隨著技術的進步，視頻流、人工智能和數據分析等特定行業(yè)應用，日益要求提高數據速度和滿足海量帶寬需求。400G技術及其下一代光收發(fā)器通過創(chuàng)新服務為用戶帶來全新體驗，允許更快、同時處理更多數據。

大型數據中心和面臨數據流量問題的企業(yè)，采用400G解決方案來改善運營工作流程并確保更好的經濟效益。下面簡要概述了400G的興起、部署該技術的挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

400G數據中心的崛起

多個數據中心快速過渡到400G正在改變網絡的設計和構建方式。這項下一代技術的一些關鍵驅動因素包括云計算、視頻流、人工智能和5G，它們推動了對高速、高帶寬和高度可擴展解決方案的需求。智能設備、物聯網、社交媒體和其他即服務模式產生的大量數據也在加速這一400G轉型。

升級到400G數據中心的主要好處是增加了高端部署所需的數據容量和網絡功能。該技術還提供更高的功率、效率、速度和成本節(jié)省。單個400G端口比四個單獨的100G端口便宜得多。同樣，通過提供高密度、可靠且低成本的每比特部署，增加的數據速度可以方便地進行擴展和擴展。

400G的工作原理

在討論部署挑戰(zhàn)和解決方案之前，我們先來了解一下400G的工作原理。首先，400G以太網鏈路的實際線路速率或數據傳輸速度為425Gbps。額外的25位建立了前向錯誤連接(FEC)程序，用于檢測和糾正傳輸錯誤。

400G采用4級脈沖幅度調制(PAM4)來組合更高的信號和波特率。這使數據速率比當前的非歸零(NRZ)信號高出四倍。借助PAM4，運營商可以為不同的外形尺寸（即OSFP和QSFP-DD）實現4通道100G或8通道50G。這種光收發(fā)器架構支持通過并行光纖或多波長進行高達400Gbit/s的傳輸。

部署挑戰(zhàn)和解決方案

設備之間的互操作性

400G部署引入的PAM4信號會導致400G端口與傳統(tǒng)網絡設備之間出現互操作性問題。也就是說，現有的NRZ交換機端口和收發(fā)器無法與PAM4互操作。在網絡中的服務器、存儲和其他設備之間部署網絡分支連接時，通常會遇到這一挑戰(zhàn)。

400G收發(fā)器使用4條100G通道或8條50G通道進行傳輸和接收，電接口和光接口均使用PAM4信號。然而，傳統(tǒng)的100G收發(fā)器在電接口和光接口上均設計為4條25GNRZ信號通道。這兩者無法互操作，需要基于收發(fā)器的解決方案。

其中一個解決方案是支持光學端100GPAM4和電氣端4X25GNRZ的100G收發(fā)器。該收發(fā)器在收發(fā)器變速箱內執(zhí)行NRZ和PAM4調制之間的重新定時。這些收發(fā)器的示例包括QSFP28DR和FR，它們與傳統(tǒng)100G網絡設備完全可互操作，以及QSFP-DDDR4和DR4+分支收發(fā)器。后者是并行系列模塊，可接受帶有分支的MPO-12連接器，以連接到LC連接器，從而連接FR或DR收發(fā)器。

過多的鏈路抖動

鏈路抖動是由于光纖連接上出現一系列錯誤或故障而導致數據傳輸過程中發(fā)生的故障。發(fā)生這種情況時，兩個收發(fā)器都必須執(zhí)行自動協(xié)商和鏈路訓練(AN-LT)，然后數據才能再次流動。如果鏈路抖動頻繁發(fā)生（即每分鐘發(fā)生幾次），則會對吞吐量產生負面影響。

盡管成熟的光學技術很少出現鏈路抖動，但仍會發(fā)生鏈路抖動，而且通常是由配置錯誤、電纜損壞或收發(fā)器故障引起的。對于400GbE，鏈路抖動可能由于收發(fā)器模塊或交換機的熱量和設計問題而發(fā)生。正確選擇收發(fā)器、交換機和電纜可以幫助解決此鏈路抖動問題。

收發(fā)器可靠性

一些光收發(fā)器制造商面臨著保持在設備功率預算范圍內的挑戰(zhàn)。這會導致熱量問題，從而導致光纖對準問題、數據包丟失和光學失真。當為40GbE設計的舊QSFP收發(fā)器外形尺寸用于400GbE時，經常會出現收發(fā)器可靠性問題。

400GbE系統(tǒng)中使用的較新模塊（例如QSFP-DD和CFP8外形尺寸）也面臨類似的挑戰(zhàn)。一種解決方案是在將收發(fā)器部署到要求極高的環(huán)境中之前對其進行壓力測試。在選擇過程中，還建議優(yōu)先考慮收發(fā)器設計。

在數據中心部署400G

為了跟上網絡中不斷增長的設備、用戶和應用程序數量的步伐，需要更快、高容量和更具可擴展性的數據基礎設施。400G滿足了這些需求，是數據中心和大型企業(yè)面臨網絡容量和效率問題的最佳解決方案。在數據中心或組織中成功部署400G技術取決于您對數據和網絡需求的表達能力。

升級網絡基礎設施有助于緩解速度和帶寬挑戰(zhàn)以及成本限制等瓶頸。但是，充分利用網絡升級取決于部署程序和流程。這可能意味著解決常見挑戰(zhàn)并在必要時尋求幫助。

經驗法則是尋求IT專家的專業(yè)幫助，他們將指導您完成400G升級過程。IT專家將幫助您選擇最佳的收發(fā)器、電纜、路由器和交換機，甚至對整個網絡進行徹底的風險分析。這樣，您就可以根據網絡需求和客戶需求進行適當的升級。

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