Txuj ci

1.400G, nws yog tiag tiag ntawm no

Tsis ntev dhau los, thaum Lub Peb Hlis 2024, Tuam Tshoj Txawb tau qhib lub ntiaj teb thawj 400G tag nrho-kho qhov muag nruab nrab lub xeev (Beijing Inner Mongolia) kab kab, uas yog suav tias yog ib qho tseem ceeb hauv kev tshwm sim.

Yog vim li cas rau kev txhim kho lub caj qaum network rau 400G yog pom tseeb.

Ntawm qhov tod tes, kev loj hlob ntawm cov neeg siv Is Taws Nem kev lag luam coj los ntawm cov neeg nyob hauv lub neej digital (siab-txhais video, kev sib tham hauv xov tooj, kev tshaj tawm hauv online, kev ua si hauv online, thiab lwm yam) tseem txuas ntxiv mus.

Ntawm qhov tod tes, tag nrho kev lag luam tau txhawb nqa kev hloov pauv digital, thiab kev nce hauv kev khiav tsheb los ntawm kev lag luam digital systems tau ua rau muaj kev kub ntxhov ntawm cov pob txha caj qaum.

Kev nce siab sai ntawm cov pob txha caj qaum kuj yog vim qhov laj thawj tseem ceeb - qhov tawg ntawm AI.

Tom qab qhov nce ntawm AIGC tus qauv loj, nws ua rau nthwv dej ntawm AI. Txhawm rau ua kom tau raws li cov kev xav tau ntawm AI kev lag luam, nws yog ib qho tsim nyog los tsim kom muaj ntau lub chaw siv computer ntse. Tus qauv tau hloov zuj zus los ntawm ntau lab tus tsis tau mus rau trillions ntawm qhov tsis muaj, thiab GPU suav nrog lub zog hluav taws xob kuj tau txav los ntawm ib txhiab daim npav mus rau kaum txhiab daim npav lossis txawm tias ib puas txhiab daim npav.

Lub GPU xam lub zog ua haujlwm yog qhov ua tau zoo ntawm daim npav GPU loj (GPU servers) txuas ua ke los ntawm kev ua haujlwm siab xws li InfiniBand thiab RoCEv2. Nws muaj cov kev xav tau siab heev rau kev ua haujlwm network thiab kev ntseeg siab, uas cuam tshuam ncaj qha rau kev cob qhia kev ua haujlwm thiab tus nqi.

Hais txog lub network chaw nres nkoj ceev ntawm GPU servers ib leeg, nws twb tau pib los ntawm ib qho chaw nres nkoj ntawm 400G, thiab txawm xav tau 800G lossis siab dua.

Network ports ntawm GPU servers

Yav dhau los, GPU suav fais fab pawg tau koom nrog qeb ntawm DCN (Data Center Network). Tam sim no, nrog kev nthuav dav txuas ntxiv ntawm pawg loj, peb tau pib xav txog kev siv cov chaw ua haujlwm txawj ntse faib rau cov qauv kev cob qhia.

Qhov ntawd yog hais tias, ob peb lub khoos phis tawj ntse hauv ntau qhov chaw yuav raug siv ua ke rau kev cob qhia.

Qhov no tso siab rau cov kev xav tau siab dua rau DCI (Data Center Interconnection Network), thiab kev sib txuas lus kho qhov muag yuav tsum muaj peev xwm ua tau raws li qhov kev thov no raws li kev ua haujlwm tau zoo.

Peb lub teb chaws lub tswv yim hauv kev suav fais fab tseem ua raws li lub tswv yim ntawm "kev sib koom ua ke hauv teb chaws thiab kev teeb tsa tag nrho". Pib txij Lub Ob Hlis 2022, Tuam Tshoj tau tshaj tawm East West Computing Project los tsim kom muaj kev sib koom ua ke hauv kev suav hluav taws xob hauv lub tebchaws.

Tsuas yog muab tso, ntawm ib sab, peb yuav tsum tsim kom muaj ntau qhov chaw cov ntaub ntawv (sib npaug rau cov chaw tsim hluav taws xob), thiab ntawm qhov tod tes, peb kuj yuav tsum tsim kom muaj lub zog qaum kev sib txuas lus network (sib npaug rau daim phiaj hluav taws xob) los faib. lub tshuab xam zauv no thiab ua tau raws li qhov xav tau ntawm ntau yam kev lag luam.

400G ua tiav li cas?

Kev sib txuas lus kho qhov muag tam sim no, raws li lub hauv paus ntawm tag nrho cov zej zog digital, yuav tsum muaj ntau yam xws li ultra loj bandwidth (400G, yav tom ntej 800G lossis txawm 1.6T), ultra-low latency (ntau-theem latency voj voog), ultra loj scale networking (ua haujlwm faib xam thiab AI pawg tau hais ua ntej), ultra-siab stability, ultra-siab kev ntseeg siab, ultra-siab kev ruaj ntseg, ultra hloov tau yooj yim, ntse kev ua haujlwm thiab kev tswj xyuas, thiab lwm yam.

Niaj hnub no, peb yuav tham txog qhov tseem ceeb tshaj plaws ceev bandwidth.

Txoj kev loj hlob ntawm optical kev sib txuas lus thev naus laus zis rau niaj hnub nim no, txhawm rau ua kom tau txais kev txhim kho nrawm, tsis muaj dab tsi tab sis tsom rau cov hauv qab no:

Ua ntej, muaj tus nqi baud.

Tus nqi kis tau tus mob, tseem hu ua tus nqi me ntsis, yog tus naj npawb ntawm cov khoom xa mus rau ib lub sijhawm, ntsuas hauv cov khoom ib ob.

Tus nqi me ntsis =baud tus nqi sib npaug los ntawm tus lej ntawm binary khoom sib raug rau ib lub xeev kev hloov pauv.

Tus nqi baud yog tus naj npawb ntawm cov cim xa mus rau ib chav tsev ntawm lub sijhawm. Qhov siab dua tus nqi baud, cov cim ntau dua tau xa mus rau ib ob, thiab tau kawg, cov ntaub ntawv ntau dua, ua rau muaj kev nce ceev.

Tus nqi baud yog txiav txim siab los ntawm lub peev xwm ntawm cov khoom siv kho qhov muag. Qhov ntau dua cov txheej txheem nti ntaus ntawv, qhov siab dua qhov baud tus nqi, thiab siab dua tus nqi me ntsis.

Tam sim no, cov txheej txheem CMOS tau nce los ntawm 16nm mus rau 7nm thiab 5nm, thiab tus nqi baud tau maj mam nce los ntawm 30+GBaud rau 64+GBaud, 90+GBaud, thiab 128+ GBaud.

Tam sim no 400G muaj kev lag luam ua tsaug rau nws qhov baud tus nqi nce mus txog 128Gbaud.

Cia wb mus saib lwm txoj kev modulation.

Cov 'binary lej sib raug rau ib lub xeev modulation' nyob rau hauv cov mis tam sim no yog txiav txim los ntawm tus qauv modulation.

Cov qauv kev hloov pauv ntawm 400G thev naus laus zis tam sim no feem ntau suav nrog 16QAM, 16QAM-PCS (PCS yog qhov ua tau zoo tsim thev naus laus zis, uas yuav qhia meej rau lub sijhawm tom ntej), thiab QPSK, uas tsim nyog rau cov xwm txheej sib txawv.

Kev sib txuas lus kho qhov muag sib txawv ntawm kev sib txuas lus wireless nyob rau hauv uas nws tsis blindly nrhiav high-order modulation.

Qhov kev txiav txim siab qis dua, qhov qis dua qhov yuav tsum tau ua rau kab, thiab tus nqi qis dua ntawm kev tsim kho network. Yog li, nyob rau hauv cov qauv tsim thaum ntxov ntawm cov pob txha pob txha ntev ntev, qhov ua kom pom tseeb ntawm 16QAM thiab QPSK. Tom qab ntawd, 16QAM-PCS kuj tau koom nrog kev sib tw.

Yav dhau los, tsis muaj qhov hais txog "Sab Hnub Nyoog Sib Tw", thiab cov neeg ua haujlwm ntseeg tias 400G yuav tsis xav tau kev sib kis ntev dhau. Yog li ntawd, siv cov khoom siv qis baud nrog cov cuab yeej paub tab thiab cov nqi qis dua, ua ke nrog 16QAM nrog kev txiav txim siab dua, yog lub tswv yim tseem ceeb hauv kev lag luam.

Tom qab ntawd, ntawm ib sab, vim tias qhov kev xav tau ntau ntxiv rau kev sib kis, nws tau nce los ntawm ntau dua 1000 km mus rau ntau txhiab km. Ntawm qhov tod tes, 128GBaud baud tus nqi khoom siv nrawm nrawm (hauv qhov xwm txheej DCN, 800G sai sai, txhawb nqa thiab txhawb nqa kev lag luam saw), tsim cov xwm txheej rau QPSK kom sawv tawm.

QPSK muaj kev kam rau siab dua rau qhov tsis sib xws thiab tuaj yeem tsim nyog nce lub zog tawm tswv yim piv rau 16QAM-PCS. Qhov thib ob, qhov rov qab-rau-rov qab OSNR qhov pib ntawm QPSK yog qhov zoo dua piv rau 16QAM-PCS. Tsis tas li ntawd, teeb tsa qhov sib nrug ntawm QPSK mus rau 150GHz kom ntseeg tau tias yuav luag tsis muaj nqi lim thaum sib kis.

Cov txiaj ntsig zoo no tau maj mam ua QPSK qhov kev lag luam nyiam xaiv rau cov pob txha caj qaum thiab DCI.

Kev sib piv ntxhib ntawm peb txoj kev xaiv

Tam sim no, thawj ob txoj kev xaiv yog feem ntau txiav txim siab rau hauv nroog lossis hauv nroog daim ntawv thov.

Thirdly, nws yog los nthuav cov zaus band.

Tus baud tus nqi thiab kev hloov pauv feem ntau cuam tshuam rau ib qho yoj tus nqi. Ib qho fiber ntau optic cable tuaj yeem muaj ntau yam nthwv dej, tsuav yog qhov spectral ntau txaus.

Tib yoj bandwidth x ib fiber ntau wavenumber=ib fiber bandwidth.

Raws li tau hais hauv cov lus dhau los, qhov sib nrug ntawm QPSK 400G mus txog 150GHz. Ob qho tib si C-band thiab txuas ntxiv C-band tsis txaus kom ua tau raws li qhov kev thov rau spectrum bandwidth.

Yog li, txoj kev C6T + L6T yog maj mam tau txais, nrog rau tag nrho spectrum bandwidth ntawm 12THz. Xam, nrog 80 nthwv dej thiab ib nthwv dej ntawm 400G, tag nrho lub peev xwm ntawm ib qho fiber ntau yog 32T. Yog tias peb txi qee qhov kev ncua deb thiab siv nws kom txuag tau tus nqi, xa QPSK lossis 16QAM-PCS tuaj yeem ua rau muaj peev xwm nce ntxiv, mus txog 48T.

Rau cov ncauj lus kom ntxaws txog cov zaus bands, koj tuaj yeem pom ntawm no: Dab tsi yog qhov zaus bands rau kev sib txuas lus kho qhov muag?

Qhov teeb meem loj tshaj plaws nrog kev nthuav tawm cov zaus band yog seb lub cuab yeej puas tuaj yeem txhawb nqa nws thiab seb tus nqi puas tuaj yeem tswj tau. Cov cuab yeej xa mus rau ntawm no suav nrog ITLA, CDM, ICR, EDFA, thiab WSS, uas koom nrog kev sib kis thiab txais lub teeb, nrog rau kev sib pauv thiab nthuav dav ntawm txoj kev kho qhov muag.

Thaum nws los txog rau kev nthuav dav band, kuj muaj qhov teeb meem cuam tshuam, uas yog kev koom ua ke.

Qhov txuas ntxiv tam sim no yog qhov ua tau zoo dua li kev khi yooj yim ntawm ob lub tshuab (C thiab L). Ob lub tshuab ua haujlwm ntawm nws tus kheej, xa los ntawm multiplexing, thiab tom qab ntawd sib cais ntawm qhov kawg, txhua qhov txuas ntxiv mus.

Yog tias muaj ob lub tshuab, qhov ntim yuav loj dua, kev siv hluav taws xob yuav siab dua, thiab cov qauv tsim yuav nyuaj dua. Yog li, kev lag luam yuav tsum tau kawm txog kev sib koom ua ke ntawm cov cuab yeej siv thiab ua kom muaj lub zog tiag tiag uas txhawb nqa cov kab sib txawv sib txawv tib lub sijhawm. Qhov ntawd yog hais tias, ua tiav kev sib koom ua ke tiag tiag.

Fiber optic kev sib txuas lus, ntxiv rau qhov kho qhov muag modules thiab khoom siv, kuj yuav tsum tau saib xyuas fiber ntau optic.

Tam sim no lub ntsiab fiber ntau optic yog G.652D fiber optic. 400G QPSK tseem tuaj yeem xa 1500km ntawm G.652D nrog EDFA amplification.

Tom qab xyoo dhau los ntawm kev txheeb xyuas, kev lag luam tau txheeb xyuas G.654E fiber ntau ua tus neeg ua tiav tshiab. Yog tias siv qhov ua tau zoo dua G.654E, nyob rau hauv tib lub sijhawm, kev sib kis ntawm 400G QPSK tuaj yeem nce ntau dua 30%.

G. Lub 654E fiber ntau optic cable muaj peev xwm rau kev tsim khoom loj thiab yuav raug xa mus rau cov kab ntev ntev ntawm lub cev loj. G. Qee qhov poob qis optical fibers ntawm 654 series kuj tau dhau los ua qhov kev xaiv zoo tshaj plaws rau kev sib kis mus ntev hla dej hiav txwv hauv submarine cable systems.

Sib nrug los ntawm tsoos fiber optics. Kev lag luam kuj ntseeg hais tias ntau cov tub ntxhais fibers thiab hollow fibers muaj dav daim ntawv thov kev cia siab.

Multi core fiber ntau yog ib hom kev faib faib ua ntau yam, uas ntau cov tub ntxhais fiber ntau tau muab tso rau hauv ib qho fiber ntau thiab ob peb hom siv los ua kom muaj peev xwm ntawm cov fiber ntau.

Hollow fiber optic cables txawm ntau impressive. Tsuas yog ua kom lub fiber optic cable hollow thiab hloov cov iav fiber ntau nrog cua.

Hollow fiber ntau tau raug pov thawj los ua kom muaj peev xwm ntau dua, qis dua latency, tsawg dua kis tau tus mob, thiab ultra-low nonlinearity, thiab tau dav suav tias yog ib qho kev cog lus tshaj plaws hauv kev sib txuas lus kho qhov muag los ntawm kev lag luam.

Cov kauj ruam tom ntej rau 400G, 800G lossis 1.6T?

Tom qab kev lag luam loj ntawm 400G, tag nrho kev lag luam yuav tsom mus rau cov txheej txheem kev tshaj lij tshaj 400G.

Kev lag luam tseem tab tom sib cav txog seb puas yuav mus nrog 800G, 1.2T, lossis 1.6T.

Yog tias koj xav kom ua tiav qhov nrawm dua, koj yuav tsum ua haujlwm txuas ntxiv ntawm "modulation method + baud rate". 130GBd, lossis txawm siab dua ntawm 260GBd, yog qhov kev coj ua tsis tau. Tus nqi baud ntau dua txhais tau hais tias muaj feem xyuam nrog cov khoom siv yuav tsum khaws thiab tsim kom muaj kev lag luam loj.

Tshaj li 400G, peb tsis tuaj yeem tso siab rau QPSK. 16QAM kev hloov kho tam sim no yog qhov kev xaiv dav dav hauv kev lag luam.

Cov zaus band kuj yuav tsum tau nthuav dav ntxiv. Raws li kev nthuav dav C thiab L, xav txog kev nthuav dav rau S-band, U-band, E-band, thiab lwm yam. Yog tias nws yog C + L + S, ces nws yog 12T +5T, ua tiav bandwidth ntawm 17 tzs.

Nrog rau kev sib xyaw ua ke ntawm ntau yam, qhov sib kis ntawm ib qho fiber ntau hauv ib qho kev taw qhia tuaj yeem tshaj 100Tbps, uas yog nyob ib ncig ntawm kaum.

Nyob rau hauv cov ntaub ntawv chaw, 800G (raws li baud tus nqi siab tshaj 100GBd, ib channel 100G) tau ua lag luam. Ib channel 200G, 400G, 800G, nws tsuas yog lub sijhawm. Hauv qhov no, kev nce qib sai dua txawv teb chaws.

Nrog rau kev nce ntxiv hauv lub peev xwm, cov teeb meem thev naus laus zis uas nws coj los kuj nce ntxiv. Kev txhim kho ntawm kev sib txuas lus kho qhov muag, hauv lwm lo lus, vam khom rau cov khoom siv, chips, txheej txheem, thiab cov khoom siv.

Txhawm rau ua kom tau raws li cov kev xav tau ntawm kev siv hluav taws xob, kev ruaj ntseg, kev ua haujlwm thiab kev saib xyuas tau hais dhau los, nws tseem tso siab rau cov kev tsim kho tshiab xws li thev naus laus zis, architecture, ntim khoom, kev txawj ntse, thiab cov ntxaib digital. Tseem muaj ntau txoj haujlwm uas yuav tsum tau ua nyob rau hauv cov dej ntws thiab qis ntawm cov saw hlau ua lag luam. Txoj kev tom ntej tseem ntev.