Jak se vývoj 100G Ethernetu stává trendem, poptávka po 100G optických modulech roste a dnes 100G optické moduly představují významnou část nákladů na výstavbu sítě. V prostoru 100G 80km DCI se objevila tři řešení, konkrétně 100G koherentní, 100G PAM4 DWDM a 100G QSFP28 ZR4.
Úvod 100G QSFP28 ZR4
Optický modul 100G QSFP28 ZR4 se používá k připojení přepínačů, směrovačů, přenosových zařízení atd. v datových centrech a na vzdálenosti až 80 km na jednovidovém vláknu.
Optický modul 100G QSFP28 ZR4 je plně v souladu s průmyslovým standardem QSFP28 a souvisejícím MSA, jak je popsáno v nejnovější SFF-8665/8636, a je k dispozici s digitální diagnostikou přes rozhraní I2C. Je také v souladu se specifikacemi IEEE 802.{8}}GBASE-ZR4. Modul navíc podporuje standardní přenosovou rychlost KR4 FEC (Forward Error Correction), která pomůže detekovat a opravit chybové kódy na přijímací straně a zlepšit celkovou kvalitu spojení.
Architektura 100G QSFP28 ZR4
100G QSFP28 ZR4 Na straně vysílače jsou čtyři kanály sériových dat (NRZ) obnoveny pomocí CDR a předány čtyřem laserovým ovladačům, které řídí čtyři lasery se středními vlnovými délkami 1296nm, 1300nm, 1305nm a 1309nm, v tomto pořadí. Optický signál je multiplexován do jednovidového vlákna přes standardní LC konektor. Na přijímacím konci jsou optické signály čtyř kanálů zesíleny pomocí SOA a poté demultiplexovány integrovaným optickým demultiplexorem. Každý optický signál je obnoven detektorem PIN a poté prochází transimpedančním zesilovačem a CDR do výstupního budiče vyhovujícího CAUI-4, jak je znázorněno na obrázku 1.
100G 80km DCI řešení Srovnání
Metro konektivita a DCI označují velmi velká datová centra a velké síťové přepínače připojené ve městech, které vyžadují mnoho širokopásmových připojení při 100G plus rychlost přenosu dat, vyžadující optické moduly, které zjednodušují operace, snižují prostor, náklady a spotřebu energie.
100G koherentní
Tradičně výrobci přepínačů používají ve svých zařízeních DCI koherentní optické moduly CFP/CFP2. Koherentní technologie se obvykle používá pro optický přenos metra na dlouhé vzdálenosti pomocí pokročilejších modulačních technik, jako je QPSK, 8QAM nebo 16QAM, které mohou zdvojnásobit, ztrojnásobit nebo zčtyřnásobit přenosovou rychlost. Taková modulace však vyžaduje pokročilou techniku koherentní detekce na straně přijímače a DSP pro korekci disperze. Zatímco náklady na bit zůstávají problémem, náklady na komponenty jsou vysoké a optické moduly vyžadují prostor a dostatečné energetické rozpočty a jsou k dispozici pouze na zásuvných balíčcích CFP a CFP2. Samozřejmě je možné vkládat koherentní moduly do desek switch/router pro scénáře IPoDWDM. Vysoká spotřeba energie a velká velikost modulů CFP/CFP2 však vyžadují vyhrazené linkové karty.
100G PAM4 DWDM
Nejnovější vývoj 100G QSFP28 PAM4 DWDM nabízí další možnost. PAM4 však vyžaduje použití systémů zesílení a kompenzace disperze na optickém spoji, když je přenosová vzdálenost větší než 5 km, což má za následek vyšší koncové náklady. Operátoři DCI musí nasadit Mux/Demux, EDFA a DCM, které v aktuální síti nemusí existovat. a toto řešení není kompatibilní s 50GHz Mux/Demux.
100G QSFP28 ZR4
QSFP28 ZR4 překonává nedostatky obou těchto řešení pomocí 100G ZR4 QSFP28, která je cenově optimalizovaná pro podporu 100G Ethernetu až na 80 km. QSFP28 ZR4 v balení QSFP28 má malé rozměry a nízkou spotřebu energie a poskytuje řešení typu point-to-point v datovém centru bez nutnosti nasazení starších rozhraní CFP/CFP2. a může fungovat přes spojení bod-bod až do délky 80 km bez potřeby optického zesílení a kompenzace disperze. Toto je skutečné plug-and-play řešení. Jak je znázorněno na obrázku 3 níže.
souhrn
Stručně řečeno, ve 100G 80km DCI má 100G ZR4 oproti koherentním řešením značné výhody v oblasti nákladů a výkonu a ve srovnání s řešeními 100G PAM4 DWDM eliminuje potřebu nasazení redundantního a složitého zařízení k dosažení optického přenosu z bodu do bodu, takže 100G QSFP28 ZR4 je nejvýhodnější v aplikacích DCI na dlouhé vzdálenosti.
