1.6t ऑप्टिकल ट्रांसीवर उच्च क्षमता वाले लिंक के लिए उपयुक्त है

 

 

एक 1.6T ऑप्टिकल ट्रांसीवर एक साथ संचालित होने वाले आठ 200 Gbps चैनलों का उपयोग करके 1.6 टेराबिट प्रति सेकंड पर डेटा प्रसारित करता है। ये मॉड्यूल विद्युत संकेतों को ऑप्टिकल पल्स में परिवर्तित करते हैं जो फाइबर ऑप्टिक केबल के माध्यम से यात्रा करते हैं, जिससे डेटा केंद्रों को बुनियादी ढांचे में बदलाव के बिना अपनी बैंडविड्थ क्षमता को दोगुना करने में सक्षम बनाया जाता है। यह तकनीक प्रति मॉड्यूल 25W से नीचे बिजली दक्षता बनाए रखते हुए इस थ्रूपुट को प्राप्त करने के लिए सिलिकॉन फोटोनिक्स एकीकरण के साथ 200G {6} प्रति लेन PAM4 मॉड्यूलेशन को जोड़ती है।

 

 

1.6 टेराबिट ट्रांसमिशन के पीछे की वास्तुकला

 

1.6T ऑप्टिकल ट्रांसीवर डेटा सेंटर बैंडविड्थ को संभालने के तरीके में एक मौलिक बदलाव का प्रतिनिधित्व करता है। 800G मॉड्यूल में उपयोग किए जाने वाले 100 Gbps प्रति लेन मानक के बजाय, ये ट्रांसीवर आठ चैनलों पर 200 Gbps प्रति लेन पर काम करते हैं। लेन गति को दोगुना करने का मतलब है कि समान कुल बैंडविड्थ प्राप्त करने के लिए कम भौतिक कनेक्शन की आवश्यकता है।

सिलिकॉन फोटोनिक्स तकनीक अधिकांश 1.6T कार्यान्वयन का मूल है। सिलिकॉन चिप्स पर मॉड्यूलेटर, लेजर और फोटोडिटेक्टर जैसे ऑप्टिकल घटकों को एकीकृत करके, निर्माता कॉम्पैक्ट डिजाइन प्राप्त करते हैं जो कम गर्मी खत्म करते हैं। ब्रॉडकॉम 3nm DSP चिप्स अब इन मॉड्यूल प्रोसेस PAM4 सिग्नल को पिछली 5nm पीढ़ियों की तुलना में अधिक कुशलता से शक्ति प्रदान करते हैं, जिससे पहले के डिजाइनों की तुलना में बिजली की खपत लगभग 20% कम हो जाती है।

भौतिक परत समानांतर एकल मोड फाइबर के माध्यम से संचालित होती है, आमतौर पर दोहरे एमपीओ-12 या एमपीओ-16 कनेक्टर का उपयोग करती है। प्रत्येक फाइबर 200 जीबीपीएस डेटा ले जाता है, और ट्रांसीवर एक साथ आठ ट्रांसमिट और आठ प्राप्त चैनल प्रबंधित करता है। डीएसपी में निर्मित फॉरवर्ड त्रुटि सुधार तंत्र डीआर8 कॉन्फ़िगरेशन में 500 मीटर तक की दूरी या विस्तारित पहुंच वेरिएंट में 2 किलोमीटर तक सिग्नल गिरावट की भरपाई करता है।

इन गतियों पर फॉर्म कारक महत्वपूर्ण रूप से मायने रखते हैं। OSFP - इन ट्रांससीवर्स में बंद शीर्ष सतह का डिज़ाइन थर्मल प्रबंधन को बढ़ाता है, एक महत्वपूर्ण कारक जब 25-30W गर्मी कार्ड के डेक से छोटे डिवाइस से फैलनी चाहिए।

 

एआई इन्फ्रास्ट्रक्चर 1.6T अपनाने को प्रेरित करता है

 

डेटा सेंटर ऑपरेटर 1.6T ऑप्टिक्स में बदलाव कर रहे हैं क्योंकि उच्च गति डेटाकॉम ट्रांसीवर बाजार 2024 में लगभग 9 बिलियन डॉलर से बढ़कर 2026 तक 17 बिलियन डॉलर से अधिक हो गया है। यह वृद्धि सीधे कृत्रिम बुद्धिमत्ता वर्कलोड मांगों से उत्पन्न होती है। बड़े भाषा मॉडल को प्रशिक्षित करने के लिए GPU क्लस्टर के बीच बड़े पैमाने पर पैरामीटर सेट को स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है, और 1.6T ऑप्टिकल ट्रांसीवर इन परिचालनों की मांग के अनुसार बैंडविड्थ प्रदान करते हैं।

NVIDIA का GB200 NVL72 आर्किटेक्चर इस बदलाव का उदाहरण है। प्रत्येक रैक-स्केल सिस्टम दोहरी{7}परत InfiniBand नेटवर्क में GPU और 1.6T ऑप्टिकल ट्रांसीवर के 1:2 अनुपात का उपयोग करता है, या तीन{10}}परत कॉन्फ़िगरेशन में 1:3 का उपयोग करता है। इन प्रणालियों के भीतर आंतरिक एनवीलिंक संचार 1.6T ओएसएफपी डायरेक्ट अटैच कॉपर केबल पर निर्भर करता है, जो रैक दूरी पर पूर्ण टेराबिट गति प्रदान करते हुए प्रति कनेक्शन 0.1W से कम खपत करता है।

सक्रिय कॉपर केबल 1.6T अनुप्रयोगों के लिए कर्षण प्राप्त कर रहे हैं, जो 1 मीटर से कम तक सीमित निष्क्रिय डायरेक्ट अटैच कॉपर केबल की तुलना में 3 मीटर तक बढ़ी हुई केबल पहुंच प्रदान करते हैं। एसीसी प्रति केबल सिरे पर लगभग 2W की खपत करता है, जो कि DSPs के साथ सक्रिय विद्युत केबलों के लिए आवश्यक 15W प्रति सिरे या 30W प्रति ऑप्टिकल मॉड्यूल से काफी कम है। यह शक्ति दक्षता तब महत्वपूर्ण हो जाती है जब एक एकल एआई प्रशिक्षण क्लस्टर हजारों इंटरकनेक्ट तैनात कर सकता है।

प्रदर्शन आवश्यकताएँ सख्त हैं. एआई प्रशिक्षण कार्यभार, माइक्रोसेकंड में मापी गई विलंबता संवेदनशीलता के साथ, कंप्यूट नोड्स के बीच निरंतर पूर्व-पश्चिम ट्रैफ़िक उत्पन्न करता है। 1.6T ऑप्टिकल ट्रांसीवर इसे फोटोनिक इंटीग्रेटेड सर्किट के माध्यम से संबोधित करता है जो सिग्नल प्रोसेसिंग देरी को कम करता है। पुराने डीएसपी भारी डिज़ाइनों के विपरीत, जिन्होंने एनालॉग से डिजिटल रूपांतरण के कई चरण पेश किए, आधुनिक सिलिकॉन फोटोनिक्स ट्रांसीवर कम परिवर्तन चरणों के साथ संकेतों को संसाधित करते हैं।

 

टेराबिट में पावर प्रबंधन-स्केल नेटवर्किंग

 

प्रति बिट संचारित ऊर्जा खपत उच्च -स्पीड ट्रांसीवर के लिए परिभाषित मीट्रिक बन गई है। सिलिकॉन फोटोनिक्स आधारित 1.6T ट्रांससीवर्स में उपयोग किए जाने वाले मार्वेल आरा 3nm ऑप्टिकल DSP का लक्ष्य 5nm नोड डिज़ाइन की तुलना में बिजली अपव्यय को 20% से अधिक कम करना है। बड़े पैमाने पर तैनात किए जाने पर यह दक्षता लाभ सीधे परिचालन लागत बचत में तब्दील हो जाता है।

1.6T मॉड्यूल के लिए पावर लक्ष्य क्लाइंट ऑप्टिक्स के लिए 20-25W और डेटा सेंटर इंटरकनेक्ट वेरिएंट के लिए 25-30W के बीच आते हैं। इन लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए कई सिस्टम घटकों में समन्वय की आवश्यकता होती है। डीएसपी चिप स्वयं सबसे बड़े बिजली उपभोक्ता का प्रतिनिधित्व करती है, इसके बाद लेजर ड्राइवर और थर्मल प्रबंधन सिस्टम आते हैं। उन्नत डिज़ाइन बुद्धिमान पावर नियंत्रण का उपयोग करते हैं जो लिंक स्थितियों के आधार पर लेजर पूर्वाग्रह और मॉड्यूलेटर वोल्टेज को गतिशील रूप से समायोजित करता है।

थर्मल प्रबंधन 1.6T गति पर अद्वितीय चुनौतियाँ पेश करता है। ऊष्मा अपव्यय घनत्व कई तैनाती में अकेले निष्क्रिय शीतलन से अधिक हो सकता है। ओएसएफपी फॉर्म फैक्टर हीट सिंक के लिए पर्याप्त सतह क्षेत्र के साथ उचित पैकेजिंग प्रदान करता है, लेकिन कुछ कार्यान्वयन के लिए तरल शीतलन एकीकरण की आवश्यकता होती है। उच्च -पावर वेरिएंट में पाया जाने वाला बंद पंखों वाला शीर्ष डिज़ाइन वायु चैनल बनाता है जो विनिर्देश के भीतर ऑप्टिकल घटक तापमान को बनाए रखने के लिए डेटा सेंटर कूलिंग सिस्टम के साथ काम करता है।

800G और 1.6T उत्पादों की नवीनतम पीढ़ी प्रति बिट बिजली की खपत को 20% से अधिक कम कर देती है, जिससे उन्नयन के लिए एक आकर्षक आर्थिक तर्क तैयार होता है। जब डेटा सेंटर एक्साबाइट पैमाने पर काम करते हैं, तो सीमांत दक्षता सुधार भी पर्याप्त लागत बचत उत्पन्न करते हैं। प्रति बिट कम की गई शक्ति रैक पावर बजट को बढ़ाए बिना उच्च पोर्ट घनत्व को भी सक्षम बनाती है।

 

 

तकनीकी विशिष्टताएँ जो 1.6T प्रदर्शन को सक्षम बनाती हैं

 

PAM4 मॉड्यूलेशन 1.6T ट्रांसमिशन गति को रेखांकित करता है। यह चार स्तर की पल्स आयाम मॉड्यूलेशन योजना प्रति प्रतीक दो बिट्स को एन्कोड करती है, जो बाइनरी एनआरजेड सिग्नलिंग की तुलना में डेटा दर को प्रभावी ढंग से दोगुना कर देती है। 200 Gbps प्रति लेन पर, प्रतीक दर 100 GBaud तक पहुंच जाती है, जो वर्तमान सीरियलाइज़र/डीसेरिएलाइज़र तकनीक द्वारा विश्वसनीय रूप से हासिल की जा सकने वाली सीमा पर काम कर रही है।

उपयोग की जाने वाली ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य अनुप्रयोग के अनुसार भिन्न-भिन्न होती है। DR8 और 2xFR4 मॉड्यूल 1271nm, 1291nm, 1311nm और 1331nm के CWDM तरंग दैर्ध्य के साथ-साथ 1295.5nm, 1300.0nm, 1304.5nm पर LWDM तरंग दैर्ध्य का उपयोग करते हुए, O बैंड के आसपास संचालित 200G PAM4 EML लेजर का लाभ उठाते हैं। 1309.1 एनएम. ये तरंग दैर्ध्य आवंटन कई चैनलों को बिना किसी हस्तक्षेप के एक ही फाइबर के माध्यम से यात्रा करने की अनुमति देते हैं, जिससे बैंडविड्थ उपयोग अधिकतम हो जाता है।

दूरी की क्षमताएं कार्यान्वयन विकल्पों पर निर्भर करती हैं। DR8 वेरिएंट सिंगल मोड फाइबर पर 500 मीटर की दूरी हासिल करता है, जो आसन्न पंक्तियों या समूहों के बीच इंट्रा{4}} डेटा सेंटर कनेक्शन के लिए उपयुक्त है। बढ़ी हुई रिसीवर संवेदनशीलता और मजबूत फॉरवर्ड त्रुटि सुधार का उपयोग करके डीआर 8+ जैसे विस्तारित पहुंच कॉन्फ़िगरेशन को 1-2 किलोमीटर तक बढ़ाया जाता है। 2xFR4 विकल्प तरंग दैर्ध्य को अधिक कुशलता से एकत्रित करके कम बिजली की खपत के साथ मध्यम पहुंच प्रदान करता है।

200G प्रति लेन पर सिग्नल अखंडता तेजी से जटिल हो जाती है। चैनल विश्लेषण में त्वचा के प्रभाव के नुकसान, ढांकता हुआ अवशोषण, कनेक्टर असंततता और आसन्न लेन के बीच क्रॉसस्टॉक को ध्यान में रखना चाहिए। इन चुनौतियों से निपटने के लिए पीसीबी सामग्री विकसित की गई है, जिसमें नए कम नुकसान वाले लैमिनेट्स लंबे बोर्ड ट्रेस में सिग्नल की गुणवत्ता बनाए रखते हैं। कुछ डिज़ाइन पारंपरिक पीसीबी को पूरी तरह से खत्म कर देते हैं, फ्लाई ओवर केबल या डायरेक्ट चिप से {{7} कनेक्टर पाथवे का उपयोग करते हुए।

विद्युत इंटरफ़ेस OSFP -XD कार्यान्वयन में 16x100 Gbps सिग्नल या मानक OSFP डिज़ाइन में 8x200 Gbps सिग्नल का उपयोग करता है। स्विच ASICs को मिलान वाली SerDes क्षमताएं प्रदान करनी चाहिए, जिससे उद्योग 200G{7}}सक्षम सिलिकॉन की ओर परिवर्तित हो सके। ट्रांसीवर विद्युत विशिष्टताओं और स्विच चिप क्षमताओं के बीच समन्वय समग्र सिस्टम प्रदर्शन को निर्धारित करता है।

 

परिनियोजन कॉन्फ़िगरेशन और लचीलापन

 

आधुनिक 1.6T ऑप्टिकल ट्रांसीवर विविध नेटवर्क आर्किटेक्चर से मेल खाने के लिए कई ऑपरेटिंग मोड का समर्थन करते हैं। एक एकल मॉड्यूल इस प्रकार कार्य कर सकता है:

एकल 1.6T कनेक्शन: आठ फाइबर जोड़े का उपयोग करके दो समापन बिंदुओं के बीच पूर्ण बैंडविड्थ

दोहरी 800G कनेक्शन: ब्रेकआउट कॉन्फ़िगरेशन के माध्यम से दो स्वतंत्र 800 जीबीपीएस लिंक

चार 400G कनेक्शन: क्रमिक नेटवर्क उन्नयन के लिए अधिकतम लचीलापन

आठ 200जी कनेक्शन: मिश्रित गति वाले वातावरण के लिए ग्रैन्युलर पोर्ट आवंटन

प्रौद्योगिकी परिवर्तन के दौरान यह लचीलापन मूल्यवान साबित होता है। डेटा केंद्र मौजूदा 400G और 800G उपकरणों के साथ बैकवर्ड संगतता बनाए रखते हुए 1.6T बुनियादी ढांचे को तैनात कर सकते हैं। जैसे ही नेटवर्क सेगमेंट अपग्रेड होते हैं, वही भौतिक ट्रांसीवर हार्डवेयर प्रतिस्थापन के बिना पुन: कॉन्फ़िगर हो जाते हैं।

1.6T OSFP ऑप्टिकल ट्रांसीवर दोहरे 800G ईथरनेट या InfiniBand कनेक्शन या समानांतर सिंगल -मोड फाइबर लिंक पर एकल 1.6T कनेक्शन का समर्थन करता है। प्रोटोकॉल समर्थन पारंपरिक ईथरनेट से आगे बढ़कर InfiniBand XDR को शामिल करता है, जो सुपरकंप्यूटिंग और AI प्रशिक्षण क्लस्टर में उपयोग किया जाने वाला उच्च प्रदर्शन इंटरकनेक्ट मानक है। यह दोहरी प्रोटोकॉल क्षमता संगठनों को विभिन्न नेटवर्क डोमेन में सामान्य ऑप्टिकल बुनियादी ढांचे पर मानकीकरण करने की अनुमति देती है।

स्विच एकीकरण व्यावहारिक परिनियोजन पैटर्न निर्धारित करता है। 1.6T ट्रांसीवर का उपयोग करने वाला 51.2T स्विच एक एकल रैक इकाई में 32 पूर्ण स्पीड पोर्ट प्रदान करता है, जो 800G कार्यान्वयन की तुलना में फ्रंट पैनल घनत्व को दोगुना कर देता है। यह घनत्व सुधार केबलिंग जटिलता और भौतिक स्थान आवश्यकताओं को कम करता है, दोनों हाइपरस्केल डेटा केंद्रों में महत्वपूर्ण कारक हैं जहां प्रत्येक रैक स्थिति में अवसर लागत होती है।

ट्रांसीवर माउंटिंग स्थिति थर्मल प्रदर्शन और रखरखाव पहुंच को प्रभावित करती है। ऊपरी {{1}में से {{2}रैक स्विच को ऊर्ध्वाधर वायु प्रवाह व्यवस्था से लाभ होता है, जबकि मध्य में {{3}पंक्ति में से {{4}पंक्ति आर्किटेक्चर को अलग-अलग शीतलन रणनीतियों की आवश्यकता होती है। मॉड्यूल हॉट{6}स्वैप क्षमता यह सुनिश्चित करती है कि ट्रांसीवर प्रतिस्थापन के दौरान नेटवर्क संचालन जारी रहे, हालांकि 1.6टी मॉड्यूल की बढ़ती लागत निवारक रखरखाव को कम स्पीड ऑप्टिक्स की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण बनाती है।

 

विनिर्माण और आपूर्ति श्रृंखला गतिशीलता

 

सोर्स फोटोनिक्स ने 2021 में 100G सिंगल लैम्ब्डा PAM4 आधारित ट्रांससीवर्स का उत्पादन शिपमेंट शुरू किया, जिसमें 10 मिलियन से अधिक हाई-स्पीड EML चिप्स भेजे गए, और उनके नए जारी 100 GBaud EMLs 1.6T ट्रांसीवर्स के लिए 200 Gbps सिंगल लैम्ब्डा PAM4 सिग्नलिंग सक्षम करते हैं। यह उत्पादन रैंप बाजार की मांग के प्रति ऑप्टिकल घटक उद्योग की प्रतिक्रिया को दर्शाता है।

100G से 200G प्रति लेन में परिवर्तन के लिए पर्याप्त विनिर्माण नवाचारों की आवश्यकता है। 100 GBaud पर काम करने वाले बाहरी मॉड्यूलेटेड लेज़र निर्माण में सख्त सहनशीलता और अधिक परिष्कृत परीक्षण उपकरणों की मांग करते हैं। वेफर{5}}स्तरीय पैरामीट्रिक परीक्षण में अब 110 गीगाहर्ट्ज से अधिक आवृत्तियों पर क्षीणन और प्रतिक्रिया के ऑप्टिकल माप शामिल हैं, ऐसी क्षमताएं जो मुश्किल से दो साल पहले अस्तित्व में थीं।

सिलिकॉन फोटोनिक्स विनिर्माण मौजूदा सेमीकंडक्टर फाउंड्री बुनियादी ढांचे का लाभ उठाता है, जिससे वॉल्यूम बढ़ने के साथ पैमाने की अर्थव्यवस्थाएं बनती हैं। हालाँकि, सिलिकॉन प्रसंस्करण के साथ प्रकाश उत्सर्जन के लिए III-V सामग्रियों का एकीकरण एक तकनीकी चुनौती बनी हुई है। कुछ निर्माता हाइब्रिड दृष्टिकोण का उपयोग करते हैं, अलग से निर्मित लेजर डाई को सिलिकॉन फोटोनिक चिप्स से जोड़ते हैं, जबकि अन्य इसकी जटिलता के बावजूद मोनोलिथिक एकीकरण का अनुसरण करते हैं।

आपूर्ति शृंखला संबंधी विचार ऑप्टिकल घटकों से भी आगे तक फैले हुए हैं। ब्रॉडकॉम और मार्वेल 3एनएम डीएसपी चिप्स सीमित फाउंड्री क्षमता के साथ अग्रणी सेमीकंडक्टर प्रक्रियाओं का उपयोग करते हैं। डीएसपी की उपलब्धता अक्सर ट्रांसीवर उत्पादन की मात्रा को बाधित करती है, जिससे मांग बढ़ने पर बाधाएं पैदा होती हैं। निर्माता टीएसएमसी और सैमसंग सुविधाओं पर आवंटन के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं, बड़े ऑर्डर के लिए लीड समय छह महीने या उससे अधिक तक बढ़ जाता है।

डेटा दरों के साथ परीक्षण आवश्यकताओं का पैमाना। 1.6T ट्रांसीवर को चिह्नित करने के लिए 100 गीगाहर्ट्ज़ से अधिक बैंडविड्थ वाले सैंपलिंग ऑसिलोस्कोप का उपयोग करके, एक साथ आठ लेन में TDECQ (ट्रांसमीटर और फैलाव आंख बंद करने वाले चतुर्धातुक) को मापने की आवश्यकता होती है। परीक्षण अनुकूलन सॉफ्टवेयर एक एकल नमूना ऑसिलोस्कोप को अनुकूलित लेन अनुक्रमण और ऑप्टिकल स्विच के साथ एकीकरण के माध्यम से एक साथ कई 224 जीबी / एस पीएएम 4 लेन का परीक्षण करने में सक्षम बनाता है। यह समानांतर परीक्षण दृष्टिकोण उच्च मात्रा में उत्पादन वातावरण में थ्रूपुट में सुधार करता है।

 

लागत और बाज़ार विकास

 

1.6T ट्रांससीवर्स का आर्थिक मामला कम पोर्ट संख्या और केबलिंग बुनियादी ढांचे के मुकाबले उच्च मॉड्यूल लागत को संतुलित करता है। जबकि एक व्यक्तिगत 1.6T ट्रांसीवर की लागत दो 800G मॉड्यूल से अधिक होती है, स्विच, केबल और रैक स्पेस सहित कुल सिस्टम लागत अक्सर बड़े पैमाने पर उच्च गति विकल्प का पक्ष लेती है।

2031 तक ऑप्टिकल ट्रांसीवर बाजार 36.73 अरब डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है, जिसमें 800जी और 1.6टी प्रौद्योगिकियों का विकास और व्यावसायीकरण एआई संचालित वर्कलोड और हाइपरस्केल क्लाउड वातावरण के लिए एक महत्वपूर्ण मोड़ बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है। यह विकास पथ उच्च गति प्रकाशिकी अनुसंधान और विनिर्माण क्षमता विस्तार में निरंतर निवेश का संकेत देता है।

मूल्य निर्धारण रुझान सेमीकंडक्टर उद्योग के सीखने की अवस्थाओं के आधार पर पूर्वानुमानित पैटर्न का पालन करते हैं। शुरुआती 1.6T मॉड्यूल की 2025 की शुरुआत में तैनाती में प्रति यूनिट 3,000 डॉलर से अधिक की प्रीमियम कीमतें थीं। जैसे-जैसे उत्पादन की मात्रा बढ़ती है और विनिर्माण पैदावार में सुधार होता है, उद्योग विश्लेषकों का अनुमान है कि 2026 के अंत तक कीमतें लगभग 1,500 डॉलर तक घट जाएंगी, 2027 तक परिपक्व 800जी तकनीक के साथ लागत प्रति-बिट समता तक पहुंच जाएगी।

बाज़ार को अपनाना एक स्तरीय पैटर्न का अनुसरण करता है। हाइपरस्केल क्लाउड प्रदाता और बड़े एआई इंफ्रास्ट्रक्चर ऑपरेटर बैंडविड्थ क्षमता तक शीघ्र पहुंच के बदले में प्रीमियम मूल्य निर्धारण को अवशोषित करते हुए पहले तैनात करते हैं। टियर-2 डेटा सेंटर और एंटरप्राइज़ परिनियोजन 12-18 महीनों के बाद होते हैं क्योंकि कीमतें मध्यम हो जाती हैं और स्विच सिलिकॉन व्यापक रूप से उपलब्ध हो जाता है। दूरसंचार नेटवर्क ऑपरेटर मेट्रो और क्षेत्रीय इंटरकनेक्ट के लिए 1.6T का उपयोग करते हुए तीसरी गोद लेने की लहर का प्रतिनिधित्व करते हैं, जहां फाइबर अर्थशास्त्र कम, तेज़ चैनलों का पक्ष लेता है।

ट्रांसीवर विक्रेताओं के बीच प्रतिस्पर्धा नवाचार और मूल्य दबाव को एक साथ बढ़ाती है। पारंपरिक ऑप्टिकल घटक निर्माताओं को लंबवत एकीकृत खिलाड़ियों से चुनौतियों का सामना करना पड़ता है जो डीएसपी चिप्स के साथ-साथ कस्टम सिलिकॉन फोटोनिक्स विकसित करते हैं। यह ऊर्ध्वाधर एकीकरण लागत लाभ पैदा करता है लेकिन इसके लिए पर्याप्त पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है जो बड़ी कंपनियों के पक्ष में है।

 

मानक और अंतरसंचालनीयता

 

IEEE 802.3dj वर्किंग ग्रुप 1.6T ऑपरेशन के लिए ईथरनेट विनिर्देशों को परिभाषित करता है, जो पहले के 400G और 800G मानकों पर आधारित है। कार्यान्वयन 113.4 GBaud पर KP4 प्लस इनर कोड FECi थ्रेशोल्ड 4.85x10^-3 के तहत त्रुटि मुक्त संचालित करता है, 10 किमी तक सिंगल-मोड फाइबर ट्रांसमिशन का समर्थन करता है और IEEE Std 802.3ck-2022 विनिर्देशों से अधिक है। फॉरवर्ड त्रुटि सुधार कोड डिकोडिंग के बाद बिट त्रुटि दर को 10^-12 से नीचे बनाए रखने के लिए आवश्यक सिग्नल रिकवरी प्रदान करते हैं।

ऑप्टिकल इंटरनेटवर्किंग फोरम (ओआईएफ) विद्युत इंटरफेस के लिए पूरक विनिर्देश विकसित करता है। OIF-CEI-224G 224 Gbps विद्युत विनिर्देशों को परिभाषित करता है जो ASICs को ऑप्टिकल मॉड्यूल में ब्रिज स्विच करता है, जिसमें घबराहट सहनशीलता, समकारी आवश्यकताओं और सिग्नल अखंडता मेट्रिक्स जैसे पैरामीटर शामिल होते हैं। इन विशिष्टताओं का अनुपालन बहु-विक्रेता अंतरसंचालनीयता सुनिश्चित करता है, हालांकि स्वामित्व अनुकूलन कभी-कभी विक्रेता लॉक-इन प्रभाव पैदा करते हैं।

बहु-स्रोत समझौते (एमएसए) भौतिक आयाम, पिनआउट, थर्मल लिफाफे और प्रबंधन इंटरफेस को नियंत्रित करते हैं। OSFP MSA मानक 800G कार्यान्वयन को परिभाषित करता है, जबकि OSFP-XD विनिर्देश 1.6T क्षमता तक फैला हुआ है। सीएमआईएस (कॉमन मैनेजमेंट इंटरफेस स्पेसिफिकेशन) संस्करण 5.0 विक्रेता की परवाह किए बिना मॉड्यूल कॉन्फ़िगरेशन, मॉनिटरिंग और डायग्नोस्टिक्स के लिए सॉफ्टवेयर इंटरफेस प्रदान करता है।

अंतरसंचालनीयता के परीक्षण के लिए पूरे पारिस्थितिकी तंत्र में समन्वित प्रयासों की आवश्यकता होती है। स्विच विक्रेता, ट्रांसीवर निर्माता और केबल आपूर्तिकर्ता तैनाती से पहले संगतता समस्याओं की पहचान करने के लिए संयुक्त सत्यापन करते हैं। ये प्लगफेस्ट सूक्ष्म समय अंतर, पावर अप अनुक्रम संवेदनशीलता और थर्मल सहनशीलता भिन्नताएं प्रकट करते हैं जो व्यक्तिगत घटक परीक्षण में दिखाई नहीं देते हैं।

 

 

वर्तमान बुनियादी ढांचे से प्रवासन पथ

 

मौजूदा 800G परिनियोजन वाले संगठनों को अपने 1.6T माइग्रेशन के समय के बारे में रणनीतिक निर्णयों का सामना करना पड़ता है। वृद्धिशील बैंडविड्थ वृद्धि तत्काल थोक प्रतिस्थापन को उचित नहीं ठहराती है, लेकिन नई क्षमता वृद्धि तेजी से उच्च गति विकल्प का पक्ष ले रही है। हाइब्रिड दृष्टिकोण रैक में 800G बनाए रखते हुए, भविष्य की क्षमता के मुकाबले लागत को संतुलित करते हुए, पूर्व-पश्चिम स्पाइन कनेक्शन में 1.6T तैनात करता है।

नेटवर्क आर्किटेक्चर प्रवासन रणनीतियों को प्रभावित करता है। पारंपरिक त्रिस्तरीय डिज़ाइन (कोर, एकत्रीकरण, पहुंच) कोर से शुरू होने वाले चरणबद्ध उन्नयन के लिए उपयुक्त हैं, जहां ट्रैफ़िक केंद्रित होता है। आधुनिक डेटा केंद्रों में उपयोग किए जाने वाले स्पाइन{3}और{{4}लीफ फैब्रिक को एकसमान स्पीड लिंक से लाभ होता है, जिससे पूरे फैब्रिक को क्रमिक रूप से अपग्रेड करने के बजाय एक साथ अपग्रेड करने का दबाव बनता है।

200G {{1} प्रति लेन {{2} लेन विद्युत इंटरफ़ेस एक प्राकृतिक उन्नयन सीमा बनाता है। 100G सर्डेस के लिए डिज़ाइन किए गए स्विच सिलिकॉन प्रतिस्थापन के बिना 1.6T ट्रांससीवर्स का समर्थन नहीं कर सकते हैं। यह हार्डवेयर निर्भरता रिफ्रेश चक्रों को स्विच करने के लिए ट्रांसीवर अपग्रेड को जोड़ती है, आमतौर पर 3 - 5 साल के शेड्यूल पर। बुनियादी ढांचे की योजना बनाने वाले संगठनों को इस बात पर विचार करना चाहिए कि क्या सीमित अपग्रेड पथों के साथ 100जी सक्षम स्विच में निवेश करना है या 200जी-तैयार सिलिकॉन के लिए प्रीमियम कीमतों का भुगतान करना है जो तुरंत पूर्ण उपयोग तक नहीं पहुंचेगा।

केबल प्लांट के विचार प्रवासन समयसीमा को प्रभावित करते हैं। जबकि 1.6T ट्रांसीवर मौजूदा इंस्टॉलेशन के साथ संगत मानक सिंगल मोड फाइबर का उपयोग करते हैं, उच्च डेटा दरें कनेक्शन गुणवत्ता पर सख्त आवश्यकताएं लगाती हैं। सफाई प्रक्रियाएँ अधिक महत्वपूर्ण हो गई हैं, कनेक्टर सम्मिलन हानि बजट सख्त हो गया है, और फाइबर मोड़ त्रिज्या विनिर्देशों की समीक्षा की आवश्यकता है। कुछ संगठनों को पता चला है कि 5-10 साल पहले स्थापित की गई केबल, 100G गति के लिए पर्याप्त है, 1.6T दरों पर सीमांत प्रदर्शन बनाती है।

हार्डवेयर के साथ-साथ सॉफ्टवेयर और परिचालन टूलींग भी विकसित होनी चाहिए। नेटवर्क प्रबंधन प्रणालियों को 1.6T इंटरफ़ेस आँकड़ों को संभालने के लिए अपडेट की आवश्यकता होती है, मॉनिटरिंग थ्रेशोल्ड को विभिन्न त्रुटि दर पैटर्न के लिए पुन: अंशांकन की आवश्यकता होती है, और क्षमता नियोजन मॉडल को नए ओवरसब्सक्रिप्शन अनुपात के लिए जिम्मेदार होना चाहिए। प्रारंभिक योजना में अक्सर इन परिचालन पहलुओं को नजरअंदाज कर दिया जाता है, जिससे हार्डवेयर खरीद के साथ-साथ तैनाती में भी देरी हो सकती है।

 

तकनीकी रोडमैप देख रहे हैं

 

200G प्रति लेन में परिवर्तन वर्तमान मॉड्यूलेशन तकनीक में एक पठार का प्रतिनिधित्व करता है। 100 GBaud पर PAM4 सिग्नलिंग तीव्रता का पता लगाने के लिए प्रत्यक्ष प्रकाशिकी की व्यावहारिक सीमा तक पहुंच जाती है। आगे की गति बढ़ाने के लिए या तो उच्च बॉड दर (जो विद्युत और ऑप्टिकल घटकों में मूलभूत बैंडविड्थ बाधाओं का सामना करती है) या सुसंगत पहचान योजनाओं में माइग्रेशन की आवश्यकता होगी।

उद्योग चर्चा अगले प्रमुख मील के पत्थर के रूप में 400G प्रति लेन प्रौद्योगिकी पर तेजी से ध्यान केंद्रित कर रही है। पहला 448G PAM4 सेरडेस 2027 में उपलब्ध होने की उम्मीद है, 2028 में मैन्युफैक्चरिंग वॉल्यूम में बढ़ोतरी के साथ, जिसका मतलब है कि 400G प्रति लेन गति को समायोजित करने वाले ट्रांसीवर संभवतः इस दशक के अंत तक उपलब्ध होंगे। यह समयरेखा बताती है कि 1.6T ऑप्टिकल ट्रांसीवर कम से कम 2028 तक प्राथमिक उच्च गति डेटा सेंटर इंटरकनेक्ट तकनीक के रूप में काम करेगा।

एक वैकल्पिक पथ प्रति लेन गति बढ़ाने के बजाय अधिक लेन जोड़ता है। आठ से सोलह 200G लेन तक विस्तार से सिद्ध प्रौद्योगिकी का उपयोग करके 3.2T क्षमता प्राप्त की जाएगी। यह दृष्टिकोण कनेक्टर घनत्व और थर्मल प्रबंधन में यांत्रिक चुनौतियों का सामना करता है लेकिन तेज़ मॉड्यूलेशन के सिग्नल अखंडता जोखिमों से बचाता है। कुछ विक्रेता तकनीकी अनिश्चितताओं से बचाव करते हुए, दोनों दिशाओं में एक साथ काम कर रहे हैं।

सह{0}}पैकेज्ड ऑप्टिक्स ट्रांसीवर आर्किटेक्चर में एक अधिक मौलिक बदलाव का प्रतिनिधित्व करता है। एक ही पैकेज में स्विच सिलिकॉन के साथ ऑप्टिकल इंजन को सीधे एकीकृत करके, सीपीओ एएसआईसी और ट्रांसीवर के बीच विद्युत इंटरफ़ेस को समाप्त कर देता है। NVIDIA ने अपने GTC 2025 मार्च सम्मेलन के दौरान CPO स्विच के लिए अपना रोडमैप साझा किया, यह घोषणा करते हुए कि पहला CPO स्विच 2026 की शुरुआत में उपलब्ध होगा। यदि CPO व्यावसायिक सफलता प्राप्त करता है, तो प्लग करने योग्य ट्रांससीवर्स का प्रक्षेप पथ महत्वपूर्ण रूप से बदल सकता है।

स्थिरता की अनिवार्यता पिछली पीढ़ियों की तुलना में भविष्य के विकास को अधिक आकार देगी। डेटा केंद्र पहले से ही वैश्विक बिजली का 1{5}}2% उपभोग करते हैं, और एआई वर्कलोड इस प्रवृत्ति को तेज करता है। नियामक और ग्राहक तेजी से ऊर्जा दक्षता मेट्रिक्स की मांग कर रहे हैं, जिससे प्रति बिट बिजली कम करने वाले नवाचारों के लिए बाजार दबाव बन रहा है। भविष्य के 1.6T डिज़ाइन में संभवतः अधिक आक्रामक पावर प्रबंधन शामिल होगा, संभावित रूप से लिंक स्थितियों के आधार पर वास्तविक समय में ट्रांसीवर मापदंडों को अनुकूलित करने के लिए एआई एल्गोरिदम का उपयोग किया जाएगा।

 

व्यावहारिक परिनियोजन विचार

 

1.6T ऑप्टिकल ट्रांसीवर स्थापित करने के लिए योजना चरण से ही थर्मल प्रबंधन पर ध्यान देने की आवश्यकता होती है। 25W प्रति ट्रांसीवर पर 32 पोर्ट वाले स्विच लाइन कार्ड में पावर घनत्व 800W तक पहुंच जाता है, जो एक रैक इकाई में केंद्रित होता है। डेटा सेंटर कूलिंग सिस्टम को पर्याप्त वायु प्रवाह प्रदान करना चाहिए, और रैक बिजली वितरण को उचित क्षमता की आवश्यकता होती है। कुछ परिनियोजन के लिए तरल शीतलन एकीकरण की आवश्यकता होती है, जिससे जटिलता और लागत जुड़ जाती है।

उच्च गति पर फाइबर प्रबंधन अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है। DR8 कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करने वाले एक एकल 1.6T ट्रांसीवर को दोहरे MPO-12 कनेक्टर में समाप्त होने वाले 16 फाइबर स्ट्रैंड्स (8 ट्रांसमिट, 8 रिसीव) की आवश्यकता होती है। एक बड़े डेटा सेंटर में सैकड़ों या हजारों ऐसे कनेक्शनों को प्रबंधित करने के लिए कठोर दस्तावेज़ीकरण, लेबलिंग सिस्टम और परीक्षण प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। फाइबर संदूषण जो 100G गति पर कभी-कभी त्रुटियों का कारण बन सकता है, 1.6T लिंक को पूरी तरह से निष्क्रिय कर सकता है।

धीमी प्रकाशिकी की तुलना में पर्यावरणीय कारक 1.6T प्रदर्शन को अधिक गंभीर रूप से प्रभावित करते हैं। तापमान भिन्नताएं लेजर तरंग दैर्ध्य को बदल देती हैं, जिससे संभावित रूप से चैनल अपने आवंटित स्पेक्ट्रम से बाहर चले जाते हैं। आर्द्रता फाइबर क्षीणन विशेषताओं को प्रभावित कर सकती है। आसन्न उपकरण से कंपन ऑप्टिकल कनेक्शन में जुड़ सकता है, जिससे रुक-रुक कर त्रुटियां पैदा हो सकती हैं। तैनाती से पहले साइट सर्वेक्षणों को इन पर्यावरणीय कारकों का मूल्यांकन करना चाहिए।

निगरानी और निदान के लिए उन्नत टूलींग की आवश्यकता होती है। सीएमआईएस इंटरफ़ेस प्रति लेन ऑप्टिकल पावर, तापमान सेंसर और वोल्टेज मॉनिटर सहित विस्तृत टेलीमेट्री प्रदान करता है। आधुनिक नेटवर्क प्रबंधन प्लेटफ़ॉर्म पूर्ण विफलता होने से पहले सीमांत संचालन का पता लगाने के लिए इस डेटा का लाभ उठाते हैं। मशीन लर्निंग एल्गोरिदम टेलीमेट्री पैटर्न का विश्लेषण करके ट्रांसीवर विफलताओं की भविष्यवाणी दिन या सप्ताह पहले ही कर देता है, जिससे सक्रिय रखरखाव संभव हो जाता है।

तकनीकी कर्मचारियों को प्रशिक्षित करना अक्सर कम अनुमानित तैनाती आवश्यकता को दर्शाता है। 1.6T लिंक की समस्या निवारण के लिए सिग्नल अखंडता सिद्धांतों, ऑप्टिकल पावर बजट और डीएसपी ऑपरेशन की समझ की आवश्यकता होती है। पिछली ट्रांसीवर पीढ़ियों की तुलना में बढ़ी हुई जटिलता का मतलब है कि कम तकनीशियन समस्याओं का प्रभावी ढंग से निदान कर सकते हैं। संगठनों को प्रारंभिक तैनाती के दौरान अतिरिक्त प्रशिक्षण निवेश और संभावित रूप से उच्च समर्थन लागत की योजना बनानी चाहिए।

 

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

 

1.6T ऑप्टिकल ट्रांससीवर्स कितनी ट्रांसमिशन दूरी हासिल कर सकते हैं?

मानक DR8 वेरिएंट एकल मोड फ़ाइबर पर 500 मीटर का समर्थन करता है, जो अधिकांश इंट्रा{3}} डेटा सेंटर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। विस्तारित पहुंच संस्करण उन्नत त्रुटि सुधार के साथ 1-2 किलोमीटर तक पहुंच सकते हैं, जबकि 2xFR4 कॉन्फ़िगरेशन तरंग दैर्ध्य मल्टीप्लेक्सिंग का उपयोग करके 2 किलोमीटर तक पहुंच सकते हैं। विशिष्ट दूरी मॉड्यूल प्रकार, फाइबर गुणवत्ता और स्वीकार्य बिट त्रुटि दर पर निर्भर करती है।

1.6T और दोहरे 800G कार्यान्वयन के बीच बिजली की खपत की तुलना कैसे की जाती है?

एक 1.6T ट्रांसीवर आमतौर पर 20-25W की खपत करता है, जबकि दो 800G मॉड्यूल संयुक्त रूप से 36-40W का उपयोग करते हैं। 1.6T विकल्प एक स्विच पोर्ट को भी हटा देता है, जिससे स्विच ASIC में अतिरिक्त बिजली की बचत होती है। सभी घटकों को ध्यान में रखते हुए कुल सिस्टम बिजली बचत 30-40% तक पहुंच जाती है, हालांकि व्यक्तिगत मॉड्यूल लागत 1.6T के लिए अधिक रहती है।

क्या मौजूदा फाइबर इंफ्रास्ट्रक्चर 1.6T गति का समर्थन कर सकता है?

100G या 400G नेटवर्क के लिए स्थापित सिंगल{0}}मोड फ़ाइबर आम तौर पर 1.6T ऑपरेशन का समर्थन करता है अगर ठीक से रखरखाव किया जाए। हालाँकि, कनेक्शन की गुणवत्ता अधिक महत्वपूर्ण हो जाती है। गंदे कनेक्टर या सीमांत स्प्लिस हानि के कारण कम गति पर न्यूनतम समस्याएँ होती हैं, जो 1.6T लिंक को स्थापित होने से रोक सकती हैं। किसी भी 1.6T परिनियोजन से पहले संपूर्ण फाइबर संयंत्र निरीक्षण और सफाई होनी चाहिए।

वर्तमान में कौन से स्विच प्लेटफ़ॉर्म 1.6T ट्रांसीवर का समर्थन करते हैं?

200G सर्डेस क्षमताओं के साथ 51.2T या 102.4T ASIC पर निर्मित स्विच 1.6T ट्रांससीवर्स का समर्थन करते हैं। ब्रॉडकॉम, एनवीडिया और मार्वेल सहित प्रमुख स्विच सिलिकॉन विक्रेता उपयुक्त चिपसेट की पेशकश करते हैं, जिसमें कई उपकरण निर्माताओं के सिस्टम उपलब्ध हैं। फर्मवेयर अपडेट की परवाह किए बिना 100G SerDes का उपयोग करने वाले पुराने स्विच 1.6T मॉड्यूल का समर्थन नहीं कर सकते हैं।

उच्च गति उभरने से पहले 1.6T ट्रांसीवर कब तक प्रासंगिक रहेंगे?

उद्योग रोडमैप सुझाव देते हैं कि 1.6T कम से कम 2028 तक प्राथमिक हाई स्पीड डेटा सेंटर ऑप्टिक के रूप में काम करेगा। जबकि 3.2T और तेज़ प्रौद्योगिकियां विकास के अधीन हैं, 400G प्रति लेन सिग्नलिंग की जटिलता व्यापक उपलब्धता में देरी करेगी। आज 1.6T की तैनाती करने वाले अधिकांश संगठन अगले प्रमुख प्रौद्योगिकी परिवर्तन से पहले 5-7 साल के उपयोगी जीवन की उम्मीद कर सकते हैं।

स्थापना के दौरान कौन से गुणवत्ता नियंत्रण उपाय आवश्यक हैं?

प्रत्येक फाइबर कनेक्शन को मेटिंग से पहले माइक्रोस्कोप या स्वचालित निरीक्षण जांच के साथ निरीक्षण की आवश्यकता होती है। ऑप्टिकल पावर माप को सभी आठ लेन पर अपेक्षित ट्रांसमिशन स्तर की पुष्टि करनी चाहिए। ट्रैफ़िक लोड के तहत बिट त्रुटि दर परीक्षण लिंक स्थिरता की पुष्टि करता है। ये चरण, समय लगने के साथ-साथ, रुक-रुक कर होने वाली विफलताओं को रोकते हैं जिनका परिनियोजन पूर्ण होने के बाद निदान करना कठिन होता है।