Die Zukunft der KI-Vernetzung: 3,2 T und darüber hinaus
Warum 448 Gbit/s?
Die Signalisierung mit 448 Gbit/s pro Lane ist ein Schlüsselfaktor für den Aufbau von 3,2-Tbit/s-Ethernet-Verbindungen der nächsten Generation. Auf dieser Ebene aggregiert die 3,2-Tbit/s-Verbindung acht Lanes mit jeweils 448 Gbit/s und erhöht so den erforderlichen Durchsatz für leistungsstarke KI- und Cloud-Rechenzentrumsnetzwerke.
Dieser Schritt auf 448 Gbit/s pro Lane stellt einen gewaltigen Sprung dar und verdoppelt die Geschwindigkeit pro Lane im Vergleich zu modernsten 224-Gbit/s-Systemen. Er erhöht die Anforderungen an SerDes-Design, Entzerrungstechniken und Kanalmodellierung erheblich und bringt Modulationsverfahren wie PAM4, PAM6 und PAM8 an ihre praktischen Grenzen.
Die Realisierung einer stabilen 448-Gbit/s-Signalübertragung stellt auch erhebliche Herausforderungen an das Systemdesign in den Bereichen Optik, Gehäuse und Test dar. Sie markiert einen wichtigen Schritt zur Ermöglichung zukünftiger Technologien. 1.6T und 3,2T-Netzwerke sowie die Unterstützung des weiteren Ausbaus der Infrastruktur für Hochleistungsrechnen und KI.
Sehen Sie, wie 448 Gbit/s PAM4 zum Leben erweckt wird
Werfen Sie einen Blick hinter die Kulissen eines der weltweit ersten 448-Gbit/s-Übertragungssysteme auf der PAM4 und erfahren Sie, wie NTT Innovative Devices, Lumentum und Keysight den Grundstein für die nächste Generation von KI-Innovationen legen. Hören Sie von den Führungskräften und Ingenieuren, die dies ermöglicht haben, erfahren Sie, wie alles zusammengeführt wurde und was dies für Sie bedeutet. 1.6T und 3,2T-Rechenzentrumsnetzwerke.
Webinar: Ein Blick hinter die Kulissen von 448G / Fahrspursignalisierung
Technische Herausforderung: Vorbereitung auf 3,2-T-Netzwerke
Die Steigerung von PAM4 auf 448 Gbit/s (224 GBaud) brachte neue Herausforderungen mit sich. Das Team musste schnell handeln, alle Komponenten aufeinander abstimmen und die Grenzen der heutigen Werkzeuge und Materialien testen. Folgendes war für eine erfolgreiche Demo erforderlich:
Höhere Symbolraten
448 Gbit/s treiben die Symbolraten auf 224 Gbaud – und erreichen damit die Grenzen der Signalintegrität. Bei einer Hochgeschwindigkeitsdemonstration musste die Signalqualität von jeder Systemkomponente aufrechterhalten werden.
Hochgeschwindigkeitsleistung
Die Komponenten mussten eine hohe elektrische Leistung bei hoher Geschwindigkeit gewährleisten, einschließlich der Kontrolle von Verlusten, Reflexionen und parasitären Elementen, um eine zuverlässige Signalintegrität zu gewährleisten.
Präzision bei 224 GBaud
Die Einrichtung erforderte eine saubere, wiederholbare Signalerzeugung und präzise Signalanalyse mit Tools, die schnell genug waren, um mit dem Signal Schritt zu halten.
Globale Zusammenarbeit
Teams in Japan, Deutschland und den USA arbeiteten rund um die Uhr und übergaben Fortschritte in 24-Stunden-Zyklen, um die knappe Frist für die Live-Demonstration einzuhalten.
PAM4 vs. PAM6 / PAM8
Die Pulsamplitudenmodulation (PAM) erhöht den Datendurchsatz durch die Kodierung mehrerer Bits pro Symbol. Sie ist eine Schlüsseltechnik für die Skalierung serieller Hochgeschwindigkeitsverbindungen.
PAM4 (4-Level-Signalisierung) kodiert 2 Bit pro Symbol und wird häufig in 400G- und 800G-Ethernet verwendet. Es reduziert die erforderliche Bandbreite im Vergleich zu NRZ, ist jedoch anfälliger für Rauschen und erfordert strengere Signalintegritätskontrollen.
PAM6 und PAM8 erweitern diesen Ansatz, indem sie sechs oder acht Spannungspegel verwenden, um mehr Bits pro Symbol zu kodieren – etwa 2,6 für PAM6 und 3 für PAM8. Diese Schemata können höhere Datenraten unterstützen, sind jedoch empfindlicher gegenüber Rauschen und Verzerrungen und erfordern komplexere Empfängerdesigns.
Mit steigenden Signalraten – in Richtung 448 Gbit/s pro Lane und mehr – müssen Ingenieure die Kompromisse zwischen höherwertigen PAM-Formaten und Komplexität, Rauschtoleranz und Leistungsbedarf abwägen. PAM4 ist etabliert, PAM6 und PAM8 werden jedoch für zukünftige Systeme evaluiert, die eine höhere Effizienz erfordern.
Einblicke in die 448-Gbit/s-Testkonfiguration
Zur Erzeugung und Analyse des 448-Gbit/s-PAM4-Signals wird ein Dual-Modul-Arbiträrsignalgenerator (M8199B AWG) zusammen mit einer Frequenzbereichs-Interleaver-Einheit (M8159A FDIU) verwendet. Die Konfiguration kombiniert Low-Band- und Upper-Band-Ausgänge, verzögert Signale präzise und liefert sie an das zu testende Gerät (DUT). Messseitig ermöglichen die Oszilloskope der DCA-X- oder UXR-Serie von Keysight eine hochpräzise Signalerfassung und -analyse bei extremen Geschwindigkeiten.
Diese Referenzarchitektur zeigt eine reale Testumgebung für optische Verbindungen der nächsten Generation in KI-Rechenzentren.
NTT Innovative Devices und Keysight: Durchbrüche in der Photonik vorantreiben
Entdecken Sie die innovative Zusammenarbeit zwischen NTT Innovative Devices und Keysight Technologies, die gemeinsam die Grenzen der photonischen Innovation erweitern. Dieses Video beleuchtet ihre gemeinsamen Bemühungen, Durchbrüche in der optischen Kommunikation der nächsten Generation zu erzielen – die Weiterentwicklung ultraschneller, energieeffizienter Photoniktechnologien, die für die Bereitstellung von KI, ML und zukünftigen Dateninfrastrukturen von entscheidender Bedeutung sind.
Tools, die 448 Gbit/s möglich machen
448-Gbit/s-Ressourcen erkunden
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