प्लग करने योग्य I/O कनेक्टर वर्तमान 40G/100Gb/s ईथरनेट और वायरलेस EDR विनिर्देशों से 800Gb और उच्चतर संस्करणों में विकसित होंगे।
पिछले 50 वर्षों में, डेटा ट्रांसफर दरों में काफी वृद्धि हुई है। एक चिप पर अरबों ट्रांजिस्टर बनाने की क्षमता गति और प्रसंस्करण शक्ति को तेजी से बढ़ाती है। डेटा इनपुट और आउटपुट I/O कनेक्टर के कनेक्शन पर निर्भर करते हैं। I/O कनेक्टर सिस्टम में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यदि वे डेटा प्रवाह की गति के साथ तालमेल नहीं रखते हैं, तो वे गंभीर अड़चनें पैदा कर सकते हैं। इंजीनियर को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि I/O पोर्ट हाई-स्पीड ट्रांसमिशन प्रदर्शन को सीमित नहीं करता है।
हाई-स्पीड डेटा दरों का समर्थन करने में सक्षम होने के अलावा, घटकों को उत्पाद डिजाइन के लिए लचीलापन प्रदान करने की भी आवश्यकता होती है, जिससे तेजी से सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन या अपग्रेड की अनुमति मिलती है। सक्रिय और निष्क्रिय केबल और ऑप्टिकल फाइबर के लिए एक पारगमन घटक के रूप में, उत्कृष्ट प्रदर्शन बहुत आकर्षक है।
सिस्टम डिज़ाइन में I/O पैनल घनत्व एक अन्य महत्वपूर्ण कारक है। मानक रैक-माउंटेड उपकरण के लिए I/O कनेक्टर का आकार 1RU (1.75" उच्च) जितना छोटा होना चाहिए, जितना संभव हो उतना कम स्थान घेरें, चैनलों की संख्या को अधिकतम करें, और कूलिंग वेंट के लिए स्थान प्रदान करें। सिस्टम को बंद किए बिना इंटरफ़ेस को खींचने और प्लग करने की क्षमता नेटवर्क अनुप्रयोगों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।
विभिन्न आपूर्तिकर्ताओं के बीच उत्पाद संगतता या उत्पाद मानकीकरण को महसूस करने के लिए प्रोत्साहित करना उचित है। मानकीकृत प्लग करने योग्य छोटे आकार के I/O कनेक्टर एक लागत प्रभावी समाधान प्रदान करते हैं।
प्लग करने योग्य I/O इंटरफ़ेस, जिसमें छोटे प्लग करने योग्य SFP और QSFP शामिल हैं, एक निरंतर चलने वाली प्रक्रिया से गुज़रे हैं, और प्रदर्शन और पैनल घनत्व को लगातार उन्नत किया गया है। वे आम तौर पर फिक्सिंग फ्रेम के पीसीबी पर स्थापित होते हैं, मॉड्यूल के साथ कॉन्फ़िगर किए जाते हैं, और उच्च गति, हॉट-स्वैपेबल प्रदर्शन होते हैं। यह मॉड्यूलर अवधारणा इंजीनियरों को सीधे जुड़े तांबे केबल्स, सक्रिय ऑप्टिकल केबल्स, और ऑप्टिकल ट्रांसीवर को इंटरचेंज करने की अनुमति देती है। यह कनेक्टर मॉड्यूल के लिए यांत्रिक कारावास प्रदान करता है, और मॉड्यूल के लिए गर्मी अपव्यय और रेडियो आवृत्ति अलगाव प्रदर्शन प्रदान करता है।
ये कनेक्टर मूल SFP से नवीनतम दोहरे-घनत्व QSFP और OSFP कॉन्फ़िगरेशन तक, तेजी से एक छोटे आकार के प्लग करने योग्य मॉड्यूल में विकसित हुए हैं।
एसएफपी इंटरफेस के पहले विद्युत और यांत्रिक विनिर्देशों को एसएफएफ समिति द्वारा 2001 में जारी किया गया था और उद्योग उपयोगकर्ताओं और कनेक्टर निर्माताओं से बना मल्टी-सोर्स एग्रीमेंट ऑर्गनाइजेशन (एमएसए) के माध्यम से प्रचारित किया गया था। गीगाबिट ईथरनेट और फाइबर चैनल में नेटवर्क अनुप्रयोगों का समर्थन करने के लिए उपयोग किया जाता है। यह हॉट-स्वैपेबल मॉड्यूल कॉपर और फाइबर ऑप्टिक मीडिया में 1.0Gb/s तक की ट्रांसमिशन डेटा दरों को सक्षम बनाता है। पिछली संगतता बनाए रखते हुए मूल SFP विनिर्देश को 10Gb/s की बैंडविड्थ के साथ SFP+ में अपग्रेड किया गया था। बाद के उन्नयन ने बैंडविड्थ को 28Gb/s तक बढ़ा दिया है। SFP का नवीनतम संस्करण SFP56 ऑप्टिकल ट्रांसीवर है, जो 50Gb/s ईथरनेट कनेक्शन प्रदान करने के लिए PAM4 मॉड्यूलेशन का उपयोग करता है।
QSFP कनेक्टर्स को और विकसित किया जाएगा। QSFP चार हाई-स्पीड कॉपर चैनल या ऑप्टिकल चैनल प्रदान करता है। स्टैक्ड और समूहीकृत पिंजरे पोर्ट घनत्व को बढ़ाते हैं।
QSFP की प्रारंभिक रेटिंग 1Gb/s है। अपग्रेड के माध्यम से, QSFP 4 चैनलों की रेटिंग 10Gb/s हो सकती है, और कुल बैंडविड्थ 40Gb/s है। आंतरिक सिग्नल पथ की लंबाई, ईएमआई और पीसीबी लेआउट को डिजाइन करके, क्यूएसएफपी 28 चैनल दर 25 जीबी / एस जितनी अधिक हो सकती है। QSFP56 50Gb/s चैनल तक पहुंच सकता है। चार चैनलों की कुल बैंडविड्थ 40Gb, 100Gb और 200Gb ईथरनेट को सपोर्ट कर सकती है।
400GbE विनिर्देश 2017 में जारी किया गया था। दो नए प्लग करने योग्य इंटरफेस वर्तमान में 200Gb और 400Gb का समर्थन करते हैं, जो ईथरनेट अनुप्रयोगों में अग्रणी है।
यह विनिर्देश 8-लेन विद्युत इंटरफेस का समर्थन करता है, और प्रत्येक चैनल 25Gb/s NRZ या 50Gb/sPAM4 संग्राहक संकेतों को संचारित कर सकता है। प्रत्येक मॉड्यूल की कुल बैंडविड्थ 200Gb या 400Gb/s तक पहुंच सकती है। मानक 1RU रूपांतरण पैनल पर 36 QSFP-DD कनेक्टर स्थापित किए जा सकते हैं, और कुल प्रवाह दर 14.4Tb / s तक पहुंच सकती है।
Molex के QSFF-DD इंटरकनेक्शन सिस्टम में 8-लेन विद्युत इंटरफ़ेस है जो 28Gb/s NRZ या 56Gb/sPAM-4 तक संचारित कर सकता है, और कुल बैंडविड्थ 200 या 400Gb/s तक पहुंच सकता है।
नया QSFP-DD पिंजरा पिछले सभी QSFP मॉड्यूल के साथ संगत है। मॉड्यूल की अधिकतम शक्ति 12 वाट तक है।
ऑप्टिकल मॉड्यूल का समर्थन करने वाला पिंजरा बाहरी हीट सिंक पर निर्भर करता है। QSFP-DD निष्क्रिय केबल 3 मीटर से 10 किलोमीटर तक बढ़ा सकते हैं। OSFP कनेक्टर अगली पीढ़ी के डेटा सेंटर में उच्च गति वाले अनुप्रयोगों के लिए नवीनतम हथियार है।
एम्फेनॉल आईसीसी के ओएसएफपी कनेक्टर 25Gb/s लेन चैनल NRZ और 50G/लेन चैनल PAM4 सिग्नल प्रोटोकॉल के साथ संगत हैं, जो केबल को प्रत्येक केबल असेंबली के लिए 200G और 400G कुल बैंडविड्थ प्रदान करने की अनुमति देते हैं।
OSFP प्रदर्शन और आकार में QSFP-DD कनेक्टर के समान है, लेकिन कुछ अंतर हैं। OSFP कनेक्टर QSFP की तुलना में थोड़े चौड़े और गहरे होते हैं। लेआउट में 32 OSFP पोर्ट तक स्थापित किए जा सकते हैं। OSFP ऑप्टिकल मॉड्यूल 15 वाट तक का समर्थन कर सकते हैं, जबकि QSFP-DD केवल 12 वाट का समर्थन कर सकते हैं। हीट सिंक OSFP मॉड्यूल पर एकीकृत है। दोनों इंटरफेस 50Gb/s PAM4 पर 8 चैनल प्रदान कर सकते हैं।
सुसंगत ऑप्टिकल 400Gb ट्रांसमिशन के विकास को बढ़ावा देने के लिए कुछ नए इंटरफ़ेस विनिर्देश जारी किए गए हैं। ऑप्टिकल इंटरऑपरेबिलिटी फोरम (OIF) द्वारा विकसित और 2020 में जारी 400ZR विनिर्देश 120 किलोमीटर लंबे पॉइंट-टू-पॉइंट 400G कनेक्शन के लिए आवश्यकताओं को परिभाषित करता है। OpenZR+ MSA 480 किलोमीटर तक की लंबाई के साथ 100G, 200G, 300G और 400G ऑप्टिकल केबल की संचरण दर के लिए विनिर्देश प्रदान करता है। दोनों विनिर्देश QSFP-DD या OSFP प्लग करने योग्य ट्रांसीवर मॉड्यूल आवश्यकताओं को परिभाषित करते हैं।
यह उम्मीद की जाती है कि 400Gb चैनल नेटवर्क आवश्यकताओं का समर्थन करने के लिए पर्याप्त बैंडविड्थ प्रदान करेंगे, लेकिन ईथरनेट एलायंस के हालिया पूर्वानुमानों से संकेत मिलता है कि अगले पांच वर्षों में डेटा ट्रैफ़िक में काफी वृद्धि होगी। इसलिए, IEEE ने ईथरनेट के अगले पुनरावृत्ति की तकनीकी व्यवहार्यता, बाजार क्षमता और समय निर्धारित करने के लिए एक ईथरनेट अनुसंधान समूह लॉन्च किया। वर्तमान में, 800GbE और 1.6TbE पर विचार किया जा रहा है। Google, Facebook, Microsoft, Intel, Cisco, और Broadcom मॉड्यूलेशन (PAM4, 6, 8), चैनलों की संख्या और अधिकतम बैंडविड्थ, त्रुटि सुधार की डिग्री और पावर/थर्मल प्रबंधन के बारे में बहस कर रहे हैं।
पूर्वानुमान बताते हैं कि 2022 में बाजार डेटा ट्रैफ़िक 51.2 टीबी तक पहुंच जाएगा, जिसके लिए 800G ऑप्टिकल इंटरफेस की आवश्यकता होगी।
नया 800G ऑप्टिकल फाइबर प्लग करने योग्य MSA 2km डेटा सेंटर कनेक्शन पर केंद्रित है, और QSFP112-DD या OSFP32 का उपयोग करके 8X100Gb और 4X200Gb फाइबर चैनल स्थापित करने के लिए PAM4-आधारित सिग्नलिंग का उपयोग करता है।
सिस्टम डिजाइनरों को बैंडविड्थ वृद्धि, सिग्नल अखंडता, बिजली की कमी, थर्मल प्रबंधन, इनपुट / आउटपुट पैनल घनत्व में वृद्धि, आदि के बीच संतुलन का सामना करना पड़ता है, और निश्चित रूप से लागत में कमी की आवश्यकता होती है। सुसंगत और ऑप्टिकल डेंस वेवलेंथ डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (DWDM) ट्रांसमिशन तकनीक का उपयोग इस क्रांति को संभव बनाएगा।
हम उम्मीद करते हैं कि उच्च बैंडविड्थ की मांग के कारण, संबंधित कनेक्टर तेजी से विकास प्राप्त करेंगे। मोबाइल इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की विस्फोटक वृद्धि, क्लाउड सेवाओं को निरंतर अपनाने, इंटरनेट ऑफ थिंग्स, उद्योग 4.0, कृत्रिम बुद्धिमत्ता और उभरते 5G नेटवर्क के लिए डेटा सेंटर के बुनियादी ढांचे के निरंतर उन्नयन की आवश्यकता होगी।
भविष्य में, उभरती हुई प्रौद्योगिकियां जैसे सहयोगी पैकेजिंग ऑप्टिक्स हाई-स्पीड डेटा ट्रांसमिशन के लिए अधिक उन्नत समाधान बन सकती हैं। OIF ने हाल ही में डेटा केंद्रों में संयुक्त सह-पैकेज्ड ऑप्टिक्स के अनुप्रयोग का अध्ययन करने के लिए एक नई परियोजना की स्थापना की घोषणा की।
प्लग करने योग्य I/O कनेक्टर का उन्नत संस्करण वर्तमान 40G/100Gb/s ईथरनेट जरूरतों और 800Gb और उच्चतर की भविष्य की तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करेगा।
