随着技术的进步，视频流、人工智能和数据分析等特定行业应用越来越多地推动更高的数据速度和海量带宽需求。400G 技术及其下一代光收发器通过创新服务带来全新的用户体验，一次可以处理更快、更多的数据。
受数据流量问题困扰的大型数据中心和企业采用 400G 解决方案来改进运营工作流程并确保更好的经济性。下面简要概述了 400G 的兴起、部署该技术的挑战以及可能的解决方案。
400G数据中心的兴起
多个数据中心向 400G 的快速过渡正在改变网络的设计和构建方式。这种下一代技术的一些关键驱动因素是云计算、视频流、人工智能和 5G，它们推动了对高速、高带宽和高度可扩展解决方案的需求。智能设备、物联网、社交媒体等As-a-Service模式产生的大量数据也在加速这场400G的转型。
升级到 400G 数据中心的主要好处是增加了高端部署所需的数据容量和网络功能。该技术还提供更多的功率、效率、速度和成本节约。单个 400G 端口比四个单独的 100G 端口便宜得多。同样，通过提供高密度、可靠和低成本的每比特部署，增加的数据速度允许方便的纵向扩展和横向扩展。
400G 的工作原理
在查看部署挑战和解决方案之前，让我们先了解 400G 的工作原理。首先，400G 以太网链路的实际线路速率或数据传输速度为 425 Gbps。额外的 25 位建立一个前向错误连接 (FEC) 程序，用于检测和纠正传输错误。
400G采用4级脉冲幅度调制（PAM4）结合更高的信号和波特率。与当前的不归零 (NRZ) 信号相比，这将数据速率提高了四倍。借助 PAM4，运营商可以针对不同的外形规格（即 OSFP 和 QSFP-DD）实施 4 条 100G 通道或 8 条 50G 通道。这种光学收发器架构支持通过并行光纤或多波长传输高达 400 Gbit/s 的数据。
部署挑战和解决方案
设备之间的互操作性
400G 部署引入的 PAM4 信令在 400G 端口和传统网络设备之间产生了互操作性问题。也就是说，现有的 NRZ 交换机端口和收发器不能与 PAM4 互操作。在网络中的服务器、存储和其他设备之间部署网络分支连接时，这种挑战是普遍存在的。
400G 收发器使用 4 通道 100G 或 8 通道 50G 在电气和光学接口上使用 PAM4 信令进行传输和接收。然而，传统的 100G 收发器是在电气和光学侧的 4 条 25G NRZ 信号通道上设计的。这两者根本无法互操作，需要基于收发器的解决方案。
一种此类解决方案是100G 收发器，它在光端支持 100G PAM4 ，在电端支持 4X25G NRZ。该收发器在收发器齿轮箱内执行 NRZ 和 PAM4 调制之间的重新定时。这些收发器的示例是 QSFP28 DR 和 FR，它们与传统 100G 网络设备完全互操作，以及 QSFP-DD DR4 和 DR4+ 分线收发器。后者是并联系列模块，接受带有分线的 MPO-12 连接器到 LC 连接器以连接 FR 或 DR 收发器。
过多的链接襟翼
链路抖动是由于光纤连接上的一系列错误或故障而在数据传输过程中发生的故障。发生这种情况时，两个收发器都必须执行自动协商和链路训练 (AN-LT)，然后数据才能再次流动。如果链路抖动频繁发生，即每分钟几次，它会对吞吐量产生负面影响。
虽然链路抖动在成熟的光学技术中很少见，但它们仍然会发生，并且通常是由配置错误、电缆损坏或收发器故障引起的。对于 400GbE，由于收发器模块或交换机的热量和设计问题，可能会出现链路抖动。正确选择收发器、交换机和电缆可以帮助解决此链路抖动问题。
收发器可靠性
一些光收发器制造商面临着保持在设备功率预算范围内的挑战。这会导致热量问题，从而导致光纤对齐困难、数据包丢失和光学失真。当为 40GbE 设计的旧 QSFP 收发器外形规格用于 400GbE 时，经常会出现收发器可靠性问题。
400GbE 系统中使用的更新模块也遇到了类似的挑战，例如 QSFP-DD 和 CFP8 外形规格。一种解决方案是在将收发器部署到要求苛刻的环境之前对其进行压力测试。还建议在选择过程中优先考虑收发器设计。
在您的数据中心部署 400G
为了跟上网络中设备、用户和应用程序数量不断增加的步伐，需要速度更快、容量更大且可扩展性更强的数据基础设施。400G满足了这些需求，是面临网络容量和效率问题的数据中心和大型企业的最优解决方案。在您的数据中心或组织中成功部署 400G 技术取决于您对数据和网络需求的明确表达程度。
升级您的网络基础设施有助于缓解从速度和带宽挑战到成本限制的瓶颈。但是，充分利用您的网络升级取决于部署程序和过程。这可能意味着解决共同的挑战并在必要时寻求帮助。
经验法则是寻求 IT 专家的专业帮助，他们将指导您完成 400G 升级过程。IT 专家将帮助您选择最好的收发器、电缆、路由器和交换机来使用，甚至对您的整个网络进行全面的风险分析。这样，您就可以根据您的网络需求和客户需求进行适当升级。
