Penyambung I / O yang terpasang akan berkembang dari spesifikasi Ethernet 40G / 100Gb / s semasa dan spesifikasi EDR tanpa wayar kepada 800Gb dan versi yang lebih tinggi.
Dalam 50 tahun kebelakangan ini, kadar pemindahan data telah meningkat dengan ketara. Keupayaan untuk membuat berbilion transistor pada satu cip meningkatkan kelajuan dan daya pemprosesan secara eksponen. Input dan output data bergantung pada sambungan penyambung I / O. Penyambung I / O memainkan peranan penting dalam sistem. Sekiranya mereka tidak mengikuti kecepatan aliran data, mereka mungkin menyebabkan kesulitan yang serius. Jurutera mesti memastikan bahawa port I / O tidak menghadkan prestasi transmisi berkelajuan tinggi.
Selain dapat menyokong kadar data berkelajuan tinggi, komponen juga perlu memberikan fleksibilitas untuk reka bentuk produk, yang memungkinkan konfigurasi atau peningkatan sistem yang cepat. Sebagai komponen transit untuk kabel aktif dan pasif dan gentian optik, prestasi yang sangat baik sangat menarik.
Ketumpatan panel I / O adalah faktor utama lain dalam reka bentuk sistem. Peralatan yang dipasang di rak standard memerlukan ukuran penyambung I / O sekecil 1RU (1,75" tinggi), menempati ruang sesedikit mungkin, memaksimumkan bilangan saluran, dan memberi ruang untuk penyejukan lubang. Tanpa mematikan sistem Keupayaan untuk menarik dan memasang antara muka sangat penting dalam aplikasi rangkaian.
Perlu digalakkan untuk mewujudkan keserasian produk atau standardisasi produk antara pembekal yang berbeza. Penyambung I / O bersaiz kecil yang boleh diselaraskan standard memberikan penyelesaian yang menjimatkan.
Antaramuka I / O yang terpasang, termasuk SFP dan QSFP yang dapat ditempelkan kecil, telah melalui proses berulang berulang, dan prestasi dan kepadatan panel telah terus ditingkatkan. Mereka biasanya dipasang pada PCB bingkai pemasangan, dikonfigurasikan dengan modul, dan mempunyai prestasi berkecepatan tinggi, yang dapat ditukar panas. Konsep modular ini membolehkan jurutera menukar kabel tembaga yang disambungkan secara langsung, kabel optik aktif, dan transceiver optik. Penyambung ini menyediakan pengurungan mekanikal untuk modul, dan memberikan pelesapan haba dan prestasi pengasingan frekuensi radio untuk modul.
Penyambung ini telah berkembang dengan pesat menjadi modul kecil yang dapat dipasang, dari SFP yang asli hingga konfigurasi QSFP dan OSFP dwi-kepadatan terkini.
Spesifikasi elektrik dan mekanikal pertama antara muka SFP dikeluarkan oleh Jawatankuasa SFF pada tahun 2001 dan dipromosikan melalui Organisasi Perjanjian Multi Sumber (MSA) yang terdiri daripada pengguna industri dan pengeluar penyambung. Digunakan untuk menyokong aplikasi rangkaian di Gigabit Ethernet dan Fiber Channel. Modul hot-swappable ini membolehkan kadar data penghantaran hingga 1.0Gb / s dalam media tembaga dan serat optik. Spesifikasi SFP asal telah ditingkatkan menjadi SFP + dengan lebar jalur 10Gb / s sambil mengekalkan keserasian ke belakang. Peningkatan seterusnya telah meningkatkan lebar jalur menjadi 28Gb / s. Versi terbaru SFP adalah transceiver optik SFP56, yang menggunakan modulasi PAM4 untuk menyediakan sambungan Ethernet 50Gb / s.
Penyambung QSFP akan dikembangkan lebih lanjut. QSFP menyediakan empat saluran tembaga berkelajuan tinggi atau saluran optik. Kandang yang disusun dan dikelompokkan meningkatkan kepadatan pelabuhan.
Peringkat awal QSFP adalah 1Gb / s. Melalui peningkatan, penilaian saluran QSFP 4 boleh menjadi 10Gb / s, dan lebar jalur keseluruhan adalah 40Gb / s. Dengan merancang panjang jalur isyarat dalaman, susun atur EMI dan PCB, kadar saluran QSFP28 dapat setinggi 25Gb / s. QSFP56 boleh mencapai saluran 50Gb / s. Lebar lebar jalur keempat-empat saluran boleh menyokong Ethernet 40Gb, 100Gb dan 200Gb.
Spesifikasi 400GbE dirilis pada tahun 2017. Dua antara muka baru yang dapat disambungkan pada masa ini menyokong 200Gb dan 400Gb, memimpin aplikasi Ethernet.
Spesifikasi ini menyokong antara muka elektrik 8-jalur, dan setiap saluran dapat menghantar isyarat modulasi 25Gb / s NRZ atau 50Gb / sPAM4. Lebar lebar jalur setiap modul boleh mencapai 200Gb atau 400Gb / s. Hingga 36 penyambung QSFP-DD dapat dipasang pada panel penukaran 1RU standard, dan kadar aliran keseluruhan dapat mencapai 14.4Tb / s.
Sistem interkoneksi QSFF-DD Molex mempunyai antara muka elektrik 8 lorong yang dapat menghantar hingga 28Gb / s NRZ atau 56Gb / sPAM-4, dan lebar jalur keseluruhan boleh mencapai 200 atau 400Gb / s.
Kandang QSFP-DD baru serasi dengan semua modul QSFP sebelumnya. Kuasa maksimum modul adalah sehingga 12 watt.
Sangkar yang menyokong modul optik bergantung pada pendingin luaran. Kabel pasif QSFP-DD dapat memanjang dari 3 meter hingga 10 kilometer. Penyambung OSFP adalah senjata terbaru untuk aplikasi berkelajuan tinggi di pusat data generasi akan datang.
Penyambung OSFP Amphenol ICC serasi dengan saluran jalur 25Gb / s NRZ dan protokol isyarat PAM4 saluran 50G / lane, yang membolehkan kabel menyediakan lebar jalur 200G dan 400G untuk setiap pemasangan kabel.
OSFP serupa dengan penyambung QSFP-DD dalam prestasi dan bentuk, tetapi ada beberapa perbezaan. Penyambung OSFP sedikit lebih lebar dan lebih dalam daripada QSFP. Hingga 32 port OSFP dapat dipasang dalam susun atur. Modul optik OSFP dapat menyokong hingga 15 watt, sementara QSFP-DD hanya dapat menyokong 12 watt. Heat sink disepadukan pada modul OSFP. Kedua-dua antara muka dapat menyediakan 8 saluran pada 50Gb / s PAM4.
Beberapa spesifikasi antara muka baru telah dikeluarkan untuk mempromosikan pengembangan transmisi 400Gb optik yang koheren. Spesifikasi 400ZR yang dikembangkan oleh Optical Interoperability Forum (OIF) dan dikeluarkan pada tahun 2020 mendefinisikan keperluan untuk sambungan 400-titik-ke-titik sepanjang 400 kilometer. OpenZR + MSA memberikan spesifikasi untuk kadar penghantaran kabel optik 100G, 200G, 300G dan 400G, dengan panjang hingga 480 kilometer. Kedua-dua spesifikasi tersebut menentukan keperluan modul transceiver QSFP-DD atau OSFP.
Dijangka saluran 400Gb akan menyediakan lebar jalur yang mencukupi untuk menyokong keperluan rangkaian, tetapi ramalan Ethernet Alliance baru-baru ini menunjukkan bahawa lalu lintas data akan meningkat dengan ketara dalam lima tahun akan datang. Oleh itu, IEEE melancarkan kumpulan penyelidikan Ethernet untuk menentukan kelayakan teknikal, potensi pasaran, dan masa pengulangan Ethernet seterusnya. Pada masa ini, 800GbE dan 1.6TbE sedang dipertimbangkan. Google, Facebook, Microsoft, Intel, Cisco, dan Broadcom berdebat mengenai modulasi (PAM4, 6, 8), jumlah saluran dan lebar jalur maksimum, tahap pembetulan ralat yang diperlukan, dan pengurusan kuasa / terma.
Ramalan menunjukkan bahawa lalu lintas data pasaran akan mencapai 51.2 Tb pada tahun 2022, yang memerlukan antara muka optik 800G.
MSA 800G serat optik baru yang dapat ditumpukan menumpukan pada sambungan pusat data 2km, dan menggunakan isyarat berasaskan PAM4 untuk mewujudkan saluran gentian 8X100Gb dan 4X200Gb menggunakan QSFP112-DD atau OSFP32.
Pereka sistem menghadapi keseimbangan antara peningkatan lebar jalur, integriti isyarat, pengurangan kuasa, pengurusan terma, peningkatan kepadatan panel input / output, dan lain-lain, dan tentu saja perlunya pengurangan kos. Penggunaan teknologi penghantaran multiplexing pembahagian panjang gelombang padat dan optik (DWDM) akan menjadikan revolusi ini dapat dilaksanakan.
Kami menjangkakan bahawa kerana permintaan untuk lebar jalur yang lebih tinggi, penyambung yang sesuai akan memperoleh pertumbuhan yang pesat. Pertumbuhan eksplisit produk elektronik mudah alih, penerapan perkhidmatan cloud yang berterusan, Internet of Things, Industry 4.0, kecerdasan buatan dan rangkaian 5G yang baru akan memerlukan peningkatan infrastruktur pusat data secara berterusan.
Di masa depan, teknologi yang muncul seperti optik pembungkusan kolaboratif dapat menjadi penyelesaian yang lebih maju untuk penghantaran data berkelajuan tinggi. OIF baru-baru ini mengumumkan penubuhan projek baru untuk mengkaji aplikasi optik pekali bersama di pusat data.
Versi penyambung I / O yang dapat ditingkatkan akan memenuhi keperluan Ethernet 40G / 100Gb / s semasa dan keperluan teknikal 800Gb dan lebih tinggi pada masa akan datang.
