हाई स्पीड ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट: डेटा सेंटर सॉल्यूशंस

Apr 27, 2026|

पिछली तिमाही में हमारे पास एक ग्राहक था जिसने अपने अरिस्टा 7060X5 स्विच पर रैंडम लिंक फ़्लैप का दावा करते हुए चालीस 400G DR4 मॉड्यूल वापस भेजे थे। इससे पहले कि हम आरएमए कागजी कार्रवाई खोलें, हमारे परीक्षण इंजीनियर ने एक प्रश्न पूछा: क्या आपने इसका निरीक्षण कियाएमपीओ कनेक्टर्सस्थापना से पहले? उनके पास नहीं था. हमने मॉड्यूल को अपने पूर्ण प्रतिगमन के माध्यम से भेजा, नेत्र आरेख साफ, सभी चार लेन में बीईआर 1ई-13 से नीचे,डीडीएम रीडिंग नाममात्र. फिर हमने उनसे फ़ाइबर माइक्रोस्कोप के तहत अपने ट्रंक केबल सिरे के चेहरे की तस्वीरें भेजने के लिए कहा। प्रत्येक कनेक्टर में कणीय संदूषण था। चालीस मॉड्यूल, शून्य दोष। समस्या थी धूल.

इसका कोई न कोई संस्करण हम हर माह देखते हैं। किसी भी पैमाने पर हाई स्पीड ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट तैनाती एक ही दीवार पर हमला करती है, और संख्याएं इसका समर्थन करती हैं: सभी 400G और 800G लिंक विफलताओं में से 65% और 70% के बीच कनेक्टर संदूषण का पता चलता है, ट्रांसीवर दोषों का नहीं। (AscentOptics के माध्यम से IEEE 802.3 फ़ील्ड डेटा) हम इसे पहले लाते हैं क्योंकि यह बताता है कि हम संपूर्ण इंटरकनेक्ट निर्णय के बारे में कैसे सोचते हैं। मॉड्यूल लगभग कभी भी सबसे कमजोर कड़ी नहीं होता है। इसके चारों ओर भौतिक परत है।

Microscopic view of an MPO fiber optic connector end-face showing severe dust and particulate contamination on the four precision glass cores of a 400G module, illustrating the number one cause of link failure.

आपका ट्रैफ़िक पैटर्न आपके ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट आर्किटेक्चर को तय करता है

हर कोई भाग संख्या से शुरू होता है।QSFP-DD या OSFP, एसआर या डीआर, मल्टीमोड या सिंगल -मोड। हम भी ऐसा करते हैं. लेकिन जो तैनाती हमारे ग्राहकों के लिए अच्छी रही, वे सभी कहीं और शुरू हुईं: ट्रैफ़िक वास्तव में कैसा दिखता है?

बड़े पैमाने पर AI प्रशिक्षण सभी प्रकार के GPU संचार उत्पन्न करता है जो मिनटों से लेकर घंटों तक के समय के पैमाने पर आश्चर्यजनक रूप से पूर्वानुमानित हो जाते हैं। Google अपने ज्यूपिटर नेटवर्क में ऑप्टिकल सर्किट स्विच के साथ इसका फायदा उठाता है, पैकेट स्विच करने के बजाय रैक के बीच भौतिक प्रकाश पथ को पुन: कॉन्फ़िगर करता है। एक दशक के उत्पादन उपयोग से उनके प्रकाशित परिणाम: 41% बिजली में कमी, 30% कम पूंजीगत व्यय, और उनके पूर्व क्लोस आर्किटेक्चर की तुलना में फैब्रिक अपटाइम में 50 गुना सुधार। (गूगल SIGCOMM'22) वे संख्याएँ वास्तविक हैं, लेकिन वे एक ऐसी कंपनी से संबंधित हैं जिसने पाँच वर्षों में OCS बुनियादी ढांचे पर $500 मिलियन से $1 बिलियन के बीच खर्च किया है। हमारे पास कुछ मध्यम आकार के ग्राहक हैं जो हमसे अपने परिवेश के लिए ओसीएस व्यवहार्यता का मूल्यांकन करने के लिए कहते हैं। प्रत्येक मामले में, एक बार जब उन्होंने संख्याओं को उप{6}}500 नोड पैमाने पर चलाया, तो पूंजी की आवश्यकताएं पुनर्विन्यास लाभों से अधिक हो गईं, और वे प्लग करने योग्य मॉड्यूल का उपयोग करके पारंपरिक स्पाइन-लीफ के साथ बने रहे।

अनुमान समीकरण को उलट देता है। प्रवाह स्तर पर ट्रैफ़िक तीव्र और अप्रत्याशित है, और विलंबता सहनशीलता शून्य के करीब है। आप प्रति अनुरोध के आधार पर ऑप्टिकल पथों को पुन: कॉन्फ़िगर नहीं कर सकते। आपको नियतात्मक विलंबता के साथ एक लगातार अति-प्रावधानित फैब्रिक की आवश्यकता है, जो आपको स्पाइन लीफ टोपोलॉजी में प्लग करने योग्य ट्रांसीवर्स की ओर धकेलता है, जहां हर लिंक हमेशा जलाया जाता है। हम दोनों परिदृश्यों में मॉड्यूल बेचते हैं, और इंजीनियरिंग वार्तालाप पूरी तरह से अलग हैं। प्रशिक्षण क्लस्टर खरीदार प्रति रैक कुल बैंडविड्थ और प्रति बिट पावर के बारे में जानना चाहते हैं। अनुमान खरीदार पूंछ विलंबता के बारे में पूछते हैं और जब कोई लिंक नीचे जाता है तो क्या होता है।

Conceptual architectural diagram of a data center network topology comparing a custom Optical Circuit Switch (OCS) fabric for long-running AI training jobs versus a standard non-blocking Spine-Leaf topology for bursty inference workloads.

पारंपरिक उद्यम और हाइपरस्केल से नीचे के कोलो वातावरण के लिए, प्रति पोर्ट लागत हावी है और मौजूदा फाइबर संयंत्र के साथ पिछड़ी संगतता कच्चे बैंडविड्थ घनत्व से अधिक मायने रखती है। हमने अपना परीक्षण कर लिया है14 स्विच प्लेटफार्मों पर 400जी क्यूएसएफपी-डीडी मॉड्यूलजिसमें सिस्को नेक्सस 93600CD, अरिस्टा 7060X5 और जुनिपर QFX5220 शामिल हैं। उन वातावरणों में, प्रमुख चिंता गति नहीं है। यह है कि क्या मॉड्यूल को मैन्युअल ओवरराइड कमांड के बिना स्विच फ़र्मवेयर द्वारा पहचाना जाता है।

800जी डेड जोन जो इंजीनियरों को चकमा देता है

400जी पर, इंटरकनेक्ट चुनना दो चरणों की प्रक्रिया थी: दूरी मापें, तांबा या फाइबर चुनें। पैसिव डीएसी ने 3 से 5 मीटर तक आराम से दूरी तय की . 800जी ने उसे तोड़ दिया। प्रत्येक लेन 112G PAM4 चलाती है। उन आवृत्तियों पर तांबे की हानि लगभग 400G की तुलना में दोगुनी हो जाती है, और परिणामस्वरुप निष्क्रिय केबल के लिए लगभग 2 मीटर की कठोर छत बन जाती है।

High-speed cable comparison showing an Active Electrical Cable (AEC) vs a standard Direct Attach Copper (DAC) bundle. The AEC uses internal retimers to extend the 800G signal reach to 7 meters at the cost of slight latency overhead.

हमने इसे महँगा तरीका सीखा। एक शुरुआती ग्राहक ने हमारा ऑर्डर दिया800G निष्क्रिय DAC असेंबलीउनके 400G रैक लेआउट के आधार पर 3-मीटर लंबाई में। 60% से अधिक बंदरगाहों पर लिंक प्रशिक्षण विफल रहा। तांबा ख़राब नहीं था; भौतिक विज्ञान इसकी अनुमति नहीं देगा। उन्होंने 3 से 5 मीटर की दौड़ के लिए एईसी और इससे आगे की हर चीज के लिए प्लग करने योग्य ऑप्टिकल मॉड्यूल पर स्विच किया और एक सप्ताह के भीतर तैनाती स्थिर हो गई। तब से, हमने 2.5 मीटर से ऊपर निष्क्रिय 800जी डीएसी के लिए ऑर्डर लेना बंद कर दिया है और हमारी ऑर्डर पुष्टिकरण प्रक्रिया में एक तैनाती दूरी सलाह जोड़ दी है।

एईसी के पास अब 3 से 7 मीटर का अंतर है. डिजिटल रेटिमर बिना किसी ऑप्टिकल रूपांतरण के सिग्नल को विद्युत रूप से पुन: उत्पन्न करते हैं, जिससे लागत कम रहती है लेकिन विलंबता बढ़ जाती है। KP4 FEC अकेले 800G पर प्रत्येक हॉप पर 50 से 100 नैनोसेकंड लगाता है, और रेटिमर शीर्ष पर अधिक स्टैक करता है। हमने वर्तमान में शिप की जाने वाली एईसी असेंबलियों पर कुल अतिरिक्त विलंबता 85 से 110 एनएस मापी है। स्पाइन {{10}पत्ती फैब्रिक लिंक के लिए, वह ओवरहेड अनुप्रयोग प्रदर्शन में अदृश्य है। कसकर युग्मित जीपीयू क्लस्टर के लिए यह एक अलग कहानी है। H100 नोड्स चलाने वाले तीन ग्राहक परिनियोजन से प्रोफाइलिंग डेटा के आधार पर, यदि आपके प्रशिक्षण कार्य का संचार ओवरहेड पहले से ही 15% से ऊपर बैठता है, तो एकाधिक स्विच स्तरों पर प्रति हॉप अतिरिक्त सौ नैनोसेकंड एनसीसीएल ऑलरेड्यूस संचालन में कंपाउंडिंग शुरू हो जाती है।

7 मीटर से अधिक, 800G के लिए प्लग करने योग्य ऑप्टिकल ट्रांसीवर ही एकमात्र व्यवहार्य पथ हैं। यहां भौतिक परत की मांग काफी सख्त है। आईईईई 802.3सीके के तहत अंत से अंत तक प्रविष्टि हानि बजट अधिकांश 800जी पहुंच वर्गों के लिए 1.5 डीबी से नीचे है, और प्रत्येक संबद्ध एमपीओ कनेक्शन 0.35 डीबी से नीचे रहना चाहिए। हमने स्थापित फाइबर देखा है जो 100G पर प्रमाणीकरण पास कर चुका है, केबल ट्रे में कई वर्षों के संपीड़न के बाद पीएमडी मान अपने रेटेड विनिर्देश से दो से तीन गुना अधिक दिखाता है, जो 2023 में जुनिपर की नेटवर्क अनुसंधान टीम की रिपोर्ट के अनुरूप है। किसी भी 800G ट्रांसीवर तैनाती से पहले हमारी मानक सिफारिश: प्रत्येक मौजूदा फाइबर सेगमेंट पर ओटीडीआर और पीएमडी लक्षण वर्णन चलाएं। नमूना नहीं. हर खंड. दो ट्रंक केबलों को पुनः खींचने की लागत छह महीने के लिए आंतरायिक लिंक फ़्लैप्स को डीबग करने की लागत का एक अंश है।

सीपीओ बनाम एलपीओ बनाम प्लगेबल: 2026 में प्रत्येक तकनीक वास्तव में कहां खड़ी है

सह{0}}पैकेज्ड ऑप्टिक्स डेटा सेंटर स्विचिंग इंफ्रास्ट्रक्चर के निर्माण के तरीके को बदल देगा। हम इसे प्लग करने योग्य मॉड्यूल निर्माता के रूप में कहते हैं, इसलिए हमारे विचार को तटस्थ के बजाय सूचित मानें।

ओएफसी 2026 में, सीपीओ प्रोटोटाइप पर विश्वसनीयता डेटा ने पारंपरिक प्लग करने योग्य मॉड्यूल की तुलना में विफलता दर को संभावित रूप से कम दिखाया। यांत्रिक सम्मिलन चक्रों या उजागर कनेक्टर सतहों के बिना, प्लग करने योग्य मॉड्यूल के प्रमुख विफलता मोड बस लागू नहीं होते हैं। ब्रॉडकॉम के बैली 51.2T सीपीओ स्विच प्लेटफॉर्म ने समतुल्य प्लग करने योग्य कॉन्फ़िगरेशन की तुलना में ऑप्टिकल परत पर लगभग 70% कम पावर ड्रॉ प्रदर्शित किया। (डेटामिनइंटेलिजेंस ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट रिपोर्ट) NVIDIA ने 2027 से 2028 विंडो में जीटीसी 2026 लक्ष्यीकरण पैमाने पर सीपीओ को एकीकृत स्विच दिखाया।

हमारी स्थिति: यदि आप हाइपरस्केलर कस्टम स्विच सिलिकॉन का निर्माण नहीं कर रहे हैं, तो प्लग करने योग्य ऑप्टिक्स कम से कम 2027 तक आपका एकमात्र तैनाती योग्य विकल्प है। सीपीओ को बोर्ड आर्किटेक्चर की आवश्यकता है जिसे अधिकांश स्विच विक्रेताओं ने अभी तक शिप नहीं किया है, कनेक्टर मानकों को अंतिम रूप नहीं दिया गया है, और विफलताओं से निपटने के लिए एक पूरी नई प्लेबुक की आवश्यकता है जिसे आप मॉड्यूल खींचकर ठीक नहीं कर सकते हैं। सामान्य उद्यम खरीद के लिए पारिस्थितिकी तंत्र अभी तक मौजूद नहीं है। पिछले वर्ष हमारे पास दो संभावित ग्राहक थे जिन्होंने CPO की प्रतीक्षा में अपने 400G से 800G अपग्रेड में देरी की थी। अंततः दोनों वापस आए और उनके बैंडविड्थ अंतराल के उत्पादन की घटनाएं बनने के बाद प्लग करने योग्य ऑर्डर दिए। हमने इस पद के लिए इंजीनियरिंग तर्क के बारे में अधिक विस्तार से लिखा हैप्लग करने योग्य ट्रांसीवर आर्किटेक्चर विश्लेषण.

एलपीओ एक अलग स्थान पर बैठता है। मॉड्यूल से डीएसपी को हटाने से सबसे ज्यादा बिजली की खपत करने वाला घटक खत्म हो जाता है, जो कुल मॉड्यूल बिजली खपत के आधे हिस्से के लिए जिम्मेदार होता है। इसके परिणामस्वरूप 30 से 50% कम खपत और 15 नैनोसेकंड तक कम विलंबता होती है। हमने 2025 के अंत में एलपीओ विशिष्ट आरएफक्यू पेश करना शुरू किया। चार में से तीन एनवीआईडीआईए स्पेक्ट्रम पर एकल विक्रेता जीपीयू क्लस्टर बनाने वाले ग्राहकों से आए थे। कोई भी बहु-विक्रेता संचालित नहीं है, जो आपको बताता है कि एलपीओ आज कहां काम करता है। यदि आपका नेटवर्क स्विच विक्रेताओं को मिलाता है, तो एलपीओ आपके वातावरण के अनुकूल नहीं है। यदि आप एकल विक्रेता एआई क्लस्टर चलाते हैं, तो यह उपलब्ध सबसे स्मार्ट अपग्रेड हो सकता है, और हमें उम्मीद है कि 2027 के मध्य तक योग्यता में एलपीओ {16}तैयार मॉड्यूल होंगे।

मॉड्यूल चयन के लिए 800G थर्मल मार्जिन का क्या मतलब है

800जी पर थर्मल गणित लोगों को आश्चर्यचकित कर देता है। इस पीढ़ी में उच्च गति ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट पावर घनत्व ऐसी समस्याएं पैदा करता है जो 400G पर मौजूद नहीं थीं। एक 64-पोर्ट स्विच पूरी तरह से 16W पर 800G मॉड्यूल से भरा हुआ है, प्रत्येक अकेले ट्रांसीवर पावर में लगभग 1kW खींचता है, इससे पहले स्विच ASIC की अपनी 400 से 500W है। यह प्रति स्विच 1.4 से 1.5 किलोवाट है। स्पाइन लेयर में आठ स्विच आपको अकेले नेटवर्क उपकरण से 11 किलोवाट से अधिक बिजली देते हैं, रैक में जो अक्सर कुल 8 से 10 किलोवाट के लिए प्रावधानित होते थे।

जुनिपर नेटवर्क स्पष्ट रूप से चेतावनी देता है कि उच्च पावर ड्रॉ वाले तीसरे पक्ष के मॉड्यूल, विशेष रूप से सुसंगत ZR और ZR+ प्रकार, मेजबान उपकरण को थर्मल क्षति पहुंचा सकते हैं, जिसका दायित्व उपयोगकर्ता पर पड़ता है। (जुनिपर नेटवर्क 800जी ऑप्टिक्स अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न) यह तीसरे पक्ष के ऑप्टिकल मॉड्यूल के ख़िलाफ़ कोई तर्क नहीं है। यह जानने के लिए एक तर्क है कि आप वास्तव में क्या प्लग इन कर रहे हैं। हमारी थर्मल साइक्लिंग योग्यता में, हम प्रत्येक 800G मॉड्यूल डिज़ाइन को 2,000 घंटों के लिए निरंतर 85 डिग्री जंक्शन तापमान पर परीक्षण करते हैं और प्राथमिक उम्र बढ़ने के संकेतक के रूप में लेजर पूर्वाग्रह वर्तमान बहाव को ट्रैक करते हैं। 38 mA से ऊपर बहने वाली इकाइयाँ उत्पादन लाइन से खींच ली जाती हैं। 800G घनत्व पर, 14W खींचने वाले मॉड्यूल और 18W खींचने वाले एक मॉड्यूल के बीच का अंतर यह निर्धारित करता है कि रैक थर्मल लिफाफे के भीतर रहता है या 2 बजे शटडाउन अलार्म ट्रिगर करता है। विशिष्ट विवरण का ग़लत होना सदैव कष्टप्रद रहा है। इन शक्ति स्तरों पर, यह महंगा है।

Thermal heatmap of a high-density switch rack illustrating extreme heat concentration in the transceiver cage area where 64 modules drawing 16W each generate significant thermal load, nearing cooling capacity limits.

हम 1जी एसएफपी से 800जी ओएसएफपी तक प्लग करने योग्य मॉड्यूल भेजते हैं, और हम प्रमुख स्विच प्लेटफार्मों के खिलाफ परीक्षण करते हैं। हम इस बात का रिकॉर्ड रखते हैं कि क्या काम करता है और क्या नहीं। यदि आपको किसी विशिष्ट स्विच वातावरण के विरुद्ध अनुकूलता जांच की आवश्यकता है, या उच्च {{5}घनत्व 800जी रैक के लिए थर्मल और पावर {4}वर्ग विनिर्देश चाहते हैं, तो हमारे इंजीनियर हर हफ्ते उन वार्तालापों को चलाते हैं। हमारा800जी ओएसएफपी और क्यूएसएफपी-डीडी800 ट्रांसीवर पेजहमारे द्वारा शिप किए जाने वाले प्रत्येक मॉड्यूल के लिए विवरण, पहुंच श्रेणी विकल्प और नमूना अनुरोध प्रपत्र हैं।

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