隨著技術的進步，視頻流、人工智能和數據分析等特定行業應用越來越多地推動更高的數據速度和海量帶寬需求。400G 技術及其下一代光收發器通過創新服務帶來全新的用戶體驗，一次可以處理更快、更多的數據。
受數據流量問題困擾的大型數據中心和企業采用 400G 解決方案來改進運營工作流程并確保更好的經濟性。下面簡要概述了 400G 的興起、部署該技術的挑戰以及可能的解決方案。
400G數據中心的興起
多個數據中心向 400G 的快速過渡正在改變網絡的設計和構建方式。這種下一代技術的一些關鍵驅動因素是云計算、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、社交媒體等As-a-Service模式產生的大量數據也在加速這場400G的轉型。
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。該技術還提供更多的功率、效率、速度和成本節約。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、可靠和低成本的每比特部署，增加的數據速度允許方便的縱向擴展和橫向擴展。
400G 的工作原理
在查看部署挑戰和解決方案之前，讓我們先了解 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 425 Gbps。額外的 25 位建立一個前向錯誤連接 (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）結合更高的信號和波特率。與當前的不歸零 (NRZ) 信號相比，這將數據速率提高了四倍。借助 PAM4，運營商可以針對不同的外形規格（即 OSFP 和 QSFP-DD）實施 4 條 100G 通道或 8 條 50G 通道。這種光學收發器架構支持通過并行光纖或多波長傳輸高達 400 Gbit/s 的數據。
部署挑戰和解決方案
設備之間的互操作性
400G 部署引入的 PAM4 信令在 400G 端口和傳統網絡設備之間產生了互操作性問題。也就是說，現有的 NRZ 交換機端口和收發器不能與 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，這種挑戰是普遍存在的。
400G 收發器使用 4 通道 100G 或 8 通道 50G 在電氣和光學接口上使用 PAM4 信令進行傳輸和接收。然而，傳統的 100G 收發器是在電氣和光學側的 4 條 25G NRZ 信號通道上設計的。這兩者根本無法互操作，需要基于收發器的解決方案。
一種此類解決方案是100G 收發器，它在光端支持 100G PAM4 ，在電端支持 4X25G NRZ。該收發器在收發器齒輪箱內執行 NRZ 和 PAM4 調制之間的重新定時。這些收發器的示例是 QSFP28 DR 和 FR，它們與傳統 100G 網絡設備完全互操作，以及 QSFP-DD DR4 和 DR4+ 分線收發器。后者是并聯系列模塊，接受帶有分線的 MPO-12 連接器到 LC 連接器以連接 FR 或 DR 收發器。
過多的鏈接襟翼
鏈路抖動是由于光纖連接上的一系列錯誤或故障而在數據傳輸過程中發生的故障。發生這種情況時，兩個收發器都必須執行自動協商和鏈路訓練 (AN-LT)，然后數據才能再次流動。如果鏈路抖動頻繁發生，即每分鐘幾次，它會對吞吐量產生負面影響。
雖然鏈路抖動在成熟的光學技術中很少見，但它們仍然會發生，并且通常是由配置錯誤、電纜損壞或收發器故障引起的。對于 400GbE，由于收發器模塊或交換機的熱量和設計問題，可能會出現鏈路抖動。正確選擇收發器、交換機和電纜可以幫助解決此鏈路抖動問題。
收發器可靠性
一些光收發器制造商面臨著保持在設備功率預算范圍內的挑戰。這會導致熱量問題，從而導致光纖對齊困難、數據包丟失和光學失真。當為 40GbE 設計的舊 QSFP 收發器外形規格用于 400GbE 時，經常會出現收發器可靠性問題。
400GbE 系統中使用的更新模塊也遇到了類似的挑戰，例如 QSFP-DD 和 CFP8 外形規格。一種解決方案是在將收發器部署到要求苛刻的環境之前對其進行壓力測試。還建議在選擇過程中優先考慮收發器設計。
在您的數據中心部署 400G
為了跟上網絡中設備、用戶和應用程序數量不斷增加的步伐，需要速度更快、容量更大且可擴展性更強的數據基礎設施。400G滿足了這些需求，是面臨網絡容量和效率問題的數據中心和大型企業的最優解決方案。在您的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明確表達程度。
升級您的網絡基礎設施有助于緩解從速度和帶寬挑戰到成本限制的瓶頸。但是，充分利用您的網絡升級取決于部署程序和過程。這可能意味著解決共同的挑戰并在必要時尋求幫助。
經驗法則是尋求 IT 專家的專業幫助，他們將指導您完成 400G 升級過程。IT 專家將幫助您選擇最好的收發器、電纜、路由器和交換機來使用，甚至對您的整個網絡進行全面的風險分析。這樣，您就可以根據您的網絡需求和客戶需求進行適當升級。
