מחברי קלט/פלט ניידים יתפתחו ממפרט האתרנט הנוכחי 40G/100Gb/s EDR ואלחוט EDR לגרסאות 800Gb ומעלה.
במהלך 50 השנים האחרונות, קצבי העברת הנתונים עלו באופן משמעותי. היכולת ליצור מיליארדי טרנזיסטורים על שבב יחיד מגדילה את המהירות ואת כוח העיבוד באופן אקספוננציאלי. קלט ופלט נתונים תלויים בחיבור של מחבר הקלט/פלט. מחברי קלט/פלט ממלאים תפקיד מרכזי במערכת. אם הם לא יעמדו בקצב המהירות של זרימת הנתונים, הם עלולים לגרום לצווארי בקבוק רציניים. על המהנדס לוודא שיציאת הקלט/פלט אינה מגבילה את ביצועי השידור המהירים.
בנוסף ליכולת לתמוך בקצבי נתונים במהירות גבוהה, רכיבים צריכים לספק גמישות לעיצוב המוצר, המאפשרים תצורת מערכת מהירה או שדרוגים. כמרכיב מעבר לכבלים פעילים ופסיביים וסיבים אופטיים, הביצועים המעולים הם אטרקטיביים מאוד.
צפיפות לוח הקלט/פלט היא גורם מפתח נוסף בעיצוב המערכת. ציוד סטנדרטי המותקן על מתלים דורש שגודל מחבר הקלט/פלט יהיה קטן מ- 1RU (1.75" גבוה), תופס כמה שפחות מקום, אפשר למקסם את מספר הערוצים ולספק מקום לקירור פתחי אוורור. ללא כיבוי המערכת היכולת למשוך ולחבר את הממשק חשובה במיוחד ביישומי רשת.
כדאי לעודד לממש תאימות מוצרים או סטנדרטיזציה של מוצרים בין ספקים שונים. מחברי קלט/פלט סטנדרטיים הניתנים לחיבור מספקים פתרון חסכוני.
ממשקי קלט/פלט ניידים, כולל SFP ו QSFP ניתנים לחיבור, עברו תהליך איטרטיבי מתמשך, והביצועים וצפיפות הלוח שודרגו ללא הרף. הם מותקנים בדרך כלל על הלוח של מסגרת התיקון, מוגדרים עם המודול, ויש להם ביצועים מהירים להחלפה חמה. תפיסה מודולרית זו מאפשרת למהנדסים להחליף כבלי נחושת המחוברים ישירות, כבלים אופטיים פעילים ומקלטים אופטיים. מחבר זה מספק כליאה מכנית למודול, ומספק פיזור חום וביצועי בידוד תדרי רדיו עבור המודול.
מחברים אלה התפתחו במהירות למודול הניתן לחיבור בגודל קטן, החל מה- SFP המקורי ועד לתצורות QSFP ו- OSFP בעלות צפיפות כפולה האחרונה.
המפרטים החשמליים והמכניים הראשונים של ממשק SFP שוחררו על ידי ועדת SFF בשנת 2001 וקידמו באמצעות ארגון הסכם רב המקורות (MSA) המורכב ממשתמשי תעשייה ויצרני מחברים. משמש לתמיכה ביישומי רשת ב- Gigabit Ethernet ו- Fiber Channel. מודול זה הניתן להחלפה חמה מאפשר קצבי נתוני שידור של עד 1.0Gb/s בתקשורת נחושת וסיבים אופטיים. מפרט ה- SFP המקורי שודרג ל- SFP + עם רוחב פס של 10Gb/s תוך שמירה על תאימות לאחור. השדרוגים הבאים הגדילו את רוחב הפס ל -28 Gb/s. הגרסה העדכנית ביותר של SFP היא מקלט משדר אופטי SFP56, שמשתמש באפנון PAM4 כדי לספק חיבור אתרנט של 50Gb/s.
מחברי QSFP יפותחו עוד יותר. QSFP מספק ארבעה ערוצי נחושת במהירות גבוהה או ערוצים אופטיים. כלובים מוערמים ומקובצים מגדילים את צפיפות הנמלים.
הדירוג הראשוני של QSFP הוא 1Gb/s. באמצעות השדרוג, הדירוג של ערוצי QSFP 4 יכול להיות 10Gb/s, ורוחב הפס הכולל הוא 40Gb/s. על ידי תכנון אורך נתיב האות הפנימי, פריסת ה- EMI וה- PCB, קצב הערוצים QSFP28 יכול להגיע עד 25Gb/s. QSFP56 יכול להגיע לערוץ 50Gb/s. רוחב הפס הכולל של ארבעת הערוצים יכול לתמוך ב- 40Gb, 100Gb ו- 200Gb Ethernet.
מפרט 400GbE שוחרר בשנת 2017. שני ממשקים חדשים הניתנים לחיבור תומכים כיום ב- 200Gb ו- 400Gb, המובילים את הדרך ביישומי Ethernet.
מפרט זה תומך בממשקים חשמליים בעלי 8 נתיבים, וכל ערוץ יכול להעביר אותות NRZ של 50Gb/s או 50Gb/sPAM4 מאופננים. רוחב הפס הכולל של כל מודול יכול להגיע ל -200 Gb או 400 Gb/s. ניתן להתקין עד 36 מחברי QSFP-DD בלוח המרה 1RU סטנדרטי, וקצב הזרימה הכולל יכול להגיע ל 14.4Tb/s.
למערכת קישוריות QSFF-DD של מולקס יש ממשק חשמלי בן 8 נתיבים שיכול לשדר עד 28Gb/s NRZ או 56Gb/sPAM-4, ורוחב הפס הכולל יכול להגיע ל -200 או 400Gb/s.
כלוב ה- QSFP-DD החדש תואם את כל המודולים הקודמים של QSFP. ההספק המרבי של המודול הוא עד 12 וואט.
הכלוב התומך במודול האופטי מסתמך על גוף קירור חיצוני. כבלים פסיביים מסוג QSFP-DD יכולים להגיע בין 3 מטרים ל -10 קילומטרים. מחבר OSFP הוא הנשק העדכני ביותר ליישומים במהירות גבוהה במרכז הנתונים של הדור הבא.
מחברי OSFP של Amphenol ICC תואמים לפרוטוקולי אותות ערוץ נתיב 25Gb/s לנתיב ופרוטוקולי אות PAM4 של ערוץ 50G/נתיב, המאפשרים לכבלים לספק רוחב פס כולל של 200G ו- 400G לכל מכלול כבלים.
OSFP דומה למחבר QSFP-DD בביצועים ובצורה, אך ישנם כמה הבדלים. מחברי OSFP מעט רחבים ועמוקים יותר מ- QSFP. ניתן להתקין עד 32 יציאות OSFP בפריסה. מודולים אופטיים של OSFP יכולים לתמוך בעד 15 וואט, ואילו QSFP-DD יכול לתמוך ב -12 וואט בלבד. גוף הקירור משולב במודול OSFP. שני הממשקים יכולים לספק 8 ערוצים ב- PAM4 של 50Gb/s.
כמה מפרטי ממשק חדשים שוחררו כדי לקדם את הפיתוח של שידור אופטי 400Gb אופטי. מפרט 400ZR שפותח על ידי פורום הדדיות האופטית (OIF) ושוחרר בשנת 2020 מגדיר את הדרישות לחיבור 400G נקודה לנקודה באורך 120 קילומטרים. OpenZR + MSA מספקת מפרטים לקצב השידור של כבלים אופטיים 100G, 200G, 300G ו- 400G, באורך של עד 480 קילומטרים. שני המפרטים מגדירים דרישות מודול מקלט משדרים מסוג QSFP-DD או OSFP הניתנות לחיבור.
צפוי כי ערוצי 400 ג'יגה -בתים יספקו רוחב פס מספיק כדי לתמוך בדרישות הרשת, אך התחזיות האחרונות של ברית ה- Ethernet מצביעות על כך שתעבורת הנתונים תגדל באופן משמעותי בחמש השנים הקרובות. לכן, IEEE השיקה קבוצת מחקר אתרנט כדי לקבוע את ההיתכנות הטכנית, פוטנציאל השוק והתזמון של האיטרציה הבאה של אתרנט. נכון לעכשיו, שוקלים 800GbE ו- 1.6TbE. גוגל, פייסבוק, מיקרוסופט, אינטל, סיסקו וברודקום מתווכחים על אפנון (PAM4, 6, 8), מספר הערוצים ורוחב הפס המרבי, מידת תיקון השגיאות הנדרשת וניהול הספק/תרמי.
התחזיות מראות שתעבורת נתוני השוק תגיע ל -51.2 טרה -בתים בשנת 2022, מה שידרוש 800G ממשקים אופטיים.
MSA החדש הניתן לחיבור 800G של סיבים אופטיים מתמקד בחיבורי מרכזי נתונים של 2 ק"מ, ומשתמש באיתות מבוסס PAM4 כדי לבסס ערוצי סיבים 8X100Gb ו- 4X200Gb באמצעות QSFP112-DD או OSFP32.
מעצבי מערכות מתמודדים עם האיזון בין הגדלת רוחב הפס, תקינות האות, הפחתת חשמל, ניהול תרמי, צפיפות לוח קלט/פלט וכו ', וכמובן הצורך בהפחתת עלויות. השימוש בטכנולוגיית שידור חלוקת אורך גל קוהרנטי ואופטי בצפיפות גל (DWDM) יאפשר מהפכה זו.
אנו מצפים כי בשל הביקוש לרוחב פס גבוה יותר, המחברים המתאימים יזכו לצמיחה מהירה. הגידול הנפיץ של מוצרים אלקטרוניים ניידים, המשך אימוץ שירותי הענן, האינטרנט של הדברים, תעשייה 4.0, בינה מלאכותית ורשתות 5G מתעוררות ידרשו שדרוגים מתמשכים של תשתיות מרכזי הנתונים.
בעתיד, טכנולוגיות מתפתחות כגון אופטיקה לאריזה שיתופית עשויות להפוך לפתרונות מתקדמים יותר להעברת נתונים במהירות גבוהה. OIF הודיעה לאחרונה על הקמת פרויקט חדש לחקר יישום אופטיקה משותפת ארוזה במרכזי נתונים.
הגרסה המשופרת של מחבר הקלט/פלט הניתן לחיבור תענה על הצרכים הנוכחיים של 40G/100Gb/s Ethernet והדרישות הטכניות העתידיות של 800Gb ומעלה.
