A 100G-s Ethernet fejlesztésének trendjévé válásával a 100G-os optikai modulok iránti kereslet növekszik, és ma a 100G-os optikai modulok jelentik a hálózatépítési költségek jelentős részét. Három megoldás jelent meg a 100 G 80 km-es DCI térben: 100 G koherens, 100 G PAM4 DWDM és 100 G QSFP28 ZR4.
100G QSFP28 ZR4 Bevezetés
A 100G QSFP28 ZR4 optikai modul adatközpontokban kapcsolók, útválasztók, átviteli eszközök stb. csatlakoztatására szolgál, és akár 80 km távolságig egymódusú optikai szálon.
A 100G-s QSFP28 ZR4 optikai modul teljes mértékben megfelel a QSFP28 ipari szabványnak és a kapcsolódó MSA-nak, amint azt a legújabb SFF-8665/8636 ismerteti, és digitális diagnosztikával is elérhető az I2C interfészen keresztül. Az IEEE 802.{8}}GBASE-ZR4-hez kapcsolódó specifikációkkal is kompatibilis. Ezenkívül a modul támogatja a szabványos KR4 FEC (Forward Error Correction) adatátviteli sebességet, amely segít észlelni és kijavítani a hibakódokat a vételi oldalon, és javítja a kapcsolat általános minőségét.
100G QSFP28 ZR4 architektúra
100G QSFP28 ZR4 Az adó oldalán négy soros adatcsatornát (NRZ) nyer vissza a CDR, és továbbítja négy lézer-meghajtóhoz, amelyek négy lézert vezérelnek 1296 nm, 1300 nm, 1305 nm és 1309 nm középső hullámhosszal. Az optikai jel egymódusú szálra van multiplexelve szabványos LC csatlakozón keresztül. A vevő oldalon a négy csatorna optikai jeleit SOA erősíti, majd egy integrált optikai demultiplexer demultiplexálja. Minden optikai jelet egy PIN-érzékelő helyreállít, majd egy transzimpedancia-erősítőn és CDR-n keresztül továbbítja a CAUI-4-kompatibilis kimeneti meghajtóhoz, amint az 1. ábrán látható.
100G 80km DCI megoldás összehasonlítása
A metrókapcsolat és a DCI a nagyon nagy adatközpontokra és a városokon belül csatlakoztatott nagy hálózati kapcsolókra utal, amelyek sok nagy sávszélességű kapcsolatot igényelnek 100 G plusz adatsebességgel, és olyan optikai modulokat igényelnek, amelyek egyszerűsítik a műveleteket, csökkentik a hely-, költség- és energiafogyasztást.
100G koherens
Hagyományosan a kapcsológyártók CFP/CFP2 koherens optikai modulokat használtak DCI berendezéseikben. A koherens technológiát jellemzően a hosszú távú metró optikai átvitelére használják fejlettebb modulációs technikákkal, mint például a QPSK, 8QAM vagy 16QAM, amelyek megkétszerezhetik, megháromszorozhatják vagy megnégyszerezhetik a bitsebességet. Az ilyen moduláció azonban fejlett koherens detektálási technikát igényel a vevő oldalon és a DSP-t a diszperzió korrigálása érdekében. Míg a bitenkénti költség továbbra is aggodalomra ad okot, az alkatrészköltségek magasak, az optikai modulok hely- és energiaköltségvetést igényelnek, és csak a CFP és CFP2 csatlakoztatható csomagokon érhetők el. Természetesen lehetőség van koherens modulok beillesztésére a switch/router kártyákba az IPoDWDM forgatókönyvekhez. A CFP/CFP2 modulok nagy energiafogyasztása és nagy mérete azonban dedikált vonalkártyákat igényel.
100G PAM4 DWDM
A 100G QSFP28 PAM4 DWDM legújabb fejlesztése egy másik lehetőséget kínál. A PAM4 azonban megköveteli erősítő és diszperziókompenzációs rendszerek használatát az optikai kapcsolaton, ha az átviteli távolság nagyobb, mint 5 km, ami magasabb végpontok közötti költségeket eredményez. A DCI-üzemeltetőknek olyan Mux/Demux, EDFA és DCM-et kell telepíteniük, amelyek nem léteznek a jelenlegi hálózatban. és ez a megoldás nem kompatibilis az 50 GHz-es Mux/Demux-szal.
100G QSFP28 ZR4
A QSFP28 ZR4 mindkét megoldás hiányosságait kiküszöböli a 100G ZR4 QSFP28-cal, amely költségoptimalizált módon támogatja a 100G Ethernetet akár 80 km-en keresztül. A QSFP28 csomagban lévő QSFP28 ZR4 kis méretű és alacsony energiafogyasztású, így pont-pont megoldást kínál az adatközpontban, anélkül, hogy szükség lenne a régi CFP/CFP2 interfészek telepítésére. és akár 80 km hosszú pont-pont kapcsolatokon is működhet anélkül, hogy optikai erősítésre és diszperziókompenzációra lenne szükség. Ez egy igazi plug-and-play megoldás. Az alábbi 3. ábra szerint.
Összegzés
Összefoglalva: 100G 80km-es DCI-ben a 100G ZR4 jelentős költség- és teljesítményelőnyökkel rendelkezik a koherens megoldásokhoz képest, és a 100G PAM4 DWDM megoldásokhoz képest feleslegessé teszi redundáns és összetett berendezések telepítését a pont-pont optikai átvitel eléréséhez, így a 100G A QSFP28 ZR4 a legelőnyösebb a hosszú távú DCI alkalmazásokban.
