400G引领下一代数据中心网络

200G光模块最全解析光模块市场正稳步向200G/400G发展，虚拟数据中心、物联网（IoT）和云计算不断普及，对更高带宽的需求推动了光模块市场的繁荣。

而今，200G/400G的光模块也已出现，并有望在未来几年继续保持良好的势头。

以下为您带来200G光模块最全解析。

下一代数据中心的主流：200G/400G数据中心光互连市场的主要转变是从10G到40G以及更高的40G到100G，另一个可预见的趋势是逐步淘汰核心网络和数据中心的低速光模块。

100G光器件的新发展为200G/400G光器件铺平了道路。

下一代数据中心在2018年底部署200G/400G以太网，并在2019或2020年成为主流。

总的来说，光模块市场正在向更高的速度，更低的功耗和更小的外形或尺寸发展。

其中光模块封装多采用SFP-DD/QSFP-DD。

SFP-DD小型自动可插拔双倍密度封装光模块，比SFP28或SFP56带宽（25G/50G）提高一倍，支持更高速率（50G/100G）的同时还保持SFP28或SFP56向后兼容性。

QSFP-DD四通道小型可插拔双倍密度封装光模块，由QSFP-DD MSA组定义，比QSFP28或QSFP56的密度增加一倍，8个通道，每通道速率高达25G或50G，因此支持200G或400G光传输。

SFP-DD、QSFP28与QSFP-DD封装（高度线缆）的对比Google、Facebook等互联网巨头数据中心内部流量每年增长幅度接近100%，那些较早部署100G的互联网巨头已经开始谋求更高速率的解决方案，下一代数据中心的方案选择成为了大家所热心关注的话题。

400G以太网的标准先于200G以太网标准完成，这或许反映了业界的心态——更看好400G，或者认为200G仅仅是400G的一个过渡方案。

但是直接从100G跨越到400G实际上是不太科学的。

首先从数据中心方面，我们需要重建超大规模的数据中心，定义新的规范架构，400G时代交换机对机架电力的要求会相当高，传统的风冷散热也更为困难；而400G数据中心会使用到PAM4技术，采用PAM4技术会使系统变得不够透明且难以管理，传统的NRZ技术+并行技术可以使数据中心易于管理。

ieee802.3bs指标什么是IEEE 802.3bs？IEEE 802.3bs是一项以太网标准，也被称为“400GbE”或“400 Gigabit 以太网”。

这项标准于2017年12月正式发布，并于2018年得到广泛采用。

IEEE 802.3bs主要关注400GbE以太网技术的开发，旨在支持高速数据传输和云计算应用需求的不断增长。

该标准为400GbE定义了一组协议规范和功能，以满足现代数据中心和网络运营商的要求。

为什么需要IEEE 802.3bs？随着云计算、物联网和大数据应用的兴起，网络需求越来越大。

传统的以太网技术已无法满足这些高速数据传输的需求。

为了满足未来数据中心和网络运营商的要求，需要更高速的以太网技术来提供更大的带宽和更快的数据传输速率。

因此，IEEE 802.3bs标准的制定成为了必然。

IEEE 802.3bs的关键指标是什么？IEEE 802.3bs定义了一系列关键指标来描述400GbE以太网的性能和功能。

以下是一些主要指标：1. 数据传输速率：IEEE 802.3bs要求400GbE以太网支持最低400 Gbps的数据传输速率。

这意味着它比目前最快的以太网速度快了十倍以上。

2. 光纤接口：IEEE 802.3bs支持多种光纤接口类型，包括单模光纤和多模光纤。

这使得400GbE以太网可以适应不同的网络环境和需求。

3. 连接距离：IEEE 802.3bs规定了400GbE以太网可以支持的最大连接距离。

这是网络设计和规划中的重要考虑因素，尤其是对于数据中心和广域网部署。

4. 帧格式：IEEE 802.3bs定义了适用于400GbE以太网的数据帧格式。

这些帧格式支持更高的数据吞吐量和更好的网络效率。

5. 自适应前向纠错（FEC）：IEEE 802.3bs要求400GbE以太网支持自适应FEC技术。

这种技术可以在光纤传输过程中检测和纠正错误，提高网络的数据可靠性和稳定性。

6. 能耗效率：IEEE 802.3bs着重于提高400GbE以太网的能耗效率。

400g sr4指标（最新版）目录1.400g sr4 指标概述2.400g sr4 指标的参数和性能3.400g sr4 指标的应用领域4.400g sr4 指标的未来发展正文一、400g sr4 指标概述400g sr4 指标，全称为 400Gbit/s 短距离光模块的 SR4 指标，是一种用于描述光模块性能的参数。

在高速光通信领域，400Gsr4 指标被广泛应用于各种短距离光通信设备，以满足数据中心、云计算、超级计算等领域对高速、高容量光通信的需求。

二、400g sr4 指标的参数和性能1.参数400Gsr4 指标主要包括以下几个参数：- 传输速率：400Gbit/s- 传输距离：短距离（如 100 米、200 米等）- 调制方式：SR4（短距离 4 级脉冲整形）- 信道数：4 信道2.性能400Gsr4 指标在短距离光通信中具有以下优越性能：- 高速率：400Gbit/s 的传输速率，满足了大数据时代的高速传输需求。

- 高容量：4 信道设计，使得单个光模块的传输容量达到 1Tb/s，大大提高了传输效率。

- 低功耗：相较于其他高速光通信技术，400Gsr4 指标具有较低的功耗，有助于降低能耗和运营成本。

- 稳定性：SR4 调制方式在短距离传输中具有较高的信号稳定性，降低了信号衰减和失真。

三、400g sr4 指标的应用领域400Gsr4 指标在以下领域得到了广泛应用：1.数据中心：数据中心内部设备之间的高速互联，以及数据中心之间的高速数据传输。

2.云计算：云服务提供商大规模数据中心的内部通信，以及与用户之间的高速数据传输。

3.超级计算：高性能计算集群内部的高速数据交换，以及计算结果的高速传输。

4.5G 通信：5G 基站之间的高速数据传输，以及 5G 基站与数据中心之间的高速数据传输。

四、400g sr4 指标的未来发展随着 5G、云计算、大数据等技术的快速发展，对光通信技术的要求越来越高。

思科 Nexus 9800 系列交换机产品手册 思科公共Contents产品概述 (3)突出特点 (5)许可 (6)产品可持续性 (6)产品规格 (6)订购信息 (7)思科融资租赁 (8)思科 Nexus ® 9800 系列交换机在机箱中提供高密度 400G 解决方案，专为未来向高密度800G 和更高速度的过渡而设计。

产品概述思科 Nexus 9800 系列模块化交换机通过支持极高端口密度的 400 千兆以太网线卡的新机箱扩展了思科 Nexus 9000 系列产品组合。

数据中心不断发展，以支持下一代应用，例如推动数据中心内流量大幅增长的机器学习。

为了支持这种增长，数据中心运营商需要紧凑、高容量、高速且高效的交换机。

通过结合使用各种第一代线卡和交换矩阵模块，思科 Nexus 9800 系列机箱架构可以从 57 Tbps 扩展到 115 Tbps。

机箱中的每个线卡插槽均可支持提供 400GE 或 100GE 或 10/25/50GE 端口的线卡。

思科 Nexus 9800 系列机箱的设计是对上一代模块化机箱设计的重大改进，具有更好的配电和连接器、风扇和散热设计，使机箱将来能够扩展到更高的以太网速度线卡和交换矩阵模块。

这些设计原则允许使用下一代线卡和交换矩阵模块将总系统容量增加一倍，以与当前一代线卡相同的每个插槽的端口密度支持更高速度的端口（例如 800G）。

思科 Nexus 9800 系列交换机线卡和交换矩阵模块采用节能、高性能和高容量 ASIC 构建，支持动态流负载均衡、完全共享的片上数据包缓冲区以及小数据包的线速性能。

ASIC 提供这些功能，而不会影响功能和电源效率，并使思科Nexus 9800 系列交换机能够进行优化，以支持各种规模和规模的数据中心的高带宽应用。

此外，机箱架构支持双管理引擎控制平面冗余、最多八个交换矩阵模块的数据平面冗余、四个风扇托架的风扇托架冗余以及最多 12 个高效电源的电源冗余。

业界最小的400GbE模块QSFP-DD对未来数据中心至关重要四通道小型可插拔双密度模块(QSFP-DD)是业界最小的400GbE模块，提供最高的端口带宽密度。

严格的测试验证了它是下一代高密度、高速可插拔模块。

四通道小型可插拔双密度(QSFP-DD)模块的热性能已在高性能数据中心环境中得到了广泛的评估。

分析15W QSFP-DD模块的热测试数据和结果，得出了温升与气流的关系。

QSFP-DD模块是业界最小的400 GbE(千兆以太网)模块，提供最高的端口带宽密度。

通过与QSFP-DD MSA团队合作开发完成，满足了下一代高密度、高速可插拔模块的市场需求。

QSFP-DD的构成形式促使了行业重要的制造能力的改变，同时成本也支持40GbE 和 100GbE的QSFP+和QSFP28标准。

这种结构支持单个机架单元(RU)中具有36个400GbE 端口，并提供超过14TB/s的带宽。

单个支架上的36个QSFP-DD端口
QSFP-DD模块兼容从40Gb/s到200Gb/s的所有QSFP收发器，以及支持以下一系列产品，包括：
·3m无源铜缆
·100米平行多模光纤
·500米平行单模光纤
·2公里和10公里双工单模光纤
·波分复用(WDM)和相干光学
热要求及测试
在设计具有可插拔模块的设备的挑战中，每个插座必须能够处理最大热负载。

基于对所有未来预期光学模块类型和层级的调查，至少需要15W的冷却能力才能支持QSFP-DD的最。

400g SR4指标1. 什么是400g SR4？400g SR4是指一种光纤传输标准，用于高速数据中心和云计算网络中的光纤通信。

它是一种四通道并行传输的光纤标准，每个通道的速率为100Gbps，因此总的传输速率为400Gbps。

2. 400g SR4的指标2.1 传输速率400g SR4的传输速率为400Gbps，这意味着它可以在短距离内以非常高的速度传输数据。

这对于需要大量数据传输的应用程序非常重要，例如高性能计算、大数据分析和人工智能。

2.2 传输距离400g SR4的传输距离受到光纤的类型和质量的限制，一般来说，它的传输距离在100米左右。

这意味着它适用于数据中心内部的短距离通信，但对于长距离通信来说并不适用。

2.3 光纤类型400g SR4使用多模光纤进行传输，这种光纤可以传输多个光束，每个光束被称为一个通道。

在400g SR4中，有四个通道，每个通道的速率为100Gbps。

2.4 光纤接口400g SR4使用MPO接口进行连接，MPO是一种多光束光纤连接器，可以同时连接多个光纤。

这种接口可以提供高速、高密度的光纤连接，非常适合于数据中心和云计算网络中的高密度光纤布线。

2.5 光纤编码400g SR4使用64B/66B编码来实现数据的传输，这种编码可以提高数据传输的可靠性和效率。

它将每个64位的数据块编码为66位的数据块，并在接收端进行解码。

3. 400g SR4的应用400g SR4广泛应用于数据中心和云计算网络中的高速数据传输。

它可以用于连接服务器、存储设备、交换机等网络设备，实现高速、可靠的数据通信。

3.1 数据中心在大型数据中心中，需要快速传输大量的数据，以支持各种应用程序的运行。

400g SR4可以提供高达400Gbps的传输速率，满足数据中心对高速数据传输的需求。

它可以用于连接服务器、存储设备和网络设备，实现数据中心内部的快速数据交换。

3.2 云计算网络在云计算网络中，需要高速数据传输来支持虚拟机的迁移、数据备份和恢复等操作。

概述由更快的 CPU ，闪存和更少服务器计算驱动的机器学习和⼈⼯智能应⽤程序的扩展，正在推动基于 100G 和 400G 以太⽹的下⼀代数据中⼼云⽹络。

向下⼀代演进需要具有优化性能的系统，满⾜现代云环境的增⻓和规模的增⻓，，同时还要以⼀致且经过验证的架构与现有 100G 和 400G ⽹络兼容。

Arista 7368X4 系列基于单个 12.8Tbps ⾼容量数据包处理器，采⽤极为紧凑的 4RU 外形尺⼨，该外形尺⼨可增加⾼密度交换的⽹络基数，减少层数并简化⽹络。

线速性能和经过验证的第 2 层和第 3 层功能具有多达 128 个 100G 端⼝或 32 个 400G 端⼝，可显着提⾼系统密度和电源效率。

除了⾼性能和⾼密度之外，7368X4 还提供了流量感知，拥塞处理，可实现全⽹络的可⻅性和监控。

Arista 7368X4 系列以及 Arista 7060X 和 7260X 数据中⼼交换机产品组合，提供了丰富的端⼝速度和密度选择，包括 100G ，200G 和 400G ，实现了⼀致的⽹络架构，可从⼩型专⽤集群⽆缝扩展到最⼤型的多层⽹络。

7368X4 的所有元素均可现场更换，并针对维护简单⽽进⾏了优化，范围⼴泛的⽹络接⼝可以选择多种⾏业标准接⼝，从⽽更加容易过渡到最新的 100G/400G ⽹络。

7368X4 系列与 Arista EOS 结合使⽤，可为超⼤规模⽹络、⽆服务器计算、⼤数据场和机器学习集群提供⾼级功能。

7368X4 系列 100/200/400G 数据中⼼交换机数据表产品亮点性能•7368X:128 x 100G 或 32 x 400G •⾼密度 100G 和 400G•灵活的 100GbE ，200G 和 400G ⽀持 •⾼达 25.6 Tbps 的系统容量 •每秒⾼达 80 亿个数据包 •线速 L2 和 L3 转发•400G 的延迟最低为 700ns数据中⼼优化设计•4RU 中 128 个 100G 端⼝ •所有活动组件均可现场拆卸 •混合和匹配 IO 模块•每个 100G 端⼝的典型功率低于 10W •电源效率⾼于 93% •1+1 冗余热插拔电源 •N+1 冗余热插拔⻛扇•前端到后端或后端到前端冷却 •免⼯具导轨，有助于简化安装云⽹络可⽤•适⽤于超⼤规模⽹络的 128 路 ECMP •动态负载平衡可实现⾼级多路径 •适⽤于 NVMe 和 AI 负荷的⾼级拥塞管理 •流量感知流量调度•具有突发吸收的共享 64MB 缓冲区 •多达 72K MAC 和 80K 主机条⽬ •超过 480 K IPv4 路由 •超过 300K IPv6 路由 •DirectFlow 和 eAPI弹性控制平⾯•⾼性能 x86 CPU •32GB DRAM•⽤户应⽤程序可以在 VM 中运⾏⾼级服务开通和监视•CloudVision•零接触服务开通 (ZTP) •LANZ ，⽤于微爆检测•DANZ ⾼级镜像，便于提⾼可⻅性 •sFlow•⾃⾏配置以及从 USB 恢复Arista 可扩展操作系统•所有产品使⽤⼀个⼆进制映像 •细粒度真正模块化⽹络操作系统 •状态化故障隔离 (SFC) •状态化故障修复 (SFR)•完全访问 Linux shell 和⼯具•可扩展平台 - bash 、python 、C++Arista EOSArista 7368X4 系列交换机像所有 Arista 产品⼀样运⾏相同的 Arista EOS 软件，因此简化了⽹络管理。

400G全场景光模块白皮书400G时代的到来5G时代见证了新服务的出现，4K VR、物联网（IoT）和云计算对网络的带宽、并发率和实时性提出了更高的要求。

实际上，网络流量的年均增长率仍保持在26％的高水平。

图1-1 网络流量快速增长100GE技术在2013年出现，标志着该行业的技术转折。

因为100GE端口无法满足流量爆发所带来的不断增长的传输需求。

如果将多个100G链路捆绑在一起，光纤资源将滞后于带宽资源的增长，并且可能会出现负载不平衡的情况。

因此，需要具有更高带宽能力的高性能端口。

于是随着越来越多的网络中使用具有更高速率的相干传输技术，用于远程传输的100G 端口需要升级。

根据LightCounting在2019年10月的市场预测报告，以太网和WDM/OTN侧的400G光互连端口的增长率远高于其他端口。

图1-2 不同速率端口的发货量预测400G是下一代主流端口技术，具有显著提高网络带宽和连接利用率的能力，可帮助运营商和OTT客户有效应对数据流量的爆炸性增长。

400G光互连应用场景通信网络标准正在不断发展以支持400G，三个国际标准组织（IEEE，ITU和OIF）已经发布了400G标准。

IEEE802.3bs（400GE标准基准）已于2015年初完成，最终版本于2017年12月完成。

与此同时，ITU-T SG15着重研究了与光传输网络（OTN）相关的标准，ITU-T已完成了超越100G OTN标准化的定义。

自2013年以来，光纤互联网络论坛（OIF）一直在从客户端到线路端发布有关400G互连的白皮书。

随着行业标准和网络要求的日趋成熟，400GE引领了ICT行业的发展，尤其在以下三种情况下获得了越来越多的关注和应用前景：数据中心、城域承载网、长距离传大容量传输网络。

400G数据中心网络光模块解决方案背景：东西向流量的快速增长到2021年，约70％的数据中心东西向流量将留在数据中心内，预计增长率将大大高于南北流量和数据中心之间的流量。