Ettersom utviklingen av 100G Ethernet blir en trend, øker etterspørselen etter 100G optiske moduler, og i dag representerer 100G optiske moduler en betydelig del av nettverksbyggingskostnadene. Tre løsninger har dukket opp i 100G 80km DCI-området, nemlig 100G koherent, 100G PAM4 DWDM og 100G QSFP28 ZR4.
100G QSFP28 ZR4 Introduksjon
Den optiske modulen 100G QSFP28 ZR4 brukes til å koble til brytere, rutere, overføringsenheter, etc. i datasentre og over avstander opptil 80 km på enkeltmodusfiber.
Den optiske modulen 100G QSFP28 ZR4 er fullstendig kompatibel med QSFP28-industristandarden og tilhørende MSA som beskrevet i siste SFF-8665/8636, og er tilgjengelig med digital diagnostikk via I2C-grensesnittet. Den er også kompatibel med IEEE 802.3 100GBASE-ZR4-relaterte spesifikasjoner. I tillegg støtter modulen standard KR4 FEC (Forward Error Correction) baudhastighet, som vil hjelpe med å oppdage og korrigere feilkoder på mottakssiden og forbedre den generelle kvaliteten på lenken.
100G QSFP28 ZR4-arkitektur
100G QSFP28 ZR4 På sendersiden blir fire kanaler med serielle data (NRZ) gjenopprettet av CDR og sendt til fire laserdrivere som kontrollerer fire lasere med senterbølgelengder på henholdsvis 1296nm, 1300nm, 1305nm og 1309nm. Det optiske signalet multiplekses til en enkeltmodusfiber via en standard LC-kontakt. Ved mottakerenden blir de optiske signalene til de fire kanalene forsterket av SOA og deretter demultiplekset av en integrert optisk demultiplekser. Hvert optisk signal gjenvinnes av en PIN-detektor og sendes deretter gjennom en transimpedansforsterker og CDR til en CAUI-4-kompatibel utgangsdriver, som vist i figur 1.
100G 80km DCI-løsningssammenligning
Metro-tilkobling og DCI refererer til svært store datasentre og store nettverkssvitsjer koblet i byer som krever mange høybåndbreddetilkoblinger på 100G pluss datahastigheter, som krever optiske moduler som forenkler driften, reduserer plass, kostnader og strømforbruk.
100G Koherent
Tradisjonelt har bytteleverandører brukt CFP/CFP2 koherente optiske moduler i DCI-utstyret sitt. Koherent teknologi brukes vanligvis for langdistanse optisk metrooverføring ved bruk av mer avanserte modulasjonsteknikker som QPSK, 8QAM eller 16QAM, som kan doble, tredoble eller firedoble bithastigheten. Slik modulering krever imidlertid en avansert teknikk for koherent deteksjon på mottakersiden og DSP for å korrigere for spredning. Selv om kostnaden per bit fortsatt er et problem, er komponentkostnadene høye, og optiske moduler krever plass og tilstrekkelige strømbudsjetter og er kun tilgjengelig på CFP og CFP2 pluggbare pakker. Selvfølgelig er det mulig å sette inn sammenhengende moduler i bryter-/ruterkort for IPoDWDM-scenarier. Det høye strømforbruket og store størrelsen på CFP/CFP2-modulene krever imidlertid dedikerte linjekort.
100G PAM4 DWDM
Den siste utviklingen av 100G QSFP28 PAM4 DWDM tilbyr et annet alternativ. PAM4 krever imidlertid bruk av forsterknings- og spredningskompensasjonssystemer på den optiske lenken når overføringsavstanden er større enn 5 km, noe som resulterer i høyere ende-til-ende-kostnader. DCI-operatører må distribuere Mux/Demux, EDFA og DCM som kanskje ikke finnes i det gjeldende nettverket. og denne løsningen er ikke kompatibel med 50GHz Mux/Demux.
100G QSFP28 ZR4
QSFP28 ZR4 overvinner manglene ved begge disse løsningene med 100G ZR4 QSFP28, som er kostnadsoptimalisert for å støtte 100G Ethernet i opptil 80 km. QSFP28 ZR4, i en QSFP28-pakke, er liten i størrelse og lavt strømforbruk, og gir en punkt-til-punkt-løsning i datasenteret uten behov for å distribuere eldre CFP/CFP2-grensesnitt. og kan operere over punkt-til-punkt-linker på opptil 80 km uten behov for optisk forsterkning og spredningskompensasjon. Dette er en ekte plug-and-play-løsning. Som vist i figur 3 nedenfor.
Sammendrag
Oppsummert, i 100G 80km DCI har 100G ZR4 betydelige kostnads- og kraftfordeler fremfor sammenhengende løsninger, og sammenlignet med 100G PAM4 DWDM-løsninger eliminerer den behovet for å distribuere redundant og komplekst utstyr for å oppnå punkt-til-punkt optisk overføring, så 100G QSFP28 ZR4 er mest foretrukket i langdistanse DCI-applikasjoner.
