Pistikühendatavad I/O -pistikud muutuvad praegustest 40G/100Gb/s Etherneti ja traadita EDR -i spetsifikatsioonidest 800Gb ja uuemateks versioonideks.
Viimase 50 aasta jooksul on andmeedastuskiirus märkimisväärselt suurenenud. Võimalus luua ühele kiibile miljardeid transistore suurendab kiirust ja töötlemisvõimsust plahvatuslikult. Andmete sisestamine ja väljastamine sõltub I/O -pistiku ühendusest. I/O pistikud mängivad süsteemis võtmerolli. Kui nad ei pea andmevoo kiirusega sammu, võivad need põhjustada tõsiseid kitsaskohti. Insener peab tagama, et I/O-port ei piiraks kiirülekande jõudlust.
Lisaks sellele, et komponendid suudavad toetada kiiret andmeedastuskiirust, peavad komponendid pakkuma ka tootearenduse paindlikkust, võimaldades süsteemi kiiret konfigureerimist või uuendamist. Aktiivsete ja passiivsete kaablite ja optiliste kiudude transiidikomponendina on suurepärane jõudlus väga atraktiivne.
I/O paneeli tihedus on veel üks võtmetegur süsteemi kujundamisel. Tavalised rackile paigaldatavad seadmed nõuavad, et I/O-pistiku suurus peaks olema nii väike kui 1RU (1,75&"; kõrge), hõivama võimalikult vähe ruumi, maksimeerima kanalite arvu ja pakkuma ruumi jahutusavade jaoks. Ilma süsteemi välja lülitamata Liidese tõmbamise ja ühendamise võimalus on võrgurakendustes eriti oluline.
Tasub julgustada mõistma toodete ühilduvust või toodete standardimist erinevate tarnijate vahel. Standardiseeritud ühendatavad väikesed I/O pistikud pakuvad kulutõhusat lahendust.
Ühendatavad I/O liidesed, sealhulgas väikesed ühendatavad SFP ja QSFP, on läbinud pideva iteratiivse protsessi ning jõudlust ja paneelide tihedust on pidevalt täiendatud. Need on tavaliselt paigaldatud kinnitusraami trükkplaadile, konfigureeritud mooduliga ja neil on kiire ja vahetatav jõudlus. See modulaarne kontseptsioon võimaldab inseneridel vahetada vahetult ühendatud vaskkaableid, aktiivseid optilisi kaableid ja optilisi transiive. See pistik tagab mooduli mehaanilise suletuse ning tagab mooduli soojuse hajumise ja raadiosagedusliku eraldamise.
Need pistikud on kiiresti arenenud väikese suurusega ühendatavaks mooduliks, alates algsest SFP-st kuni uusimate kahe tihedusega QSFP ja OSFP konfiguratsioonideni.
SFF-komitee avaldas 2001. aastal SFP-liidese esimesed elektrilised ja mehaanilised spetsifikatsioonid ning neid tutvustati mitme allika kokkuleppeorganisatsiooni (MSA) kaudu, mis koosneb tööstuse kasutajatest ja pistikute tootjatest. Kasutatakse Gigabit Etherneti ja kiudkanali võrgurakenduste toetamiseks. See vahetatav moodul võimaldab vase- ja kiudoptilistel andmekandjatel edastada kuni 1,0 Gb/s andmeedastuskiirust. Algne SFP spetsifikatsioon täiendati SFP -ks + ribalaiusega 10 Gb/s, säilitades samal ajal tagurpidi ühilduvuse. Hilisemad uuendused on suurendanud ribalaiust 28 Gb/s. SFP uusim versioon on optiline transiiver SFP56, mis kasutab PAM4 modulatsiooni, et tagada 50Gb/s Etherneti ühendus.
QSFP -pistikuid arendatakse edasi. QSFP pakub nelja kiiret vaskkanalit või optilist kanalit. Virnastatud ja rühmitatud puurid suurendavad pordi tihedust.
QSFP esialgne reiting on 1 Gb/s. Uuendamise kaudu võib QSFP 4 kanalite reiting olla 10 Gb/s ja kogu ribalaius 40 Gb/s. Kavandades sisemise signaalitee pikkuse, EMI ja trükkplaadi paigutuse, võib QSFP28 kanali kiirus olla kuni 25 Gb/s. QSFP56 võib jõuda 50 Gb/s kanalini. Nelja kanali kogu ribalaius toetab 40Gb, 100Gb ja 200Gb Etherneti.
400GbE spetsifikatsioon ilmus 2017. aastal. Kaks uut ühendatavat liidest toetavad praegu 200Gb ja 400Gb, mis on eeskujuks Etherneti rakendustes.
See spetsifikatsioon toetab 8-rajalisi elektriliideseid ja iga kanal võib edastada 25Gb/s NRZ või 50Gb/sPAM4 moduleeritud signaale. Iga mooduli kogu ribalaius võib ulatuda 200Gb või 400Gb/s. Tavalisele 1RU teisenduspaneelile saab paigaldada kuni 36 QSFP-DD pistikut ja kogu voolukiirus võib ulatuda 14,4 TB/s.
Molexi QSFF-DD ühendussüsteemil on 8-rajaline elektriline liides, mis suudab edastada kuni 28Gb/s NRZ või 56Gb/sPAM-4 ning kogu ribalaius võib ulatuda 200 või 400Gb/s.
Uus QSFP-DD puur ühildub kõigi varasemate QSFP moodulitega. Mooduli maksimaalne võimsus on kuni 12 vatti.
Optilist moodulit toetav puur tugineb välisele jahutusradiaatorile. QSFP-DD passiivkaablid võivad ulatuda 3 meetrist 10 kilomeetrini. OSFP-pistik on uusim relv järgmise põlvkonna andmekeskuse kiirete rakenduste jaoks.
Amphenol ICC OSFP -pistikud ühilduvad 25Gb/s raja kanaliga NRZ ja 50G/raja kanaliga PAM4 signaaliprotokollidega, mis võimaldavad kaablitel pakkuda 200G ja 400G kogu ribalaiust iga kaablikomplekti jaoks.
OSFP on jõudluse ja kuju poolest sarnane QSFP-DD pistikuga, kuid on mõningaid erinevusi. OSFP -pistikud on veidi laiemad ja sügavamad kui QSFP. Paigutusse saab paigaldada kuni 32 OSFP porti. OSFP optilised moodulid toetavad kuni 15 vatti, QSFP-DD aga ainult 12 vatti. Jahutusradiaator on integreeritud OSFP moodulisse. Mõlemad liidesed võivad pakkuda 8 kanalit kiirusega 50 Gb/s PAM4.
Ühtse optilise 400 Gb edastuse edendamiseks on avaldatud mõned uued liidese spetsifikatsioonid. Optilise koostalitlusvõime foorumi (OIF) välja töötatud ja 2020. aastal välja antud 400ZR spetsifikatsioon määratleb nõuded 120 kilomeetri pikkusele punkt-punkti 400G ühendusele. OpenZR + MSA pakub 100G, 200G, 300G ja 400G optiliste kaablite edastuskiiruse spetsifikatsioone pikkusega kuni 480 kilomeetrit. Mõlemad spetsifikatsioonid määravad QSFP-DD või OSFP ühendatava transiiveri mooduli nõuded.
Eeldatakse, et 400 Gb kanalid tagavad võrgunõuete rahuldamiseks piisavalt ribalaiust, kuid Ethernet Alliance'i hiljutised prognoosid näitavad, et järgmise viie aasta jooksul suureneb andmeliiklus oluliselt. Seetõttu käivitas IEEE Etherneti uurimisrühma, et teha kindlaks Etherneti järgmise iteratsiooni tehniline teostatavus, turupotentsiaal ja ajastus. Praegu kaalutakse 800GbE ja 1,6TbE. Google, Facebook, Microsoft, Intel, Cisco ja Broadcom vaidlevad modulatsiooni (PAM4, 6, 8), kanalite arvu ja maksimaalse ribalaiuse, vajaliku veaparandusastme ning võimsuse/soojusjuhtimise üle.
Prognoosid näitavad, et turu andmeliiklus jõuab 2022. aastal 51,2 Tb -ni, mis nõuab 800G optilisi liideseid.
Uus 800G optilise kiuga ühendatav MSA keskendub 2 km andmekeskuse ühendustele ja kasutab PAM4-põhist signaalimist, et luua 8X100 Gb ja 4X200 Gb kiudkanalid, kasutades QSFP112-DD või OSFP32.
Süsteemide disainerid seisavad silmitsi tasakaalu ribalaiuse suurendamise, signaali terviklikkuse, võimsuse vähendamise, termilise juhtimise, sisend-/väljundpaneeli tiheduse jms vahel ning loomulikult kulude vähendamise vajaduse vahel. Ühtse ja optilise tiheda lainepikkusega jaotus multipleksimise (DWDM) ülekandetehnoloogia kasutamine võimaldab seda revolutsiooni teha.
Eeldame, et suurema ribalaiuse nõudluse tõttu saavad vastavad pistikud kiiret kasvu. Mobiilsete elektrooniliste toodete plahvatuslik kasv, pilveteenuste, asjade interneti, tööstuse 4.0, tehisintellekti ja uute 5G -võrkude kasutuselevõtt nõuab andmekeskuste infrastruktuuri pidevat uuendamist.
Tulevikus võivad arenevatest tehnoloogiatest, näiteks koostööpakendite optikast saada kiirendatud andmeedastus. OIF teatas hiljuti uue projekti loomisest, et uurida ühispakendatud optika rakendamist andmekeskustes.
Ühendatava I/O -pistiku täiustatud versioon vastab praegustele 40G/100Gb/s Etherneti vajadustele ja tulevastele 800Gb ja kõrgematele tehnilistele nõuetele.
