400G 트랜시버 알기(Know Your 400G Transceiver)
400 기가비트 이더넷(400G) 트랜시버는 400Gbps 의 데이터 전송 속도를 처리할 수 있는 광 모듈입니다. 최대 400Gbps 의 전송 속도를 갖춘 400G 트랜시버는 이전 모델(200G 트랜시버)보다 두 배의 용량을 제공합니다. 주니퍼의 400G 트랜시버는 QSFP-DD 폼 팩터를 사용합니다. 400G 트랜시버는 다음과 같은 경우에 이상적입니다.
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400G 포트를 갖춘 모든 호스트 플랫폼
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400Gbps 데이터 전송 네트워크
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데이터센터 구축
400G 트랜시버는 여러 레인의 광 신호와 고급 변조 기술을 사용하여 더 높은 용량을 달성합니다. 400G 트랜시버는 다중 광섬유, 병렬 옵틱 또는 옵티컬 멀티플렉싱 기술을 사용하여 멀티플렉싱을 사용할 수 있습니다. 많은 구현은 광 신호를 효율적으로 전송하기 위해 파장 다중화를 사용합니다.
400기가비트 이더넷(400G) 옵티컬 트랜시버는 일반적으로 각 레인이 50Gbps에서 작동하는 8레인 아키텍처를 특징으로 합니다. 400G 트랜시버는 PAM4(Pulse Amplitude Modulation 4-level)를 사용합니다. 이 변조 방식을 사용하면 기존 NRZ에 비해 레인당 데이터 속도를 두 배로 높일 수 있으므로 더 적은 레인과 광섬유로 400G 전송이 가능합니다.
400G 트랜시버는 다양한 네트워크 전송 요구 사항과의 호환성을 보장하기 위해 다중 전송 속도와 브레이크아웃 모드를 지원합니다. 이러한 유연성 덕분에 단일 물리적 트랜시버를 여러 개의 저속 이더넷 포트로 논리적으로 분할하여 다양한 구축 시나리오에 맞출 수 있습니다.
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4x100G - 트랜시버는 4개의 개별 100G 포트로 분리할 수 있습니다. 400GAUI-400 전기 인터페이스가 있는 8G 광학의 경우 변환을 관리하기 위해 기어박스 DSP(디지털 신호 프로세서)가 사용됩니다. 기어박스는 한 쌍의 50Gbps(2x50Gbps ) 전기 레인을 단일 100Gbps(1x100Gbps ) 전기 레인으로 변환합니다. 변환은 전적으로 전기 수준에서 발생합니다. 광 변조기에서 발생하는 광 레인 변환과는 다릅니다. DSP는 일반적으로 독립적인 클록 및 데이터 복구(CDR) 회로가 있는 여러 기어박스를 갖추고 있습니다. 이는 전체 신호 분배를 효율적으로 처리하여 모든 8x50G 레인을 4x100G 레인으로 변환하는 데 도움이 됩니다.
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2x200G - 브레이크아웃 케이블은 포트를 2개의 개별 200G 포트로 제공하여 총 400Gbps의 용량을 달성합니다.
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1x400G - 트랜시버는 단일 400G 포트로 작동하며, 8개의 50G 레인을 모두 결합하여 총 400Gbps의 용량을 제공합니다.
비트 전송률 및 기호 전송률
400G 옵틱의 작동 방식을 이해하려면 비트 전송률과 기호 전송률의 기본 개념을 이해해야 합니다.
비트 전송률 - 초당 전송되는 총 비트 수를 나타냅니다. 업계의 400G 옵틱은 항상 400G 이더넷 비트 전송률로 작동합니다. 400G 옵틱의 경우 표준 IEEE 802.3에 정의된 오버헤드를 고려할 때 유효 비트 전송률은 425Gbps입니다.
Symbol Rate (Baud Rate) - 심볼(신호 변경 또는 변조 이벤트)이 전송되는 속도입니다. PAM400 변조를 사용하는 4G 광학에서 각 기호는 2비트를 나타냅니다. 따라서 53.125Gbaud 속도는 4개의 레인을 사용하는 구성의 경우 레인당 106.25Gbps 비트 전송률과 상관관계가 있습니다. 26.5625Gbaud 속도는 8개의 레인을 사용하는 구성에서 레인당 53.125Gbps 비트 전송률과 상관 관계가 있습니다.
주니퍼 400기가비트 옵티컬 트랜시버 및 케이블 가이드는 단순성을 위해 50G, 100G, 200G 및 400G 비트 전송률을 참조합니다. 이는 매번 특정 오버헤드 포함을 의미하지 않고 표준 산업 용어와 일치시키기 위한 것입니다.
400G 옵티컬 트랜시버 맛
전기 인터페이스 및 옵티컬 인터페이스 구성에 따라 다양한 400G 옵티컬 트랜시버 버전을 가질 수 있습니다.
전기 인터페이스
- 4레인 전기 인터페이스(400GAUI-4)
- 400GAUI-4 전기 인터페이스는 4개의 고속 레인을 사용합니다.
- Express-5(BX), Tomahawk-5 및 곧 출시될 Trio 7(XT)과 같은 PFE ASIC에서 지원됩니다.
- 이 ASIC는 네이티브 800G 지원을 위해 100G SERDES를 사용합니다. 그러나 호스트와 플러그형 옵틱 간의 전기 인터페이스로 4x100G를 사용하여 400G도 지원합니다.
- 일반적으로 QSFP112 옵틱과 함께 사용됩니다.
- 8레인 전기 인터페이스(400GAUI-8)
- 데이터 전송을 처리하기 위해 8개의 전기 레인을 통합합니다.
- Trio-6(YT), Express-4(BT), Tomahawk-3 및 4와 같은 PFE ASIC에서 지원됩니다.
- 이 모든 ASIC은 네이티브 400G 지원을 위해 50G SERDES를 사용합니다. 따라서 호스트와 플러그형 광 장치 사이에 8x50G 전기 인터페이스가 필요합니다.
- 일반적으로 QSFP56-DD 또는 QSFP-DD 옵틱과 함께 사용됩니다.
옵티컬 인터페이스
- 단일 레인 옵티컬 인터페이스(예: 400ZR 및 400ZR+)
- 애플리케이션 - 장거리 데이터센터 상호 연결은 물론 메트로 및 지역 네트워크를 위해 설계되었습니다.
- 특성
- 장거리 통신을 위해 조정 가능한 DWDM 광 기술을 활용합니다.
- 일반적으로 최대 80km의 거리를 지원합니다.
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400ZR(특히 400G ZR+) 옵틱은 주기적인 광 증폭을 사용하여 DWDM 전송 플랫폼과 결합할 경우 훨씬 더 먼 거리(수백 킬로미터)에서 사용할 수 있습니다.
- 4레인 옵티컬 인터페이스(예: DR4, FR4, LR4 또는 ER4-30)
- 애플리케이션 - 데이터센터 환경 및 캠퍼스 네트워크와 같은 중거리 애플리케이션에 적합합니다.
- 특성
- DR4 - 8개의 광섬유가 있는 병렬 단일 모드 케이블을 사용하며 최대 도달 거리가 최대 500미터입니다. DR4는 데이터센터 환경에서 사용됩니다.
- FR4 - 이중 단일 모드 파이버를 사용하며 최대 도달 거리가 최대 2km 입니다.
- LR4 - 이중 단일 모드 파이버를 사용하며 최대 도달 거리는 최대 10km 입니다.
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ER4-30 - 이중 단일 모드 광섬유를 사용하며 최대 도달 거리가 최대 30km 입니다.
- 8레인 옵티컬 인터페이스(예: SR8 또는 LR8)
- 애플리케이션 - 광범위한 데이터 집계 및 도달 범위가 필요한 고밀도 환경 또는 애플리케이션에 이상적입니다. 8레인 광 인터페이스는 비용 민감도가 중요하고 특정 애플리케이션에 대해 더 높은 레인 속도가 완전히 성숙하지 않은 경우에 주로 적합합니다.
- 특성
- SR8 - 주로 다중 모드 파이버를 사용하는 단거리 애플리케이션에 중점을 둡니다. 400G SR4 기술은 비교적 새로운 기술이기 때문에 SR8은 현재 시장에서 더 인기 있고 비용 효율적인 선택입니다.
- LR8 - 최대 10km까지 도달 범위를 확장하여 긴 링크에 적합합니다. 그러나 이제는 레거시 기술로 간주됩니다.
메모: 더 나은 성능을 제공하고 업계에 적합한 400G LR4 옵틱으로 전환하는 것이 좋습니다.
| 특징 | 800G | 400G |
|---|---|---|
| 옵티컬 레인 속도 |
각각 100Gbps 에서 8개 레인, 53.125Gbaud(PAM4 포함) |
각각 100Gbps 에서 4개 레인, PAM53.125 스루 기어박스 사용 시 레인당 4Gbaud
메모: 각각 50Gbps에서 8개의 레인 구성(PAM4, 직접 변조 사용 시 레인당 26.5625Gbaud)은 주니퍼의 400G 옵티컬 트랜시버에 대한 표준 구성이 아닙니다. 400G SR8 광 트랜시버는 예외입니다.
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| 전기 레인 속도/인터페이스 |
800GAUI-8(8레인), 레인당 106.25Gbps, 레인당 53.125Gbaud(PAM4 포함) |
400GAUI-8(8레인), 레인당 53.125Gbps, 레인당 26.5625Gbaud(PAM4 포함) 400GAUI-4(4레인), 레인당 106.25Gbps, 레인당 53.125Gbaud(PAM4 포함) |
| 총 대역폭 |
800Gbps |
400Gbps |
| 섬유 수 |
병렬 단일 모드(MPO-16)용 Tx+Rx 광섬유 16개(8Tx, 8Rx)
메모: 각 옵티컬 레인은 PAM4 변조를 사용하여 100Gbps 에서 작동합니다.
4파장 WDM(Dual Duplex LC)용 Tx+Rx 파이버 2개(Tx 1개, Rx 1개)
메모: 800G의 경우 각 파장은 200Gbps 를 전송하므로 파이버당 4개의 파장이 생성됩니다.
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병렬 단일 모드(MPO-16)용 Tx+Rx 광섬유 16개(8Tx, 8Rx)
참고: 400G SR8 트랜시버는 MPO-16 커넥터를 사용하고 400G LR8 트랜시버는 이중 LC 커넥터를 사용합니다.
병렬 단일 모드(MPO-12)용 Tx+Rx 파이버 8개(4 Tx, 4 Rx)
메모: MPO-12 커넥터가 있는 400G 트랜시버의 경우 12개의 파이버 채널 중 8개가 사용되고 4개는 사용되지 않습니다.
4파장 WDM(Dual Duplex LC)용 Tx+Rx 파이버 2개(Tx 1개, Rx 1개)
메모: 400G의 경우 각 파장은 100Gbps 를 전송하므로 광섬유당 4개의 파장이 발생합니다.
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| 커넥터 유형 |
이중 이중 LC 듀얼 MPO-12 듀얼 듀플렉스 CS MPO-16 시리즈 |
듀플렉스 LC MPO-12 시리즈 MPO-16(400G SR8 광 트랜시버 지원) |
| 폼 팩터 |
QSFP-DD 또는 OSFP |
QSFP-DD |
| 표준 |
IEEE 802.3df-2024 |
IEEE 802.3-2022 IEEE 802.3cd(PAM50 변조를 사용하는 4Gbps 시그널링용) |
| 심볼 속도(전송 속도) |
53.125G PAM100 레인의 경우 ~4GBd |
26.5625G PAM50 레인의 경우 ~4GBd; 53.125G PAM100 레인의 경우 ~4GBd |
변조 방법
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펄스 진폭 변조 4-레벨(PAM4) - PAM4는 4단계 변조 형식입니다. 전기 또는 광학 데이터 레인 또는 채널 내에는 4개의 고유한 진폭 레벨이 있으며, 각 진폭 레벨은 2비트의 데이터를 나타냅니다. 결과적으로 PAM-4 변조는 광학 부품의 속도를 크게 높이지 않고도 두 배의 데이터 양을 전송할 수 있습니다. 그러나 4개의 신호 레벨을 사용하는 PAM4 변조를 사용하면 신호 대 잡음비(SNR)가 상당히 감소합니다. SNR은 두 신호 레벨 사이의 거리가 바이너리 NRZ 변조에 비해 1/3에 불과하기 때문에 감소합니다. 그 결과 이론적 SNR 차이는 ~10dB 또는 정확히 20 x log10(1/3)입니다. SNR의 이러한 차이 때문에 DSP와 FEC가 모두 PAM4 변조와 함께 필수입니다.
FEC(Forward Error Correction)는 신호 무결성을 처리하기 위한 채널 코딩 기술입니다. FEC는 중복으로 데이터를 전송합니다. 링크의 수신 끝에서 감지된 오류를 수정하기 위해 정보를 다시 전송할 필요가 없도록 설계되었습니다. FEC는 주니퍼의 옵티컬 트랜시버에서 기본적으로 활성화되어 있습니다.
FEC는 FEC 알고리즘을 통해 구현됩니다. FEC 알고리즘은 특정 수학적 기법 또는 코딩 체계입니다. FEC 알고리즘은 재전송 없이 전송된 데이터의 오류를 감지하고 수정합니다. FEC 프로세스에는 두 단계가 포함됩니다.
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인코딩(Tx 또는 송신기에서) - FEC 알고리즘이 원본 데이터를 처리하고 특정 수학 규칙에 따라 중복 비트 또는 패리티 비트를 추가합니다. 그런 다음 인코딩된 데이터는 통신 채널을 통해 전송됩니다.
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디코딩(Rx 또는 수신기에서) - 수신기는 FEC 알고리즘을 사용하여 중복 비트를 포함하여 수신된 데이터를 분석합니다. 오류가 감지되면 알고리즘이 중복성을 기반으로 오류를 수정하려고 시도합니다.
FEC의 오류 수정 기능은 사용된 특정 알고리즘과 추가된 중복의 양에 따라 다릅니다. 400G 광 트랜시버의 경우 업계 표준화된 FEC 코드는 FEC119 또는 RS(544, 514)로 알려져 있습니다. 이 코드는 IEEE 802.3-2022 119절에 정의되어 있으며 단일 코드워드 내에서 최대 15개의 기호 오류를 수정할 수 있는 RS(Reed-Solomon) 코드 제품군의 순방향 오류 수정 코드로 구성됩니다. 이 FEC 코드는 100GBASE-KP4로 알려진 구리 백플레인용 100G 표준에서 처음 사용되었기 때문에 KP4 라고도 합니다. 단일 코드워드에서 기호 오류 수가 15개를 초과하면 더 이상 FEC 디코딩 알고리즘으로 수정할 수 없으므로 UCW(Uncorrected Code Word)가 발생합니다.
그림 1: 400G 옵틱
의 FEC 119
400G 광 트랜시버를 사용하는 통신 링크의 송신기 및 수신기 끝에는 모두 FEC가 있습니다. FEC 알고리즘은 전송 전에 데이터를 인코딩하고 수신 시 데이터의 오류를 디코딩 및 수정합니다. 요약하면, PAM4는 효율적인 단거리 데이터 전송을 가능하게 하지만 더 많은 신호 처리 및 오류 수정이 필요합니다.
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NRZ 또는 PAM2(Non-return to Zero) 변조—NRZ는 2단계 이진 변조 형식입니다. 전기 또는 광학 데이터 채널 내에는 두 개의 고유한 진폭 레벨이 있습니다. 신호는 비트 사이의 기준선 휴식으로 돌아가지 않습니다. 대신 더 높은 전력 값을 나타내는 1 과 더 낮은 값을 나타내는 0 사이에서 변동합니다.
비교
400G 옵틱이 사용하는 다른 기술은 다음과 같습니다.
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고급 디지털 신호 처리(DSP) 기술 - 신호 무결성을 향상시키고 광섬유를 통해 400G 트랜시버의 범위를 확장합니다. 모든 400G 옵티컬 트랜시버는 DSP를 사용합니다. FFE(Feed-Forward Equalization), DFE(Decision Feedback Equalization) 및 CDR(Clock Data Recovery)과 같은 기능은 모든 400G 옵틱에서 사용됩니다. 튜닝 가능한 DWDM 옵틱(ZR 및 ZR+)은 고급 DSP 기능을 사용합니다. DSP에는 다음과 같은 여러 구성 요소가 포함됩니다.
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SerDes(Serializer/Deserializer)—SerDes는 직렬 및 병렬 형식 간에 데이터를 변환하여 광학 내에서 효율적인 고속 데이터 전송을 가능하게 합니다. DSP와 긴밀히 협력하여 데이터 흐름 및 변환을 관리합니다. 자세한 내용은 Serializer/Deserializer(SerDes)를 참조하세요.
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FFE(Feed-forward Equalization) 및 DFE(Decision Feedback Equalization) - FFE 및 DFE는 ISI(Inter-Symbol Interference)를 완화하고 신호 선명도를 향상시킵니다. FFE는 결정을 내리기 전에 선형 왜곡을 해결합니다. DFE는 이전에 수신된 기호를 기반으로 오류를 수정하는 데 도움이 되며, 전체 신호 품질을 개선하기 위해 동적으로 작동합니다.
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클럭 데이터 복구(CDR) - 데이터 신호에서 타이밍 정보를 추출하고 광 네트워크에서 정확한 데이터 검색 및 전송을 보장합니다.
트랜시버 목록, 사양 및 트랜시버가 지원하는 디바이스 목록은 하드웨어 호환성 도구를 참조하십시오.
주요 특성
다음은 400G 트랜시버의 주요 설계 고려 사항입니다.
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폼 팩터—주니퍼의 400G 옵티컬 트랜시버는 QSFP-DD(Quad Small Form-factor Pluggable Double Density) 폼 팩터를 통합하여 400Gbps 데이터 전송에 대한 높은 전력 및 열 요구 사항을 충족합니다. QSFP-DD는 업계에서 400G 옵틱의 지배적인 폼 팩터입니다.
메모:400G 옵티컬 트랜시버의 경우, 주니퍼는 현재 OSFP 폼 팩터를 지원하지 않습니다.
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파이버 유형 및 도달 범위—파이버 유형은 400G 트랜시버와 호환되는 광섬유 유형(단일 모드 또는 다중 모드)을 지정합니다. 도달 범위는 옵티컬 트랜시버에 대해 지원되는 최대 거리 또는 범위를 제공합니다. 데이터 센터 간, 데이터 센터 내부, 장거리 네트워크 등과 같은 다양한 애플리케이션에 적합한 옵티컬 트랜시버를 선택하는 데 도움이 됩니다.
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Lane Distribution(레인 분포) - IEEE 802.3ba는 레인 분포를 정의합니다. 레인 분배는 PCS에서 이루어지며, 레인은 정확한 옵틱 유형에 따라 PMD에서 1, 4 또는 8 레인으로 다중화됩니다. 차선 분포 유형은 다음과 같습니다.
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단일 레인 - 단일 레인 구성에서 전체 이더넷 신호는 하나의 옵티컬 레인 또는 채널을 통해 전달됩니다.
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다중 레인 - 다중 레인 분포는 이더넷 신호를 여러 저속 레인으로 스트리핑하여 병렬 옵티컬 전송을 활용합니다. 저속 레인은 옵티컬 레인 또는 채널에 매핑됩니다. 그 결과 비트당 비용이 더욱 최적화되고, 장애 지점(Points of Failure)과 인터페이스가 줄어들며, 전력 및 열 방출이 낮아집니다.
400G 옵틱은 400G 레인 속도만 지원합니다. 그러나 브레이크아웃을 사용하면 주니퍼의 400G 옵틱을 여러 하위 인터페이스로 분할하여 총 대역폭이 400G가 되도록 할 수 있습니다. 저속의 브레이크아웃 포트는 완전히 독립적이며 별도의 시간 도메인에서 실행할 수 있어 고밀도 애플리케이션을 지원합니다.
그림 3: 4개의 파장을
사용하는 4x100G 솔루션
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주니퍼 옵티컬 제품 번호
트랜시버, 케이블 및 커넥터와 같은 주니퍼의 옵티컬 구성 요소는 명명 규칙을 따릅니다. 제품 이름의 각 요소는 사양에 해당합니다. 필요한 광학 부품을 더 잘 이해하고 선택하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어:
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JCO400-QDD-ZR
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JCO - JCO(Juniper Coherent Optical) 트랜시버 또는 튜닝 가능한 DWDM 옵티컬 트랜시버를 나타냅니다. JCO는 주니퍼 CORA(Converged Optical Routing Architecture)의 핵심 구성 요소입니다. 업계를 선도하는 전력 효율성, 운영 단순성, 개방형 아키텍처 및 통합 DWDM 설계를 제공합니다. JCO400의 400은 트랜시버가 400Gbps의 전송 속도를 처리할 수 있음을 나타냅니다.
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QDD—QSFP-DD의 약자. 트랜시버의 폼 팩터를 식별합니다.
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ZR—ZR은 OIF(Optical Internetworking Forum)에서 개발한 표준입니다. 이 제품은 ZR 및 ZR+ 사양으로 제공됩니다. JCO400-QDD-ZR은 최대 120km 거리에서 데이터를 전송할 수 있는 ZR을 지원합니다.
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QDD-400G-DR4 시리즈
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QDD—QSFP-DD의 약자. 트랜시버의 폼 팩터를 식별합니다.
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400G - 트랜시버가 400Gbps 의 데이터 전송 속도를 지원할 수 있음을 나타냅니다.
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DR4 - 400GBase-DR4의 약자입니다. 100Gbps 의 병렬 레인 4개를 사용하여 400Gbps 를 제공하는 특정 표준입니다.
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제품 번호를 사용하여 주니퍼 옵티컬 케이블을 트랜시버와 구별할 수 있습니다. 예를 들어, QDD-400G-AOC-3M 및 QDD-8x50G-1M(주니퍼 케이블)은 제품 이름에 케이블 유형(AOC 또는 DAC)과 거리 범위(3미터 또는 1미터)를 지정합니다.
400G(x8) 트랜시버 아키텍처
400G 트랜시버를 위한 업계 표준 및 가장 널리 배포된 설계는 호스트 측에서 8레인 8x50G PAM4 전기 인터페이스(400GAUI-8)를 사용합니다. X8은 8레인 전기 인터페이스를 나타냅니다. 호스트 측은 스위치, 라우터 또는 다른 호스트 디바이스에 연결되는 트랜시버의 일부를 나타냅니다. 라인 측에서 400G 트랜시버는 4레인 4x100G PAM4 광 인터페이스(400G-DR4)를 사용합니다. 라인 측은 광섬유 케이블을 통해 네트워크로 데이터를 송수신하는 트랜시버의 일부를 나타냅니다.
이 아키텍처는 QSFP-DD와 같은 400G 트랜시버 폼 팩터에 사용됩니다. 다음은 400G 트랜시버 아키텍처의 다양한 구성 요소입니다.
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400G 플랫폼 - 400G 아키텍처를 지원하는 주니퍼 디바이스(스위치 또는 라우터)입니다.
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8x50Gbps 전기 - 스위치와 트랜시버 구성 요소 간의 전기 인터페이스입니다. 8개의 개별 50Gbps 전기 레인을 통해 데이터를 전송할 수 있습니다.
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4x100Gbps 옵티컬 - 트랜시버와 네트워크 간의 옵티컬 인터페이스입니다. 4개의 개별 100Gbps 옵티컬 레인을 통해 데이터를 전송할 수 있습니다.
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디지털 신호 프로세서(DSP) - 400G DSP(디지털 신호 프로세서)는 8x50G 전기 레인과 4x100G 광 레인 간의 신호 컨디셔닝 및 변환을 수행합니다. PAM4는 전송할 수 있는 데이터의 양을 효과적으로 두 배로 늘립니다. CDR은 지터를 줄이기 위해 들어오는 데이터의 타이밍을 다시 맞추는 역할을 합니다. DSP는 이퀄라이제이션, 오류 수정 및 기타 신호 처리 작업과 같은 기능을 처리합니다.
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드라이버 - 드라이버는 전기 신호를 증폭하는 전자 부품입니다. x8 트랜시버 아키텍처에는 8개의 드라이버가 있습니다. 각 드라이버는 50G 차선에 해당합니다.
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직접 변조 레이저 - 변조 레이저는 증폭된 전기 신호를 광학 신호로 변환합니다. 여기에는 다중 모드 용도를 위한 VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers)과 단일 모드 용도를 위한 DML(Directly Modulated Lasers)이 포함됩니다.
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TIA(Transimpedance Amplifiers) - TIA는 옵티컬 전송의 수신단입니다. 광 다이오드의 전류 출력을 특정 전압 레벨로 변환합니다. 장거리 광통신에 일반적인 매우 낮은 신호 레벨로 작동할 수 있습니다.
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Photo-Detector - TIA와 함께 작동하여 광학 정보를 다시 전기 형식으로 변환합니다.
SR8 모듈과 같은 일부 400G 광 트랜시버는 각각 50G PAM4에서 실행되는 8개의 병렬 레인을 사용하여 전기 신호를 광 신호로 직접 변환합니다. 일부 400G 광 트랜시버는 기어박스를 사용하여 8×50G 전기 레인을 4×100G 광 레인으로 변환합니다. 예를 들어, FR4 및 LR4 모듈은 8G PAM4에서 50개의 전기 레인이 100G PAM4에서 4개의 광 레인으로 변환되는 8:4 기어박스를 사용합니다. 이는 필요한 옵티컬 레인과 광섬유의 수를 줄여 케이블과 커넥터를 단순화합니다. 예를 들어, 8×100G 아키텍처에서는 8개의 레인에 8개의 광섬유가 필요하며, 종종 MPO 커넥터 또는 다중 이중 LC 커넥터를 사용합니다. 그러나 4×100G 옵티컬 레인을 사용하는 FR4 또는 LR4와 같은 400G 모듈은 신호를 송수신하는 데 4개의 광섬유(2개의 이중 LC 커넥터)만 필요합니다.
시리얼라이저/디시리얼라이저(SerDes)
SerDes는 집적 회로(IC 또는 칩) 트랜시버로 구성됩니다. IC는 여러 SerDe를 보유할 수 있습니다. IC 내의 각 SerDes에는 여러 레인이 있을 수 있습니다. SerDes의 이러한 각 레인은 입력 및 출력 트래픽을 처리할 수 있습니다. SerDes 내의 두 가지 기능 단위 또는 블록은 다음과 같습니다.
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PISO(Parallel in serial out) 또는 Serializer - 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환합니다. 트랜시버의 송신기 섹션은 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병렬-직렬 변환기 역할을 합니다.
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SIPO(Serial in parallel out) 또는 Deserializer - 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환합니다. 트랜시버의 수신기 섹션은 직렬 데이터를 병렬 데이터로 다시 변환하는 직렬-병렬 변환기 역할을 합니다.
SerDes 디바이스는 두 지점 사이에서 여러 작동 모드를 지원합니다.
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단순 작업(Simplex operations) - 데이터 변환이 한 방향으로만 이루어지도록 허용합니다.
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전이중 작업 - 데이터 변환이 양방향에서 동시에 발생할 수 있습니다.
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반이중 작업 - 데이터 변환이 동시에 이루어지지 않고 양방향으로 이루어질 수 있습니다.
전송 모드
SerDes는 데이터 전송에 필요한 데이터 경로와 연결 핀 또는 와이어의 수를 줄여줍니다. 이 제품은 전력 소비 증가, 전자기 간섭 및 클럭 타이밍 오류와 같은 병렬 전력 전송과 관련된 일반적인 문제를 해결합니다. SerDes를 사용하면 여러 브레이크아웃 채널을 통해 포트의 데이터 신호를 옵틱 네트워크로 또는 그 반대로 효율적으로 전송할 수 있습니다.
의 데이터 교환