Khi sự phát triển của Ethernet 100G trở thành một xu hướng, nhu cầu về các mô-đun quang học 100G ngày càng tăng và ngày nay các mô-đun quang học 100G chiếm một phần đáng kể trong chi phí xây dựng mạng. Ba giải pháp đã xuất hiện trong không gian DCI 100G 80km, cụ thể là 100G mạch lạc, 100G PAM4 DWDM và 100G QSFP28 ZR4.
Giới thiệu QSFP28 ZR4 100G
Mô-đun quang học 100G QSFP28 ZR4 được sử dụng để kết nối các thiết bị chuyển mạch, bộ định tuyến, thiết bị truyền dẫn, v.v. trong các trung tâm dữ liệu và trên khoảng cách lên đến 80km trên sợi đơn chế độ.
Mô-đun quang học 100G QSFP28 ZR4 hoàn toàn tuân thủ tiêu chuẩn công nghiệp QSFP28 và MSA liên quan như được mô tả trong SFF-8665/8636 mới nhất và có sẵn với chẩn đoán kỹ thuật số thông qua giao diện I2C. Nó cũng tuân thủ các thông số kỹ thuật liên quan đến IEEE 802.3 100GBASE-ZR4. Ngoài ra, mô-đun hỗ trợ tỷ lệ baud KR4 FEC (Forward Error Correction) tiêu chuẩn, sẽ giúp phát hiện và sửa mã lỗi ở phía nhận và cải thiện chất lượng tổng thể của liên kết.
Kiến trúc 100G QSFP28 ZR4
100G QSFP28 ZR4 Ở phía máy phát, bốn kênh dữ liệu nối tiếp (NRZ) được CDR thu hồi và chuyển cho bốn trình điều khiển laser điều khiển bốn laser với bước sóng trung tâm lần lượt là 1296nm, 1300nm, 1305nm và 1309nm. Tín hiệu quang được ghép nối với sợi một chế độ thông qua đầu nối LC tiêu chuẩn. Ở đầu nhận, các tín hiệu quang học của bốn kênh được khuếch đại bởi SOA và sau đó bị xáo trộn bởi một demultiplexer quang học tích hợp. Mỗi tín hiệu quang học được phục hồi bởi một máy dò PIN và sau đó đi qua một bộ khuếch đại transimpedance và CDR đến một trình điều khiển đầu ra tuân thủ CAUI-4, như được hiển thị trong Hình 1.
So sánh giải pháp DCI 100G 80km
Kết nối metro và DCI đề cập đến các trung tâm dữ liệu rất lớn và các thiết bị chuyển mạch mạng lớn được kết nối trong các thành phố đòi hỏi nhiều kết nối băng thông cao với tốc độ dữ liệu 100G +, yêu cầu các mô-đun quang học đơn giản hóa hoạt động, giảm không gian, chi phí và tiêu thụ điện năng.
Mạch lạc 100g
Theo truyền thống, các nhà cung cấp chuyển mạch đã sử dụng các mô-đun quang học mạch lạc CFP / CFP2 trong thiết bị DCI của họ. Công nghệ mạch lạc thường được sử dụng để truyền quang metro đường dài bằng cách sử dụng các kỹ thuật điều chế tiên tiến hơn như QPSK, 8QAM hoặc 16QAM, có thể tăng gấp đôi, gấp ba hoặc bốn lần tốc độ bit. Tuy nhiên, điều chế như vậy đòi hỏi một kỹ thuật tiên tiến phát hiện mạch lạc ở phía người nhận và DSP để điều chỉnh để phân tán. Trong khi chi phí cho mỗi bit vẫn là một mối quan tâm, chi phí thành phần cao, và các mô-đun quang học đòi hỏi không gian và ngân sách năng lượng đủ và chỉ có sẵn trên các gói CFP và CFP2 có thể cắm. Tất nhiên, có thể chèn các mô-đun mạch lạc vào bảng chuyển đổi / bộ định tuyến cho các kịch bản IPoDWDM. Tuy nhiên, mức tiêu thụ điện năng cao và kích thước lớn của các mô-đun CFP / CFP2 đòi hỏi thẻ dòng chuyên dụng.
100G PAM4 DWDM
Sự phát triển mới nhất của 100G QSFP28 PAM4 DWDM cung cấp một lựa chọn khác. Tuy nhiên, PAM4 yêu cầu sử dụng hệ thống bù khuếch đại và phân tán trên liên kết quang học khi khoảng cách truyền lớn hơn 5km, dẫn đến chi phí đầu cuối cao hơn. Các nhà khai thác DCI cần triển khai Mux / Demux, EDFA và có thể không tồn tại trong mạng hiện tại. và giải pháp này không tương thích với Mux / Demux 50GHz.
100G QSFP28 ZR4
QSFP28 ZR4 khắc phục những thiếu sót của cả hai giải pháp này với 100G ZR4 QSFP28, được tối ưu hóa chi phí để hỗ trợ Ethernet 100G lên đến 80 km. QSFP28 ZR4, trong gói QSFP28, có kích thước nhỏ và mức tiêu thụ điện năng thấp, cung cấp giải pháp điểm-điểm trong trung tâm dữ liệu mà không cần triển khai các giao diện CFP / CFP2 cũ. và có thể hoạt động trên các liên kết điểm-điểm dài tới 80km mà không cần khuếch đại quang học và bù phân tán. Đây là một giải pháp plug-and-play thực sự. Như trong hình 3 dưới đây.
Tóm tắt
Tóm lại, trong 100G 80km DCI, 100G ZR4 có lợi thế đáng kể về chi phí và sức mạnh so với các giải pháp mạch lạc, và so với các giải pháp 100G PAM4 DWDM, nó loại bỏ sự cần thiết phải triển khai các thiết bị dư thừa và phức tạp để đạt được truyền dẫn quang học điểm đến điểm, vì vậy 100G QSFP28 ZR4 được ưa thích nhất trong các ứng dụng DCI đường dài.
