हैं। फोटोनिक सर्किट के अंदर और बाहर प्रकाश को जोड़ना, मॉड्यूल की पैकेजिंग करना, गर्मी का प्रबंधन करना और ऑप्टिकल प्रदर्शन को बनाए रखना अभी भी कठिन इंजीनियरिंग समस्याएं हैं।

महत्व यह है कि अधिक ऑप्टिकल कार्यक्षमता को नियंत्रित सिलिकॉन-आधारित प्लेटफ़ॉर्म में बनाया जा सकता है। घने 800G ऑप्टिकल ट्रांससीवर्स के लिए, जो कि असतत ऑप्टिकल संरेखण और घटक-दर-घटक निर्माण पर अधिक निर्भर डिज़ाइनों की तुलना में असेंबली जटिलता को कम कर सकता है।

हाई-चैनल-गणना और सुसंगत मॉड्यूल सिलिकॉन फोटोनिक्स से क्यों लाभान्वित होते हैं

सिलिकॉन फोटोनिक्स आठ या अधिक चैनलों वाले ऑप्टिकल मॉड्यूल और अधिक जटिल ऑप्टिकल कार्यों वाले सुसंगत मॉड्यूल के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। उच्च चैनल गणना से पैकेजिंग, फाइबर कपलिंग, सिग्नल रूटिंग, थर्मल और परीक्षण जटिलता बढ़ जाती है। सुसंगत प्रकाशिकी मॉड्यूलेशन, डिटेक्शन और ऑप्टिकल प्रदर्शन नियंत्रण के आसपास और आवश्यकताएं जोड़ती है।

800G के लिए, इसका मतलब है कि सिलिकॉन फोटोनिक्स केवल विनिर्माण प्राथमिकता नहीं है। यह उच्च-घनत्व वाले ऑप्टिकल मॉड्यूल को भौतिक और आर्थिक रूप से व्यावहारिक बनाने के तकनीकी पथ का हिस्सा बन जाता है।

जैसे-जैसे स्विच ASIC क्षमता बढ़ती है, फ्रंट-पैनल प्लग करने योग्य ऑप्टिक्स को अधिक दबाव का सामना करना पड़ता है। अधिक पोर्ट को सीमित पैनल स्थान में फिट होना चाहिए, और उच्च विद्युत लेन गति को ASIC और ऑप्टिकल मॉड्यूल के बीच यात्रा करनी चाहिए। कुछ बिंदु पर, स्विचिंग सिलिकॉन और फ्रंट-पैनल ऑप्टिक्स के बीच विद्युत पथ शक्ति और सिग्नल-अखंडता समस्या का एक बड़ा हिस्सा बन जाता है।

यहीं परसह-पैकेज्ड प्रकाशिकीचर्चा में प्रवेश करता है.

फोटोनिक्स को स्विच ASIC के करीब ले जाना

सह-पैकेज्ड ऑप्टिक्स में, ऑप्टिकल या इलेक्ट्रिकल संचार उपकरणों को मेजबान ASIC के समान प्रथम-स्तरीय सब्सट्रेट पर रखा जाता है।ओआईएफ सह-पैकेजिंग ढांचाबताते हैं कि ऑप्टिकल इंजन को होस्ट ASIC के करीब स्थापित करने से हाई-स्पीड इलेक्ट्रिकल चैनल के नुकसान और प्रतिबाधा असंतुलन को कम किया जा सकता है, जिससे हाई-स्पीड और लो-पावर ऑफ-चिप I/O ड्राइवर सक्षम हो सकते हैं।

यह आर्किटेक्चर मानक प्लगेबल ऑप्टिक्स से अलग है। एक बोर्ड पर हाई-स्पीड इलेक्ट्रिकल सिग्नल को फ्रंट-पैनल मॉड्यूल में भेजने के बजाय, ऑप्टिकल इंजन को स्विच ASIC के बहुत करीब लाया जाता है। यह विद्युत चैनल हानि को कम कर सकता है और बैंडविड्थ घनत्व और बिजली चुनौतियों का समाधान करने में मदद कर सकता है।

प्लग करने योग्य ऑप्टिक्स बनाम सह-पैकेज्ड ऑप्टिक्स

फ्रंट-पैनल प्लगेबल ऑप्टिक्स को उच्च घनत्व दबाव का सामना क्यों करना पड़ता है?

फ्रंट-पैनल प्लगेबल मॉड्यूल कई नेटवर्क आर्किटेक्चर में महत्वपूर्ण बने हुए हैं, जबकि सह-पैकेज्ड ऑप्टिक्स को उन स्थितियों के लिए एक विकल्प के रूप में समझा जाना चाहिए जहां विद्युत हानि, बिजली और बैंडविड्थ घनत्व अधिक सीमित हो जाते हैं।

102.4T और उससे अधिक पर, यह दबाव अधिक दिखाई देने लगता है। तकनीकी दिशा स्पष्ट है: जैसे-जैसे स्विच क्षमता बढ़ती है और सीरियल इंटरफेस तेजी से विकसित होते हैं, गहरा ऑप्टिकल एकीकरण अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है। OIF भी सूचीबद्ध करता है3.2Tb/s सह-पैकेज्ड मॉड्यूल के लिए कार्यान्वयन समझौता, यह दर्शाता है कि सह-पैकेजिंग एक व्यापक अवधारणा से आगे बढ़कर औपचारिक अंतरसंचालनीयता कार्य में बदल गई है।

800G ईथरनेट एकल कार्यान्वयन पथ नहीं है। इसमें विभिन्न लेन दरें, मीडिया प्रकार और इंटरफ़ेस उद्देश्य शामिल हैं। दो महत्वपूर्ण IEEE परियोजनाएँ IEEE 802.3df और IEEE P802.3dj हैं।

आईईईई 802.3df400 जीबी/एस और 800 जीबी/एस ईथरनेट कार्य पर ध्यान केंद्रित करता है जो अब आईईईई कक्षा 802.3डीएफ-2024 बन गया है।आईईईई पी802.3डीजे200 Gb/s, 400 Gb/s, 800 Gb/s, और 1.6 Tb/s ईथरनेट के आसपास उद्देश्यों के अगले सेट को संबोधित करता है।

आईईईई 802.3डीएफ में 100जी-लेन उद्देश्य

100G-लेन पथ महत्वपूर्ण है क्योंकि यह 800GE को आठ 100G चैनलों के माध्यम से एक व्यावहारिक कार्यान्वयन मार्ग देता है। यह दृष्टिकोण 100G PAM4 की परिपक्वता के साथ संरेखित होता है और प्रत्येक 200G-प्रति-लेन तत्व के परिपक्व होने की प्रतीक्षा किए बिना निकट अवधि 800G परिनियोजन का समर्थन करता है।

मूल 800G मानकीकरण दिशा में आठ 100G चैनलों या चार 200G चैनलों का उपयोग करते हुए 800 गीगाबिट ईथरनेट, आठ 200G चैनलों का उपयोग करने वाला 1.6 टेराबिट ईथरनेट, एक 200G चैनल का उपयोग करने वाला 200Gb ईथरनेट और दो 200G चैनलों का उपयोग करने वाला 400Gb ईथरनेट शामिल था।

IEEE P802.3dj में 200G-लेन उद्देश्य

IEEE P802.3dj वह जगह है जहां 200G-प्रति-लेन विकास केंद्रीय हो जाता है। इसके अपनाए गए उद्देश्यों में चिप-टू-मॉड्यूल और चिप-टू-चिप अटैचमेंट यूनिट इंटरफेस के साथ-साथ 200 जीबी/एस, 400 जीबी/एस, 800 जीबी/एस और 1.6 टीबी/एस मैक डेटा दरों के लिए समर्थन शामिल है। 800 जीबी/एस ऑपरेशन के लिए,IEEE P802.3dj ने उद्देश्य अपनाएलक्ष्य के आधार पर कम से कम 10 किमी, 20 किमी और 40 किमी तक चार-लेन विद्युत और तांबे के विकल्प, एसएमएफ जोड़ी विकल्प और तरंग दैर्ध्य-आधारित एसएमएफ विकल्प शामिल करें।

इसका मतलब यह नहीं है कि प्रत्येक सूचीबद्ध उद्देश्य एक एकल मॉड्यूल प्रकार या पूरी तरह से परिपक्व वाणिज्यिक कार्यान्वयन से मेल खाता है। इसका मतलब है कि मानक कार्य 200जी-लेन युग के लिए आवश्यक तकनीकी पथों को परिभाषित कर रहा है।

समर्थित मीडिया: एसएमएफ, एमएमएफ, कॉपर ट्विनैक्स और चिप-टू-मॉड्यूल इंटरफेस

800G मानकीकरण ऑप्टिकल फाइबर से कहीं अधिक को कवर करता है। विनिर्देश के दायरे में सिंगल-मोड फाइबर, मल्टीमोड फाइबर, कॉपर ट्विनैक्स केबल और चिप-टू-मॉड्यूल इलेक्ट्रिकल इंटरफेस शामिल हैं। वह चौड़ाई मायने रखती है क्योंकि 800G का उपयोग विभिन्न भौतिक दूरी और सिस्टम आर्किटेक्चर में किया जाता है: आंतरिक उपकरण, चिप्स और मॉड्यूल के बीच, छोटे तांबे के कनेक्शन में, डेटा सेंटर ऑप्टिकल लिंक में, और लंबी पहुंच वाले सुसंगत अनुप्रयोगों में।

आईईईई ईथरनेट मानक प्रमुख ईथरनेट इंटरफेस और भौतिक परत उद्देश्यों को परिभाषित करते हैं। OIF कार्य सुसंगत 800G लाइन इंटरफेस के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जहां सुसंगत ऑप्टिकल कार्यान्वयन में अंतरसंचालनीयता आवश्यक है।

ओआईएफ दोनों को सूचीबद्ध करता हैOIF-800ZR-01.0औरओआईएफ-800एलआर-01.0800G सुसंगत कार्यान्वयन समझौतों के रूप में।

800G मानक और सुसंगत पहुंच मानचित्र

80-120 किमी एम्प्लीफाइड सिंगल-स्पैन WDM लिंक के लिए 800ZR

ओआईएफ-800ZRएकल-स्पैन, प्रवर्धित, 80-120 किमी, पॉइंट-टू-पॉइंट DWDM शोर-सीमित लिंक के लिए एकल-तरंग दैर्ध्य 800G सुसंगत लाइन इंटरफ़ेस और फ़्रेम प्रारूप को परिभाषित करता है। यह न्यूनतम 100GE से 800G एग्रीगेट बैंडविड्थ तक ईथरनेट क्लाइंट का समर्थन करता है।

व्यावहारिक महत्व स्पष्ट है: 800ZR सुसंगत उन्नयन पथ को 400ZR से 800G तक बढ़ाता है। यह सभी 800G ऑप्टिक्स के लिए सामान्य नाम नहीं है। यह एक विशिष्ट प्रवर्धित WDM पहुंच वर्ग के लिए एक परिभाषित सुसंगत लाइन इंटरफ़ेस है।

10 किमी और 40 किमी अनुप्रयोगों के लिए निश्चित-तरंगदैर्ध्य और सुसंगत इंटरफ़ेस विकल्प

ओआईएफ-800एलआर10 किमी तक के सिंगल-स्पैन, अनएम्प्लीफाइड, पॉइंट-टू-पॉइंट फिक्स्ड-वेवलेंथ लिंक के लिए सिंगल-वेवलेंथ 800G सुसंगत लाइन इंटरफ़ेस को परिभाषित करता है।

IEEE P802.3dj में कम से कम 40 किमी तक की लंबाई के साथ प्रत्येक दिशा में एक SMF पर 800 Gb/s उद्देश्य भी शामिल हैं।

साथ में, इन प्रयासों से पता चलता है कि 800G कम पहुंच वाले क्लाइंट ऑप्टिक्स तक सीमित नहीं है। यह फ्रंट-पैनल क्लाइंट मॉड्यूल, कैंपस लिंक, डीसीआई-शैली लिंक और सुसंगत परिवहन-उन्मुख अनुप्रयोगों तक फैला हुआ है।

800G डिज़ाइन ट्रेड-ऑफ़ का एक सेट है। PAM4 बैंडविड्थ दक्षता बढ़ाता है लेकिन शोर मार्जिन कम करता है। सिलिकॉन फोटोनिक्स एकीकरण में सुधार करता है लेकिन फिर भी पैकेजिंग, कपलिंग और थर्मल चुनौतियों को छोड़ देता है। सह-पैकेज्ड प्रकाशिकी विद्युत पथ सीमाओं को कम कर सकती है लेकिन सिस्टम वास्तुकला को बदल देती है। सुसंगत प्रकाशिकी पहुंच बढ़ा सकती है, लेकिन वे ऑप्टिकल-इंटरफ़ेस जटिलता भी जोड़ते हैं।

बैंडविड्थ घनत्व बनाम सिग्नल मजबूती

PAM4 प्रति प्रतीक दो बिट ले जाकर बैंडविड्थ घनत्व में सुधार करता है। यही कारण है कि यह 50G, 100G और 200G-लेन विकास का केंद्र बन गया।

ट्रेड-ऑफ सिग्नल की मजबूती है। दो के बजाय चार स्तरों के साथ, प्रत्येक स्तर पर कम मार्जिन होता है। यह एफईसी और इक्वलाइजेशन को लिंक डिजाइन का आवश्यक हिस्सा बनाता है, खासकर जब लेन की गति बढ़ती है।

ऑप्टिकल जटिलता बनाम मॉड्यूल लागत

उच्च प्रति-तरंग दैर्ध्य गति ऑप्टिकल जटिलता को कम कर सकती है क्योंकि समान कुल बैंडविड्थ तक पहुंचने के लिए कम ऑप्टिकल लेन या तरंग दैर्ध्य की आवश्यकता हो सकती है। यही कारण है कि 200G PAM4 तरंग दैर्ध्य भविष्य के 800G और 1.6T सिस्टम के लिए महत्वपूर्ण हैं।

सिलिकॉन फोटोनिक्स एकीकरण पक्ष से उसी दिशा का समर्थन करता है। सिलिकॉन-आधारित प्लेटफ़ॉर्म में अधिक फोटोनिक फ़ंक्शंस लाकर, मॉड्यूल डिज़ाइनर घने ऑप्टिकल ट्रांससीवर्स में असतत ऑप्टिकल असेंबली के बोझ को कम कर सकते हैं।

प्लग करने योग्य ऑप्टिक्स बनाम सह-पैकेज्ड ऑप्टिक्स

प्लग करने योग्य ऑप्टिक्स कई नेटवर्क डिज़ाइनों में अत्यधिक प्रासंगिक बना हुआ है। सह-पैकेज्ड ऑप्टिक्स तब अधिक प्रासंगिक हो जाता है जब ASIC और ऑप्टिकल मॉड्यूल के बीच विद्युत चैनल बिजली, हानि या घनत्व में बहुत महंगा हो जाता है।

संभावित भविष्य एक वास्तुकला का दूसरे द्वारा प्रतिस्थापन मात्र नहीं है। विभिन्न नेटवर्क परतें और स्विच पीढ़ियाँ बैंडविड्थ घनत्व, थर्मल डिज़ाइन, लिंक पहुंच और लागत के आधार पर विभिन्न ऑप्टिकल आर्किटेक्चर का उपयोग कर सकती हैं।

PAM4 और सिलिकॉन फोटोनिक्स अलग-अलग दिशाओं से 800G को आकार देते हैं। PAM4 प्रत्येक प्रतीक द्वारा ले जाए जाने वाले डेटा की मात्रा को बढ़ाता है और उच्च लेन दरों को व्यावहारिक बनाता है। सिलिकॉन फोटोनिक्स ऑप्टिकल एकीकरण को बढ़ाता है और घने ऑप्टिकल मॉड्यूल स्केल में मदद करता है। IEEE और OIF मानकीकरण कार्य फिर इन प्रौद्योगिकियों को अंतर-क्रियान्वयन पथों में बदल देता है।

50G PAM4 से 100G PAM4 और फिर 200G-प्रति-लेन सिस्टम की ओर विकास नेटवर्क स्केलिंग की दिशा को दर्शाता है। प्रत्येक चरण उच्च समग्र बैंडविड्थ तक पहुँचने के बोझ को कम करता है। प्रत्येक चरण नई सिग्नल अखंडता, पैकेजिंग, शक्ति और परीक्षण चुनौतियां भी पैदा करता है।

800G नेटवर्क के लिए, सबसे महत्वपूर्ण निष्कर्ष यह नहीं है कि एक तकनीक "जीतती है।" वास्तविक प्रवृत्ति अभिसरण है। PAM4, FEC, इक्वलाइज़ेशन, सिलिकॉन फोटोनिक्स, सुसंगत प्रकाशिकी, स्विच ASIC स्केलिंग, और सह-पैकेज्ड आर्किटेक्चर सभी एक ही इंजीनियरिंग प्रणाली का हिस्सा बन जाते हैं।

800G तकनीक में PAM4 की क्या भूमिका है?

PAM4 प्रत्येक प्रतीक को एक के बजाय दो बिट ले जाने की अनुमति देता है। यह एनआरजेड की तुलना में प्रति प्रतीक प्रभावी डेटा दर को दोगुना कर देता है और 800G सिस्टम को केवल उच्च बॉड दर पर निर्भर किए बिना उच्च बैंडविड्थ तक पहुंचने में मदद करता है।

PAM4 को FEC और समकरण की आवश्यकता क्यों है?

PAM4 चार सिग्नल स्तरों का उपयोग करता है, इसलिए आसन्न स्तरों के बीच का अंतर NRZ की तुलना में छोटा है। इससे शोर संवेदनशीलता बढ़ती है। एफईसी ट्रांसमिशन त्रुटियों को ठीक करने में मदद करता है, जबकि इक्वलाइजेशन चैनल विरूपण की भरपाई करता है और सिग्नल की मजबूती में सुधार करता है।

सिलिकॉन फोटोनिक्स 800G ऑप्टिकल मॉड्यूल की कैसे मदद करता है?

सिलिकॉन फोटोनिक्स एक सिलिकॉन प्लेटफॉर्म पर फोटोनिक घटकों और उच्च गति ट्रांसीवर कार्यों को एकीकृत करता है। यह घने 800G ऑप्टिकल मॉड्यूल के लिए उपयोगी है क्योंकि उच्च चैनल गणना और सुसंगत ऑप्टिकल फ़ंक्शन पैकेजिंग, युग्मन और विनिर्माण जटिलता को बढ़ाते हैं।

IEEE 802.3df और IEEE 802.3dj में क्या अंतर है?

आईईईई 802.3dfपूर्ण 400 जीबी/एस और 800 जीबी/एस ईथरनेट मानक पथ है जो आईईईई कक्षा 802.3डीएफ-2024 बन गया।आईईईई पी802.3डीजे200Gb/s, 400 Gb/s, 800 Gb/s, और 1.6 Tb/s ईथरनेट उद्देश्यों को संबोधित करने वाली एक चालू टास्क फोर्स है, जिसमें 200G-प्रति-लेन संबंधित कार्य भी शामिल है।

क्या 800G ईथरनेट के लिए 200G PAM4 आवश्यक है?

नंबर 800GE को 8 × 100G चैनल पथ के साथ-साथ 4 × 200G चैनल के माध्यम से कार्यान्वित किया जा सकता है। 200G PAM4 महत्वपूर्ण है क्योंकि यह भविष्य के 800G और 1.6T कार्यान्वयन के लिए लेन गिनती और ऑप