Silicio fotonika nuo seniai žadėtos Įdomus klausimas nebėra, ar tai veikia. Tai, kurios modulio dalys iš tikrųjų atpigina, kokiu mechanizmu ir kokiomis sąlygomis taupymas dingsta.
Šiame straipsnyje pirmiausia atsakoma į šį klausimą, o vėliau – ką reiškia perėjimas pasyviajam pluošto įrenginiui, kurį turite įsigyti kartu su optika.
- Silicio fotonika sumažinaoptinismodulio kainos dalį, pakeičiant atskirai surinktas atskiras dalis į vieną litografiškai apibrėžtą fotoninį integrinį grandyną (PIC).
- Taipnepašalinkite lazerį, DSP, tvarkyklę, TIA arba optinę pakuotę. Esant 800 G, tie daiktai -, o ne fotonika - dažniausiai dominuoja medžiagų sąraše.
- Taupymo svarstyklės su garsumo ir eismo juostų skaičiumi. Jis yra didžiausias trumpo{1}}lygiagrečios vieno{2} režimo sąsajose, pvz., DR4 ir DR8, ir mažiausias mažo-garso, ilgo{6}}ar bangos ilgio{7}}daugiapleksiniuose produktuose.
- 800g pigiauuž perduotą bitąnei 400 G daugiausia dėl to, kad DSP, paketas, jungtis ir kabelių kanalas yra bendrinami dvigubai daugiau juostų -, o ne todėl, kad pati optika pabrango perpus.
- Pigesnis modulis sukuria pigesnį tinklą tik tuo atveju, jei pluošto gamyklos nereikia perstatyti, kad ją priimtų.
Kas iš tikrųjų yra silicio fotonika
Silicio fotonika naudoja fotoninius integrinius grandynus, pastatytus ant silicio{0}}ant-izoliatoriaus plokštelių, kad atliktų optines funkcijas: bangų nukreipimą, skaidymą, moduliavimą, bangos ilgio tankinimą ir aptikimą. Kadangi konstrukcijos apibrėžiamos litografijos būdu ant CMOS-suderinamų 200 mm arba 300 mm linijų, šimtai identiškų optinių grandinių sukuriama vienu praėjimu, o ne surenkama dalis po dalies.
Diskusijai apie išlaidas turi būti taikomos dvi ribos:
- Silicis nesilaiko.Šviesa vis tiek sklinda iš III-V šaltinio - indžio fosfido arba kvantinio-taškinio lazerio -, kuris yra prijungtas išoriškai, pritvirtintas atverčiamas-lustas arba heterogeniškai sujungtas. Brangiausia medžiaga modulyje lieka už silicio proceso ribų.
- PIC nėra modulis.Užbaigtame siųstuvas-imtuvas vis dar turi DSP arba retimerį, moduliatoriaus tvarkykles, transimpedanso stiprintuvus, šilumos valdymą, skaidulų{0}}sujungimo struktūrą ir hermetišką arba pusiau{1}}hermetišką paketą.
Todėl silicio fotonika geriausiai suprantama kaip integruota optinė platforma, pašalinanti tam tikrą surinkimo etapų klasę, o ne kaip viso siųstuvo-imtuvo pakaitalas.
Kur eina pinigai 400G arba 800G modulyje
| Išlaidų blokas | Ką jis apima | Silicio fotonikos poveikis |
|---|---|---|
| Fotoninė grandinė | Bangolaidžiai, moduliatoriai, tankintuvai, germanio fotodetektoriai | Didelis sumažinimas. Plokščių-masto replikacija, dalių skaičius smarkiai sumažėja |
| Lazerio šaltinis | III-V lazerinis štampas, izoliatorius, bangos ilgio valdymas | Mažai ir nieko. Vis dar III-V komponentas su savo derlingumo ir pasiūlos apribojimais |
| DSP arba retimeris | PAM4 signalo apdorojimas, FEC, išlyginimas | Nėra tiesiogiai. Dažnai vienintelis didžiausias eilutės elementas, kurio svoris yra 800 G |
| Elektros IC | Vairuotojai, TIA, valdymas | Netiesioginis. Bendras projektavimas su PIC gali sumažinti parazitų skaičių ir dalių skaičių |
| Pakuotė ir pluošto sujungimas | Išlygiavimas, tvirtinimas, pluošto masyvas, hermetiškumas, terminis kelias | Mišrus. Apskritai mažiau lygiavimo, tačiau sujungimas į submikroninius silicio bangolaidžius reikalauja daug pastangų |
| Testas ir kvalifikacija | Plokščių bandymas, modulio bandymas, įdegimas{0}}, sąveikumas | Žymus sumažinimas. Optinis testas gali pereiti į plokštelės lygį, todėl prieš pakuojant blogas štampai išmetamas |
Penki mechanizmai, mažinantys bito kainą
- Dalių-sumažėjimas.Funkcijos, kurioms kažkada reikėjo atskirai suderintų komponentų, tampa vienu litografiniu išdėstymu. Kiekvienas pašalintas aktyvus lygiavimas sumažina darbo jėgos, įrangos laiko ir derliaus praradimo galimybę.
- Plokščių{0}}mastelio amortizacija.Kaukės ir proceso kūrimas yra fiksuotos sąnaudos, paskirstytos visoje plokštelių serijoje, todėl vieneto kaina mažėja kartu su kaupiamąja apimtimi taip, kaip atskiras surinkimas.
- Ankstesnis testas.Žinomas-geras-plokštelės profilis neleidžia brangiai pakuoti ir lazeriu pritvirtinti prie sugedusių dalių.
- Juostos mastelio keitimas.Perėjus iš keturių juostų į aštuonias, tame pačiame matricoje pridedami bangolaidžiai ir moduliatoriai. Tai nepadidina atskirai tvarkomų optinių mazgų skaičiaus.
- Tiekimo grandinės susiaurėjimas.Sudėtiniai
Kodėl 800G kainuoja mažiau už bitą nei 400G
800G prievado -bitų patobulinimas daugiausia pasiekiamas bendrinant, o dalijimasis apima daugiau nei modulį:
- Vienas DSP, vienas paketas, vienas narvas, vienas radiatorius ir viena valdymo sąsaja dabar aptarnauja 800 Gb/s, o ne 400 Gb/s.
- Vienas jungiklio prievadas, viena priekinio{0}}panelio anga ir vienas maitinimo biudžetas užtikrina dvigubai didesnį srautą. Komutatorių ir maitinimo infrastruktūra vienam bitui dažnai sutaupo daugiau.
- Vienas kabelių kanalas turi dvigubai didesnę talpą. 800G-DR8 ryšys per 16-pluošto kamieną per 8 skaidulas perkelia dvigubai didesnį srautą nei 400G-DR4 ryšys, naudodamas vieną nutraukimo įvykį, vieną bandymo įrašą ir vieną pataisos poziciją.
Breakout vėl pakeičia aritmetiką: vienas 800G-DR8 prievadas, padalintas į dvi 400G-DR4 nuorodas, pakeičia du 400G prievadus jungiklyje, o tai paprastai yra pigesnis būdas aptarnauti 400G galinius taškus iš šiuolaikinio pagrindo. Čia modulių ekonomika, jungiklio radiksas ir kabelių dizainas nustoja būti atskiri biudžetai -, kurį toliau plėtojame savo vadove.silicio fotoniniai moduliai ir 400G pluošto kabeliai.
Du įspėjimai dėl paskelbtų numerių. Pirma, siųstuvų-imtuvų gatvės kainos keičiasi greitai ir skiriasi priklausomai nuo apimties, regiono ir kvalifikacijos statuso, todėl bet koks straipsnyje cituojamas skaičius yra pasenęs prieš jį perskaitant. Antra, „kaina už bitą“ yra palyginama tik tada, kai pasiekiamumo klasė, juostų skaičius ir formos koeficientas yra pastovūs. Palyginkite konkrečių dalių numerių citatas savo apimtimi, o ne antraščių vidurkius.
Kai silicio fotonika nėra pigesnis pasirinkimas
Integravimas yra apimties{0}}ir-juostų-skaičio argumentas. Jei šių sąlygų nėra, dažnai laimi senesni metodai:
- Labai trumpos nuorodos lentynos viduje.Pasyvūs arba aktyvūs variniai kabeliai ir AOC išlieka pigesni ir{0}}mažesnės galios kelis metrus. Mūsų palyginimas suvario ir pluošto AI duomenų centruosedangčiai, kur yra krosoveris.
- Ilgas pasiekiamumas ir didelis našumas{0}}juostoje.EML ir plonasluoksnės -plėvelės ličio niobato moduliatoriai vis dar turi pranašumų dėl pralaidumo ir išėjimo galios kai kurioms LR, ER ir nuoseklioms programoms, kur silicio moduliavimo efektyvumas ir įterpimo nuostoliai yra sunkesni.
- Mažos-apimties arba nišiniai produktai.Esant mažesniam nei tam tikram siuntos kiekiui, fiksuotos kaukės ir kvalifikacijos išlaidos niekada nėra amortizuojamos, o atskira konstrukcija yra pigesnė.
- Termiškai apriboti diegimai.Kai kuriems silicio moduliatoriams reikalingas aktyvus šilumos valdymas. Kai maitinimas ir aušinimas yra privalomi apribojimai, mažesnė modulio kaina gali būti netinkamas optimizavimas.
- Kai pluoštinis augalas turi keistis.Jei perėjimas prie lygiagrečios vieno{0}}modės sąsajos reiškia naujas magistrales, naujas plokštes ir priežiūros langą, perjungimas gali viršyti modulio taupymą pirmaisiais metais.
Bendra nuosavybės kaina, o ne modulio kaina
Keturios prekės, neįtrauktos į pirkimo užsakymą, paprastai perkelia daugiau pinigų nei modulio nuolaida:
- Galia vienam bitui.Modulio galia yra pasikartojančios eksploatacinės išlaidos, padaugintos iš aušinimo. Dabar pramonės gairėse tiesinė prijungiama optika (LPO) ir linijinė priėmimo optika (LRO) -, kurios sumažina arba pašalina reterio DSP -, yra kitas svarbus žingsnis mažinant modulio galią; į„Ethernet Alliance“ eterneto veiksmų planastakeliai, kur jie tinka 800G ir 1.6T. Formos-veiksnio galios apvalkalai yra apibrėžtiOSFP MSA specifikacijos.
- Uosto tankis.Didesnis-radikso perjungimas sumažina jungiklių, optikos ir kabelių, reikalingų tai pačiai medžiagai, skaičių. Šie junginiai; modulio kaina ne.
- Perdirbimas ir prastovos.Pasukimo metu aptikta poliškumo klaida arba užterštas antgalis{0}}kainuos inžinerines valandas būtent tada, kai jos yra brangiausios.
- Atnaujinimo sutrikimas.Šviesolaidis, įdiegtas vieną kartą ir pakartotinai naudojamas per tris modulių kartas, yra žymiai pigesnis nei tris kartus įdiegtas pluoštas.
Ką tai reiškia pluoštiniam augalui
Pigesnis modulis nesukuria veikiančios nuorodos. Siųstuvas-imtuvas turi būti suderintas su pluošto tipu, jungties sąsaja, poliškumu ir nuostolių biudžetu.
Vieno{0}}režimas tampa numatytuoju
Dauguma trumpo-400G ir 800G silicio fotoninių sąsajų yra lygiagrečios vieno{3}}režimo. G.652.D pluoštas, prijungtas kaip OS2 ir nurodytasITU-T rekomendacija G.652, palaiko DR, FR ir LR sąsajas visais atstumais, esančiais duomenų salėje ar universiteto miestelyje, ir nesusieja diegimo su viena daugiamodės kartos. Daugiau informacijos apie patį pluoštą rasite mūsų apžvalgojevieno -modo skaidulų charakteristikos.
Jungtis turi atitikti sąsają, o ne linijos spartą
| Sąsaja | Juostos | Įprasta modulio jungtis | Naudojami pluoštai |
|---|---|---|---|
| 400 G-DR4 | 4 × 100G | MPO-12 | 8 |
| 400 G-FR4 / LR4 | 4 bangos ilgiai, 1 pluošto pora | Dvipusis LC | 2 |
| 800 G-DR8 | 8 × 100G | MPO-16 | 16 |
| 800G-2×DR4 | 2 × 4 × 100G | Du MPO-12 | 16 |
| 800G-2×FR4 | 2 × 4 bangos ilgiai | Du dvipusiai LC | 4 |
Todėl dviem moduliams, pažymėtiems 800G, gali prireikti visiškai skirtingų kabelių rinkinių. Sąsajos apibrėžimai paimti iš IEEE 802.3 darbo:P802.3df400G ir 800G esant 100G vienai juostai irP802.3djuž 200G vienai juostai ir 1,6T. Formos veiksnys vėl yra atskira ašis - žr. mūsų pastabas apieQSFP-DD DR4 modulisir toliau800G OSFP, ir ant16 skaidulų MPO naudojamas 800G.
Veikęs pavyzdys
Apsvarstykite 400 G-DR4 lapo-su-stuburo jungtį, 120 m, einančią per dvi plokštes:
- Kanalas: modulis → įrangos laidas → skydelis → OS2 12-pluošto MPO magistralė → skydelis → įrangos laidas → modulis. Tai yra keturios susijungusios MPO poros.
- Skaidulų slopinimas: 120 m, esant maždaug 0,35 dB/km, esant 1310 nm, yra apie 0,04 dB. Nereikšmingas tokio ilgio.
- Jungties praradimas: keturios susijungusios poros esant 0,35 dB tipiškai suteikia 1,4 dB; esant 0,5 dB blogiausiam-atvejo lygiui, 2,0 dB.
- Prieš DR{0}}klasės kanalo nuolaidą maždaug 4 dB, dizainas turi ribą -, tačiau blogiausiu atveju-penktas pataisymo taškas sunaudotų didžiąją dalį.
Bendroji taisyklė iliustruoja pavyzdyje: esant 400G ir 800G, susiporavusių porų skaičius yra svarbesnis nei ilgis. Patikrinkite nuolaidą pagal konkretų modulio duomenų lapą ir IEEE sąlygą, o ne į bendrą skaičių, ir nurodykite mažo -nuostolio rinkinius, kai kanalas turi tris ar daugiau susietų porų.
Poliškumas ir švara
Poliškumas turi būti suplanuotas visame kanale - bagažinės, kasetės, diržai, pertraukos ir įrangos laidai kartu -, nes kanalas, surinktas iš atskirai tinkamų komponentų, vis tiek gali būti klaidingas. Dokumentuokite poliškumo metodą prieš užsakydami, o ne po bagažinių pristatymo.
Užterštumas yra kitas gedimo būdas, kuris blogai keičiasi skaičiuojant juostas, nes MPO įvorė sukoncentruoja 12 arba 16 skaidulų viename galiniame paviršiuje ir viena dalelė gali nuimti juostą. Patikrinkite prieš poravimąsi, išvalykite, kai patikrinimas nepavyksta, patikrinkite dar kartą ir laikykite seką kaip diegimo veiksmą, o ne trikčių šalinimo veiksmą. MūsųMPO tikrinimo ir valymo vadovasapima praktinę procedūrą ir IEC 61300-3-35 priėmimo kriterijus.
DUK
Kl.: Ar silicio fotoninis modulis visada pigesnis nei EML{0}}pagrįstas modulis?
A: Ne. Paprastai tai yra pigiau naudojant didelės-tūrio, trumpo- pasiekiamumo, didelio-juostų-skaičius produktus, pvz., DR4 ir DR8. Naudojant ilgą pasiekiamumą, mažą apimtį arba taikomąsias programas, kurioms reikalingas didelis optinis našumas per{7}}juostą, EML ir kitos architektūros vis tiek gali būti ekonomiškesnės.
K: Kokia yra brangiausia 800G modulio dalis?
A: Paprastai DSP, po to lazeris ir optinė pakuotė. Silicio fotonika skirta fotoninei grandinei ir daliai surinkimo išlaidų, todėl modulių kainos krenta, bet nesugriūva.
K: Ar silicio fotonika sumažina energijos suvartojimą?
A: Netiesiogiai. Integracija sutrumpina elektros kelius ir sumažina parazitų skaičių, tačiau retimerio DSP dominuoja modulio galioje esant 800 G. Didesnis galios sumažinimas dabartiniuose planuose atsiranda dėl linijinės prijungiamos ir linijinės priėmimo optikos, kuri sumažina arba pašalina tą DSP.
K: Ar silicio fotoniniams moduliams reikia specialaus pluošto?
A: Nėra specialaus skaidulų tipo, tačiau dauguma trumpo{0}}pasiekimo modelių yra lygiagrečiai vieno-režimo, todėl jiems reikia OS2, o ne daugiamodio, su tinkamu skaidulų skaičiumi ir sąsajos jungtimi.
Kl.: Ar galiu pakartotinai panaudoti savo esamas 400G MPO-12 magistrales 800G?
A: Kartais. 800 G-2 × DR4 modulis, naudojantis dvi MPO-12 sąsajas, gali juos naudoti pakartotinai. 800G-DR8 modulis, kuriame naudojamas vienas MPO-16, negali, nes skiriasi juostų atvaizdavimas ir skaidulų skaičius.
Kl .: Ar 800 G yra dvigubai didesnė už 400 G?
A: Paprastai ne. Kadangi DSP, paketas, komutatoriaus prievadas ir kabelių kanalas yra bendrinami dvigubai didesne talpa, bito kaina mažėja net ir didėjant modulio vieneto kainai.
Kl .: Kaip sąžiningai palyginti pardavėjo išlaidų pretenzijas?
A: pataisykite pasiekiamumo klasę, juostų skaičių ir formos faktorių, tada palyginkite pagal prievadą, įskaitant modulį, jungiklio prievadą, maitinimą ir laidus. Palyginus 800G-DR8 su 400G-FR4, labai mažai ką pasakysite.
Apatinė eilutė
Silicio fotonika iš tikrųjų keičia 400G ir 800G optikos sąnaudų struktūrą, tačiau tai daroma suspaudžiant vieną medžiagų paketo dalį - fotoninę grandinę ir aplink ją esančius surinkimo žingsnius -, o lazeris, DSP ir pakuotė iš esmės lieka nepažeisti. Sutaupytos lėšos rodomos sistemos lygmeniu: mažiau prievadų, mažiau kabelių, mažesnė bito galia ir skaidulinė gamykla, kuri atlaikys kitą atnaujinimą.
Pastarąją prekę pirkėjai valdo tiesiogiai. Modulis yra trejų{1}} metų sprendimas; bagažinė yra dešimties-metų.
Pasyvioji pusė teisinga
Verta nurodyti tinkintą laidą, kai kanalas apima pertrauką, mišrius jungties formatus, mažus nuostolių biudžetus arba laipsnišką perkėlimą - atvejai, kai katalogo rinkinys neatitiks juostų žemėlapio. Jei tai apibūdina jūsų projektą, atsiųskite siųstuvo-imtuvo modelį, sąsają, nuorodos atstumą ir pertraukos reikalavimą, o mes galėsime grįžti iš duomenų lapo įpasirinktinis šviesolaidinio kabelio surinkimassu atitinkančiais poliškumo ir įterpimo{0}}praradimo bandymo įrašais.