QSFP28 ZR4 — лучший выбор для дальней передачи 100G

В связи с более высоким спросом людей на пропускную способность сети 100G быстро развиваются. Для удовлетворения требований к передаче на большие расстояния 100G было разработано множество решений: серия 4x25G NRZ, серия 100G PAM4 и когерентная серия.

Технология 4*25G NRZ является в настоящее время самым популярным оптическим приемопередатчиком 100G, состоящим из четырех групп передатчиков и приемников. Чтобы удовлетворить требования дальней передачи и сэкономить ресурсы оптического волокна, технология мультиплексирования с разделением по длине волны обычно используется для мультиплексирования с разделением по длине волны четырех оптических сигналов в одно оптическое волокно для передачи. Существует множество типов оптических модулей 4x25G NRZ, среди которых дальнемагистральные включают LR4 (10 км)/ER4 (40 км)/ZR4 (80 км).

После многих лет исследований и разработок и оптимизации FiberMall может предоставить более разнообразные варианты, чем стандартные, включая 100G QSFP28 LR4 / ER4 Lite / ER4 / eER4 и 100G QSFP28 ZR4 (широко используемые в центрах обработки данных), а также 100G CFP LR4, 100G. CFP2 LR4/ER4 и 100G CFP4 LR4 (широко используются в оптических транспортных сетях).

Среди них оптический модуль 100G QSFP28 ZR4 в основном используется для коммутаторов, маршрутизаторов и соединений на большие расстояния в центрах обработки данных. Он использует 4-канальную технологию мультиплексирования с разделением по длине волны 28G NRZ (LWDM4) и является 4-канальным полнодуплексным приемопередатчиком. Он в основном используется в 100G Ethernet, центрах обработки данных, телекоммуникациях и других сценариях.

Что касается характеристик продукта, оптический модуль 100G QSFP28 ZR4 использует форм-фактор QSFP28 с возможностью горячей замены, рабочая температура составляет 0–70 °C, а максимальная скорость может достигать 103.125 Гбит/с (4x25G NRZ). При включении FEC в системе дальность передачи по паре одномодовых волокон может достигать 90 км.

С точки зрения структуры, в передатчике четырехканальные последовательные данные (NRZ) восстанавливаются с помощью CDR и доставляются к четырем лазерным драйверам, которые управляют четырьмя лазерами с центральными длинами волн 1296 нм, 1300 нм, 1305 нм и 1309 нм. Оптические сигналы мультиплексируются в одномодовое волокно через стандартные разъемы LC. На приемном конце оптические сигналы четырех каналов усиливаются SOA, а затем оптические сигналы демультиплексируются встроенным оптическим демультиплексором. Каждый оптический сигнал восстанавливается детектором PIN, а затем передается через TIA и CDR на выходной драйвер, совместимый с CAUI-4, как показано:

Между тем, FiberMall продолжает преодолевать трудности, проводить углубленные исследования технологии PAM4 и разрабатывать различные одноволновые оптические модули 100G. Недавно были запущены дальнемагистральные 100G QSFP28 LR1 и 100G QSFP28 ER1, которые заполнили технический пробел FiberMall в области одиночной волны 100G. Недавно выпущенные три одноволновых продукта могут заменить 100GBASE-LR4/ER4 Lite и стать новым вариантом для дальней передачи 100G в центрах обработки данных.

Когерентная технология является ключевой технологией в области сверхдальней высокоскоростной оптической связи, временно незаменимой в области сверхдальней передачи, превышающей 90 км. FiberMall добился прорыва в области когерентной оптической связи с 2018 года, и как 100G CFP DCO, так и 100G CFP2 ДКО оптические модули производятся серийно.

Как используются эти оптические модули дальней связи 100G? Все упомянутые выше оптические модули дальней передачи 100G от FiberMall могут быть применены к городскому DCI, которые могут взаимодействовать друг с другом, обмениваться данными и содержимым и обеспечивать резервное резервирование для двух или более центров обработки данных. Из-за требований центров обработки данных к высокой плотности и малой мощности, QSFP28 оптические модули с меньшими размерами корпуса и низким энергопотреблением часто используются в центрах обработки данных, а затем осуществляется конкретный выбор в соответствии с потребностями расстояния передачи.

100G QSFP28	Расстояние передачи	Скорость обслуживания	Скорость оптического порта	Скорость электрического порта	Потребляемая мощность
LR4	10/ 20км	100ГЭ/ОТУ4	4x25G/28G НРЗ	4x25G/28G НРЗ
ER4 Лайт	30/ 40км	100ГЭ/ОТУ4	4x25G/28G НРЗ	4x25G/28G НРЗ	<3.8W
ER4	40km	100ГЭ/ОТУ4	4x25G/28G НРЗ	4x25G/28G НРЗ	<6W
eER4	60km	100ГЭ/ОТУ4	4x25G/28G НРЗ	4x25G/28G НРЗ	<6W
ZR4	80km	100ГЭ/ОТУ4	4x25G/28G НРЗ	4x25G/28G НРЗ	<6W
LR1	10/ 20км	100GE	1x100G ПАМ4	4x25G НРЗ	<4W
ER1	30/ 40км	100GE	1x100G ПАМ4	4x25G НРЗ	<4W

Таблица параметров оптического модуля 100G QSFP28 компании FiberMall

4x25G использует решение NRZ с более зрелой технологией и более низкой стоимостью одного устройства, и его можно напрямую соединить с оптическими модулями 25G. В одноволновом оптическом модуле 100G используется модуляция 100G PAM4, которая снижает сложность и стоимость оптики за счет уменьшения количества оптических передатчиков и приемников с четырех до одного по сравнению с решением 4x25G. В то же время появление одноволновой технологии передачи 100G заложило основу для развития Ethernet 400G (4x100G). С точки зрения выбора, если это центр обработки данных 25G/100G, выберите решение 4x25G; если это центр обработки данных 100G/400G, выберите решение 100G PAM4.

Все оптические модули 4G серии 25x100G компании FiberMall отвечают требованиям двухскоростных сетей Ethernet и оптических транспортных сетей, а также требованиям более строгих сред телекоммуникационных приложений. Когда 100G адаптирован к OTU, его можно сопоставить с OTU4 или обратно мультиплексировать в OTU2/3. В соответствии с конкретной формой реализации интерфейса 100G существует несколько пар путей инкапсуляции и сопоставления.

• Последовательный сигнал 100G отображается на ODU4 (скорость 112 Гбит/с)
• Последовательный сигнал 100G обратно мультиплексируется в ODU2e, ODU2 и ODU3.
• Сигнал 100G обратно мультиплексируется в 10*10G или 4×25G

100G	Расстояние передачи	Скорость обслуживания	Скорость оптического порта	Скорость электрического порта	Потребляемая мощность
СФП LR4	10km	100ГЭ/ОТУ4	4x25G/28G НРЗ	10x10G/11G НРЗ	<9W
CFP2 LR4	10km	100ГЭ/ОТУ4	4x25G/28G НРЗ	4x25G/28G НРЗ
CFP2 ER4	40km	100ГЭ/ОТУ4	4x25G/28G НРЗ	4x25G/28G НРЗ	<9W
CFP4 LR4	10km	100ГЭ/ОТУ4	4x25G/28G НРЗ	4x25G/28G НРЗ

Таблица параметров оптического трансивера 100G CFP/CFP/CFP4 компании FiberMall

Форм-факторы CFP/CFP2/CFP4/QSFP28, в свою очередь, уменьшаются, а энергопотребление становится все ниже и ниже при том же расстоянии передачи. Клиенты могут выбрать продукты с наименьшим энергопотреблением в соответствии с требуемыми форм-факторами и дальностью передачи оборудования.

Когерентные оптические модули 100G в основном используются для оптической передачи на стороне линии в системах с разделением по длине волны 100G. По сравнению с другими линейными оптическими модулями они обладают хорошими характеристиками OSNR, чувствительностью, устойчивостью к дисперсии и устойчивостью к DGD. Технология DWDM с использованием когерентных модулей широко используется в городских сетях 100G для удовлетворения требований к высокой пропускной способности и дальней связи.

Связный ряд	Категория	100G CFP DCO	100G CFP2 ДКО
Линейная модуляция		32G бод ДП-QPSK	32G бод ДП-QPSK
ZR 80 км / 120km	Допуск OSNR	17.0 дБ/ БЕР 4Э-3	17.0 дБ/ БЕР 4Э-3
	Типичная потребляемая мощность	23W	18W
	Конфигурация FEC	HD-FEC	HD-FEC
MR 600km	Допуск OSNR	15.5 дБ/ БЕР 3Э-3	15.5 дБ/ БЕР 3Э-3
	Типичная потребляемая мощность	24W	19W
	Конфигурация FEC	HD-FEC	HD-FEC
LH 1200km	Допуск OSNR	13.0 дБ/ БЕР 2Э-2	13.0 дБ/ БЕР 2Э-2
	Типичная потребляемая мощность	31W	24W
	Конфигурация FEC	SD-FEC	SD-FEC

Таблица параметров когерентного оптического модуля 100G от FiberMall

Пакет CFP2 почти вдвое меньше пакета CFP, с меньшим энергопотреблением и более высокой стоимостью. Клиенты могут выбирать в соответствии с форм-фактором, необходимым для устройства, и собственным бюджетом. При этом FiberMall также оснащен полноценной экономичной связной подсистемой. Система отличается выдающимися характеристиками, такими как большая производительность, небольшие размеры, низкое энергопотребление, простота в эксплуатации и обслуживании. Считается, что это может предоставить больше возможностей для малых и средних центров обработки данных по всему миру.

Сравнение решений 100G:

• Согласованное решение 100G:

Традиционно поставщики коммутаторов использовали когерентные приемопередатчики CFP/CFP2 в своем оборудовании DCI. Когерентные методы обычно используются 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 эта модуляция требует передовой техники когерентного обнаружения и DSP на стороне приемника для коррекции хроматической дисперсии. Кроме того, стоимость компонентов высока, а оптические модули требуют места и достаточного бюджета мощности и доступны только в сменных корпусах CFP и CFP2. Конечно, связный модуль также может быть вставлен в плату коммутатора или маршрутизатора в сценарии IPoDWDM. Однако из-за высокого энергопотребления и большого размера модулей CFP/CFP2 требуются выделенные линейные карты.

• 100 ГБ PAM4 DWDM

Последняя разработка 100 ГБ QSFP28 PAM4 DWDM предлагает другой вариант. Однако, когда расстояние передачи превышает 5 км, PAM4 необходимо использовать систему усиления и компенсации дисперсии на оптической линии связи, что приводит к более высоким сквозным затратам. Операторам DCI необходимо развернуть Mux/Demux, EDFA и DCM, которых может не быть в текущей сети. Кроме того, это решение не совместимо с мультиплексором/демультиплексором 50 ГГц.

Решения QSFP28 PAM4 DWDM для трансиверов

• 100 г QSFP28 ZR4

100 г QSFP28 ZR4 преодолевает недостатки двух вышеупомянутых решений. Он оптимизирован по стоимости, поддерживает 100G Ethernet и может обеспечивать передачу до 80 км. QSFP28 ZR4 упакован в QSFP28 с малым размером и низким энергопотреблением, обеспечивая решение «точка-точка» в центрах обработки данных без развертывания устаревших интерфейсов CFP/CFP2 и способный работать на двухточечных каналах до 80 км без оптического кабеля. усиление и компенсация дисперсии. Это настоящее решение plug-and-play.

Решение QSFP28 ZR4

Cвывод:

Подводя итог, можно сказать, что при передаче на большие расстояния 100G QSFP100 ZR28 4G имеет значительные преимущества в стоимости и энергопотреблении по сравнению с когерентным решением. По сравнению с решением 100G PAM4 DWDM нет необходимости развертывать избыточное и сложное оборудование для обеспечения оптической передачи «точка-точка». Поэтому 100G QSFP28 ZR4 наиболее предпочтителен для передачи на большие расстояния.