I takt med att utvecklingen av 100G Ethernet blir en trend ökar efterfrågan på 100G optiska moduler, och idag står 100G optiska moduler för en betydande del av nätverkets byggkostnad. Tre lösningar har dykt upp i 100G 80km DCI-utrymmet, nämligen 100G koherent, 100G PAM4 DWDM och 100G QSFP28 ZR4.
100G QSFP28 ZR4 Introduktion
Den optiska modulen 100G QSFP28 ZR4 används för att ansluta switchar, routrar, överföringsenheter etc. i datacenter och över avstånd upp till 80 km på singelmodsfiber.
Den optiska modulen 100G QSFP28 ZR4 är helt kompatibel med industristandarden QSFP28 och tillhörande MSA som beskrivs i den senaste SFF-8665/8636, och är tillgänglig med digital diagnostik via I2C-gränssnittet. Den är också kompatibel med IEEE 802.3 100GBASE-ZR4-relaterade specifikationer. Dessutom stöder modulen standard KR4 FEC (Forward Error Correction) baudhastighet, vilket hjälper till att upptäcka och korrigera felkoder på mottagningssidan och förbättra länkens övergripande kvalitet.
100G QSFP28 ZR4-arkitektur
100G QSFP28 ZR4 På sändarsidan återvinns fyra kanaler med seriell data (NRZ) av CDR och skickas till fyra laserdrivrutiner som styr fyra lasrar med centrumvåglängder på 1296nm, 1300nm, 1305nm respektive 1309nm. Den optiska signalen multiplexeras till en singelmodsfiber via en vanlig LC-kontakt. Vid den mottagande änden förstärks de optiska signalerna från de fyra kanalerna av SOA och demultiplexeras sedan av en integrerad optisk demultiplexerare. Varje optisk signal återvinns av en PIN-detektor och skickas sedan genom en transimpedansförstärkare och CDR till en CAUI-4-kompatibel utgångsdrivrutin, som visas i figur 1.
100G 80km DCI-lösningsjämförelse
Metro-anslutning och DCI hänvisar till mycket stora datacenter och stora nätverksväxlar anslutna inom städer som kräver många anslutningar med hög bandbredd vid 100G plus datahastigheter, vilket kräver optiska moduler som förenklar driften, minskar utrymme, kostnad och strömförbrukning.
100G sammanhängande
Traditionellt har switch-leverantörer använt CFP/CFP2 koherenta optiska moduler i sin DCI-utrustning. Koherent teknik används vanligtvis för långdistans optisk överföring av metro med mer avancerade moduleringstekniker som QPSK, 8QAM eller 16QAM, som kan fördubbla, tredubbla eller fyrdubbla bithastigheten. Sådan modulering kräver emellertid en avancerad teknik för koherent detektering på mottagarsidan och DSP för att korrigera för dispersion. Även om kostnaden per bit förblir ett problem, är komponentkostnaderna höga och optiska moduler kräver utrymme och tillräckliga energibudgetar och är endast tillgängliga på CFP och CFP2 pluggbara paket. Naturligtvis är det möjligt att infoga sammanhängande moduler i switch-/routerkort för IPoDWDM-scenarier. Den höga strömförbrukningen och stora storleken på CFP/CFP2-modulerna kräver dock dedikerade linjekort.
100G PAM4 DWDM
Den senaste utvecklingen av 100G QSFP28 PAM4 DWDM erbjuder ett annat alternativ. PAM4 kräver dock användning av förstärknings- och dispersionskompensationssystem på den optiska länken när överföringsavståndet är större än 5 km, vilket resulterar i högre totalkostnader. DCI-operatörer måste distribuera Mux/Demux, EDFA och DCM som kanske inte finns i det aktuella nätverket. och den här lösningen är inte kompatibel med 50GHz Mux/Demux.
100G QSFP28 ZR4
QSFP28 ZR4 övervinner bristerna med båda dessa lösningar med 100G ZR4 QSFP28, som är kostnadsoptimerad för att stödja 100G Ethernet i upp till 80 km. QSFP28 ZR4, i ett QSFP28-paket, är liten i storlek och låg strömförbrukning, vilket ger en punkt-till-punkt-lösning i datacentret utan att behöva distribuera äldre CFP/CFP2-gränssnitt. och kan fungera över punkt-till-punkt-länkar upp till 80 km långa utan behov av optisk förstärkning och dispersionskompensation. Detta är en sann plug-and-play-lösning. Som visas i figur 3 nedan.
Sammanfattning
Sammanfattningsvis, i 100G 80km DCI har 100G ZR4 betydande kostnads- och effektfördelar jämfört med sammanhängande lösningar, och jämfört med 100G PAM4 DWDM-lösningar eliminerar den behovet av att distribuera redundant och komplex utrustning för att uppnå punkt-till-punkt optisk överföring, så 100G QSFP28 ZR4 är mest föredragen i DCI-tillämpningar för långdistanser.
