I. تمهيد

مع التوسع المستمر في عناقيد حوسبة الذكاء الاصطناعي، الوحدات الضوئية 800Gلم تعد قادرة على تلبية متطلبات الشبكات عالية الكثافة. أصبحت الوحدات الضوئية 1.6T أجهزة أساسية للربط البيني لوحدات GPU والشبكات الأساسية لمراكز البيانات. تتوافق المنتجات مع معيار IEEE 8×212.5Gbps PAM4، وتنقسم إلى نوعين من مسارات الإرسال الضوئية: DR4 قصير المدى وFR4 متوسط المدى، مقترنين بثلاثة أنواع من الحزم: OSFP القياسية وOSFP224 وOSFP-XD. يقدم ما يلي تحليلاً موجزًا لمعاملاتها وإرشادات الاختيار.

II. الأساس التقني الأساسي للوحدات الضوئية 1.6T

وحدات 1.6Tتعتمد على إشارات PAM4 بسرعة 212.5G مقترنة بمحركات ضوئية من السيليكون الفوتوني، مع DSP مدمج لتشكيل الإشارة وتصحيح الأخطاء. وهي تدعم التبديل ثنائي الوضع 800G/1.6T لتمكين ترقيات الشبكة بسلاسة.

تم تحديد مستويات استهلاك الطاقة بوضوح:

• OSFP القياسية: استهلاك طاقة نموذجي يبلغ 20–26W
• OSFP224: تبديد حراري مُحسّن، مع استهلاك طاقة يبلغ 16–18W
• OSFP-XD: حد أعلى لتبديد الحرارة يتجاوز 25W، مناسب للتطبيقات عالية الطاقة مثل البصريات المتماسكة

1.6T OSFP 2×DR4 ‏500m

III. مقارنة حلول المسارات الضوئية DR4 وFR4

تنقسم الوحدات الضوئية 1.6T السائدة إلى فئتين: DR4 المتوازي قصير المدى وFR4 متوسط المدى المعتمد على تقسيم الأطوال الموجية، حيث يتكيف كل منهما مع سيناريوهات شبكات مختلفة. الفروقات الأساسية كما يلي:

1.6T OSFP-XD 2×FR4 ‏2km

IV. التحليل الأساسي لثلاثة أنواع من الحزم

لا تُعد OSFP224 مواصفة حزمة جديدة مستقلة تمامًا. فأبعادها الميكانيكية وبصمة القفص متوافقتان بالكامل مع OSFP القياسية؛ وقد تم فقط تحسين تبديد الحرارة الداخلي والدوائر لتلائم SerDes بسرعة 224G. أما OSFP-XD فهي حزمة جديدة مخصصة، وتختلف الأنواع الثلاثة بشكل كبير في التوافق الفيزيائي والقدرة القصوى للطاقة:

V. الاختيار واتجاهات الصناعة

للشبكات قصيرة المدى داخل مركز بيانات لمسافة تصل إلى 500 متر، يُفضل OSFP224 + DR4 للحصول على أفضل أداء من حيث التكلفة. وللنشر بين مباني الحرم الجامعي عبر مسافة تصل إلى كيلومترين، يتم اختيار OSFP224 + FR4 لتقليل الاستثمار في البنية التحتية للألياف. تعتمد مرافق النواة عالية الكثافة والمتطورة OSFP-XD لتوفير هامش طويل الأمد لاستهلاك الطاقة.

مع تزايد اعتماد التكامل الفوتوني السيليكوني، تعمل الوحدات ثنائية الوضع 1.6T على تقليل تكاليف تكرار مراكز البيانات بشكل كبير. مستقبلًا، سيصبح OSFP224 المعيار السائد، بينما سيواصل OSFP-XD خدمة سيناريوهات الحوسبة المتطورة.

VI. الملخص

تُعد الوحدات الضوئية 1.6T البنية التحتية الأساسية للشبكات في عصر حوسبة الذكاء الاصطناعي. تغطي DR4 وFR4 على التوالي سيناريوهات النقل قصيرة ومتوسطة المدى السائدة؛ بينما تلبي المعايير OSFP وOSFP224 وOSFP-XD ثلاثة احتياجات للنشر: الترقية القديمة، والاستخدام التجاري العام، والنشر عالي الكثافة المتطور. يمكن للمزيج المناسب من المسار الضوئي والحزمة تحقيق توازن بين قدرة الخدمة الحالية وتوسعة النطاق الترددي المستقبلية، مما يجعله حل الربط البيني القياسي الأمثل لمراكز البيانات من الجيل التالي.

الأسئلة الشائعة 1: كيف يتم الاختيار بين 1.6T 2×DR4 و2×FR4، وما الاختلافات بين سيناريوهاتهما؟

الإجابة: ① بالنسبة للربط البيني بين الخزائن وشبكات Spine-Leaf التي تبلغ مسافة النقل فيها ≤500 متر مع توفر موارد ألياف كافية، يُفضل 2×DR4 لتقليل تكاليف الأجهزة والكابلات الإجمالية. ② بالنسبة لروابط الحرم الجامعي بين المباني وربط DCI لمراكز البيانات بمسافة ≤2 كم، وموارد ألياف محدودة، وكابلات LC موجودة، فإن 2×FR4 هو الخيار المناسب.

الأسئلة الشائعة 2: هل يمكن لأقفاص مفاتيح OSFP الحالية بسرعة 800G دعم وحدات OSFP/OSFP224 بسرعة 1.6T مباشرة؟

الإجابة: ماديًا، يمكن تركيبها مباشرة — إذ تشترك OSFP224 في أبعاد مطابقة مع أقفاص OSFP التقليدية وهي متوافقة ميكانيكيًا بالكامل. ومع ذلك، يجب أن تدعم شريحة ASIC الخاصة بالمفتاح إشارات SerDes كهربائية بسرعة 212.5G. لا تستطيع مفاتيح 800G الأقدم التي تدعم فقط SerDes بسرعة 112G العمل بمعدل 1.6T. يستخدم OSFP-XD قفصًا مخصصًا ولا يمكن مزجه مع OSFP القياسي.

الأسئلة الشائعة 3: تدعم وحدات 1.6T الوضع المزدوج 800G/1.6T. كيف يتم تبديل المعدل؟

الإجابة: لا حاجة إلى استبدال الأجهزة. يتم التبديل عبر إعدادات منفذ المفتاح ومعالج DSP المدمج في الوحدة:

• عند ضبط المنفذ على وضع 800G، تعمل الوحدة كمسارين ضوئيين مستقلين بسرعة 800G.
• عند ضبطه على وضع 1.6T، تتحد جميع القنوات الضوئية الثماني لتوفير عرض نطاق كامل بسرعة 1.6T. يتيح ذلك توسعة تدريجية وسلسة للسعة في مراكز البيانات.

الأسئلة الشائعة 4: ما أنواع المفاتيح التي تتوافق مع OSFP القياسي وOSFP224 وOSFP-XD من حيث الطاقة والتبريد؟

الإجابة:

1. OSFP القياسي: استهلاك طاقة 20–26 واط، متوافق مع المفاتيح القديمة المبردة بالهواء، ومناسب للترقيات منخفضة التكلفة بكميات صغيرة.
2. OSFP224: تبديد حراري محسن، واستهلاك طاقة نموذجي 16–18 واط، متوافق مع مفاتيح الذكاء الاصطناعي السائدة المبردة بالهواء؛ وعالمي لجميع سيناريوهات DR4/FR4 مع أفضل أداء من حيث التكلفة التجارية.
3. OSFP-XD: قدرة تبريد تتجاوز 25 واط، متوافق مع المفاتيح عالية الكثافة المبردة بالسائل ومع شبكات العمود الفقري المستقبلية طويلة المدى المتماسكة؛ ويتم نشره غالبًا في مرافق الحوسبة الأساسية المتطورة.