Поскольку развитие 100G Ethernet становится тенденцией, спрос на оптические модули 100G растет, и сегодня оптические модули 100G составляют значительную часть стоимости построения сети. В пространстве 100G 80km DCI появилось три решения, а именно 100G coherent, 100G PAM4 DWDM и 100G QSFP28 ZR4.
100G QSFP28 ZR4 Введение
Оптический модуль 100G QSFP28 ZR4 используется для подключения коммутаторов, маршрутизаторов, передающих устройств и т. д. в центрах обработки данных и на расстояниях до 80 км по одномодовому волокну.
Оптический модуль 100G QSFP28 ZR4 полностью соответствует отраслевому стандарту QSFP28 и соответствующему MSA, как описано в последнем SFF-8665/8636, и доступен с цифровой диагностикой через интерфейс I2C. Он также соответствует спецификациям IEEE 802.3 100GBASE-ZR4. Кроме того, модуль поддерживает стандартную скорость передачи данных KR4 FEC (Forward Error Correction), что поможет обнаруживать и исправлять коды ошибок на принимающей стороне и улучшать общее качество связи.
Архитектура 100G QSFP28 ZR4
100G QSFP28 ZR4 На стороне передатчика четыре канала последовательных данных (NRZ) восстанавливаются CDR и передаются четырем лазерным драйверам, которые управляют четырьмя лазерами с центральными длинами волн 1296 нм, 1300 нм, 1305 нм и 1309 нм соответственно. Оптический сигнал мультиплексируется в одномодовое волокно через стандартный разъем LC. На приемном конце оптические сигналы четырех каналов усиливаются SOA, а затем демультиплексируются встроенным оптическим демультиплексором. Каждый оптический сигнал восстанавливается PIN-детектором, а затем передается через трансимпедансный усилитель и CDR на выходной драйвер, совместимый с CAUI{8}}, как показано на рис. 1.
Сравнение решений DCI 100G 80 км
Подключения к городским сетям и DCI относятся к очень крупным центрам обработки данных и крупным сетевым коммутаторам, подключенным в городах, которым требуется множество соединений с высокой пропускной способностью на скорости 100G плюс скорость передачи данных, а также требуются оптические модули, которые упрощают операции, сокращают пространство, стоимость и энергопотребление.
100G когерентный
Традиционно поставщики коммутаторов использовали когерентные оптические модули CFP/CFP2 в своем оборудовании DCI. Когерентная технология обычно используется для городской оптической передачи на большие расстояния с использованием более совершенных методов модуляции, таких как QPSK, 8QAM или 16QAM, которые могут удвоить, утроить или учетверить скорость передачи данных. Однако такая модуляция требует усовершенствованной техники когерентного обнаружения на стороне приемника и DSP для коррекции дисперсии. В то время как стоимость на бит остается проблемой, стоимость компонентов высока, а оптические модули требуют места и достаточных бюджетов мощности и доступны только в сменных корпусах CFP и CFP2. Конечно, можно вставить согласованные модули в платы коммутатора/маршрутизатора для сценариев IPoDWDM. Однако из-за высокого энергопотребления и большого размера модулей CFP/CFP2 требуются выделенные линейные карты.
100G PAM4 DWDM
Последняя разработка 100G QSFP28 PAM4 DWDM предлагает еще один вариант. Однако PAM4 требует использования систем усиления и компенсации дисперсии в оптической линии, когда расстояние передачи превышает 5 км, что приводит к более высоким сквозным затратам. Операторам DCI необходимо развернуть Mux/Demux, EDFA и DCM, которых может не быть в текущей сети. и это решение не совместимо с мультиплексором/демультиплексором 50 ГГц.
100 Г КСФП28 ЗР4
QSFP28 ZR4 преодолевает недостатки обоих этих решений с помощью 100G ZR4 QSFP28, оптимизированного по стоимости для поддержки 100G Ethernet на расстоянии до 80 км. QSFP28 ZR4 в корпусе QSFP28 имеет небольшой размер и низкое энергопотребление, предоставляя решение «точка-точка» в центре обработки данных без необходимости развертывания устаревших интерфейсов CFP/CFP2. и может работать по каналам «точка-точка» длиной до 80 км без необходимости оптического усиления и компенсации дисперсии. Это настоящее решение plug-and-play. Как показано на рисунке 3 ниже.
Резюме
Таким образом, в 100G 80km DCI 100G ZR4 имеет значительные преимущества по цене и мощности по сравнению с когерентными решениями, а по сравнению с решениями 100G PAM4 DWDM устраняет необходимость развертывания избыточного и сложного оборудования для обеспечения оптической передачи точка-точка, поэтому 100G QSFP28 ZR4 наиболее предпочтителен для дальнемагистральных приложений DCI.
