Keďže sa vývoj 100G Ethernetu stáva trendom, dopyt po 100G optických moduloch sa zvyšuje a dnes 100G optické moduly predstavujú významnú časť nákladov na výstavbu siete. V priestore 100G 80km DCI sa objavili tri riešenia, konkrétne 100G koherentný, 100G PAM4 DWDM a 100G QSFP28 ZR4.
Úvod 100G QSFP28 ZR4
Optický modul 100G QSFP28 ZR4 sa používa na pripojenie prepínačov, smerovačov, prenosových zariadení atď. v dátových centrách a na vzdialenosti až 80 km na jednovidovom vlákne.
Optický modul 100G QSFP28 ZR4 je plne v súlade s priemyselným štandardom QSFP28 a súvisiacim MSA, ako je opísané v najnovšom SFF-8665/8636, a je dostupný s digitálnou diagnostikou cez rozhranie I2C. Je tiež v súlade so špecifikáciami IEEE 802.{8}}GBASE-ZR4. Okrem toho modul podporuje štandardnú prenosovú rýchlosť KR4 FEC (Forward Error Correction), ktorá pomôže odhaliť a opraviť chybové kódy na strane príjmu a zlepšiť celkovú kvalitu spojenia.
Architektúra 100G QSFP28 ZR4
100G QSFP28 ZR4 Na strane vysielača sú štyri kanály sériových dát (NRZ) obnovené CDR a odovzdané štyrom laserovým ovládačom, ktoré riadia štyri lasery so stredovými vlnovými dĺžkami 1296nm, 1300nm, 1305nm a 1309nm. Optický signál je multiplexovaný do jednovidového vlákna cez štandardný LC konektor. Na prijímacom konci sú optické signály štyroch kanálov zosilnené pomocou SOA a potom demultiplexované pomocou integrovaného optického demultiplexora. Každý optický signál sa obnoví pomocou PIN detektora a potom prechádza cez transimpedančný zosilňovač a CDR do výstupného ovládača kompatibilného s CAUI{8}}, ako je znázornené na obrázku 1.
100G 80km DCI riešenie Porovnanie
Metro konektivita a DCI sa týkajú veľmi veľkých dátových centier a veľkých sieťových prepínačov pripojených v mestách, ktoré vyžadujú veľa širokopásmových pripojení s rýchlosťou 100 G plus dátové rýchlosti, čo si vyžaduje optické moduly, ktoré zjednodušujú operácie, znižujú priestor, náklady a spotrebu energie.
100G koherentné
Tradične dodávatelia prepínačov používajú vo svojich zariadeniach DCI koherentné optické moduly CFP/CFP2. Koherentná technológia sa zvyčajne používa na diaľkový optický prenos metra pomocou pokročilejších modulačných techník, ako sú QPSK, 8QAM alebo 16QAM, ktoré môžu zdvojnásobiť, strojnásobiť alebo štvornásobiť prenosovú rýchlosť. Takáto modulácia však vyžaduje pokročilú techniku koherentnej detekcie na strane prijímača a DSP na korekciu disperzie. Zatiaľ čo náklady na bit zostávajú problémom, náklady na komponenty sú vysoké a optické moduly vyžadujú priestor a dostatočné rozpočty na napájanie a sú dostupné iba na zásuvných balíkoch CFP a CFP2. Samozrejme je možné vložiť koherentné moduly do prepínačov/smerovačov pre scenáre IPoDWDM. Vysoká spotreba energie a veľká veľkosť modulov CFP/CFP2 však vyžadujú vyhradené linkové karty.
100G PAM4 DWDM
Najnovší vývoj 100G QSFP28 PAM4 DWDM ponúka ďalšiu možnosť. PAM4 však vyžaduje použitie zosilňovacích a disperzných kompenzačných systémov na optickom spoji, keď je prenosová vzdialenosť väčšia ako 5 km, čo má za následok vyššie koncové náklady. Operátori DCI musia nasadiť Mux/Demux, EDFA a DCM, ktoré v súčasnej sieti nemusia existovať. a toto riešenie nie je kompatibilné s 50GHz Mux/Demux.
100G QSFP28 ZR4
QSFP28 ZR4 prekonáva nedostatky oboch týchto riešení pomocou 100G ZR4 QSFP28, ktorý je cenovo optimalizovaný na podporu 100G Ethernetu až do vzdialenosti 80 km. QSFP28 ZR4 v balení QSFP28 má malú veľkosť a nízku spotrebu energie a poskytuje riešenie typu point-to-point v dátovom centre bez potreby nasadenia starších rozhraní CFP/CFP2. a môže fungovať cez spojenia bod-bod až do dĺžky 80 km bez potreby optického zosilnenia a kompenzácie rozptylu. Toto je skutočné riešenie typu plug-and-play. Ako je znázornené na obrázku 3 nižšie.
Zhrnutie
Stručne povedané, v 100G 80km DCI má 100G ZR4 oproti koherentným riešeniam značné výhody v oblasti nákladov a výkonu a v porovnaní s riešeniami 100G PAM4 DWDM eliminuje potrebu nasadenia redundantného a zložitého zariadenia na dosiahnutie optického prenosu z bodu do bodu, takže 100G QSFP28 ZR4 je najvýhodnejší v aplikáciách DCI na dlhé vzdialenosti.
