A medida que el desarrollo de 100G Ethernet se convierte en una tendencia, la demanda de módulos ópticos de 100G aumenta y, en la actualidad, los módulos ópticos de 100G representan una parte significativa del costo de construcción de la red. Han surgido tres soluciones en el espacio DCI de 100G y 80 km, a saber, 100G coherente, 100G PAM4 DWDM y 100G QSFP28 ZR4.
100G QSFP28 ZR4 Introducción
El módulo óptico 100G QSFP28 ZR4 se utiliza para conectar conmutadores, enrutadores, dispositivos de transmisión, etc. en centros de datos y en distancias de hasta 80 km en fibra monomodo.
El módulo óptico 100G QSFP28 ZR4 cumple totalmente con el estándar de la industria QSFP28 y el MSA asociado, como se describe en el último SFF-8665/8636, y está disponible con diagnóstico digital a través de la interfaz I2C. También cumple con las especificaciones relacionadas con IEEE 802.3 100GBASE-ZR4. Además, el módulo admite la velocidad en baudios estándar KR4 FEC (Corrección de errores hacia adelante), que ayudará a detectar y corregir códigos de error en el lado de recepción y mejorar la calidad general del enlace.
Arquitectura 100G QSFP28 ZR4
100G QSFP28 ZR4 En el lado del transmisor, el CDR recupera cuatro canales de datos en serie (NRZ) y los pasa a cuatro controladores de láser que controlan cuatro láseres con longitudes de onda centrales de 1296nm, 1300nm, 1305nm y 1309nm respectivamente. La señal óptica se multiplexa a una fibra monomodo a través de un conector LC estándar. En el extremo receptor, las señales ópticas de los cuatro canales son amplificadas por SOA y luego demultiplexadas por un demultiplexor óptico integrado. Cada señal óptica es recuperada por un detector PIN y luego pasa a través de un amplificador de transimpedancia y CDR a un controlador de salida compatible con CAUI-4, como se muestra en la Figura 1.
Comparación de soluciones DCI de 100G y 80 km
La conectividad metropolitana y DCI se refieren a centros de datos muy grandes y conmutadores de red grandes conectados dentro de las ciudades que requieren muchas conexiones de alto ancho de banda a velocidades de datos de más de 100 G, lo que requiere módulos ópticos que simplifiquen las operaciones, reduzcan el espacio, el costo y el consumo de energía.
100G coherente
Tradicionalmente, los proveedores de conmutadores han utilizado módulos ópticos coherentes CFP/CFP2 en sus equipos DCI. La tecnología coherente se utiliza normalmente para la transmisión óptica metropolitana de larga distancia utilizando técnicas de modulación más avanzadas, como QPSK, 8QAM o 16QAM, que pueden duplicar, triplicar o cuadriplicar la tasa de bits. Sin embargo, dicha modulación requiere una técnica avanzada de detección coherente en el lado del receptor y DSP para corregir la dispersión. Si bien el costo por bit sigue siendo una preocupación, los costos de los componentes son altos y los módulos ópticos requieren presupuestos de espacio y energía suficientes y solo están disponibles en paquetes conectables CFP y CFP2. Por supuesto, es posible insertar módulos coherentes en placas de conmutador/enrutador para escenarios IPoDWDM. Sin embargo, el alto consumo de energía y el gran tamaño de los módulos CFP/CFP2 requieren tarjetas de línea dedicadas.
100G PAM4 DWDM
El último desarrollo de 100G QSFP28 PAM4 DWDM ofrece otra opción. Sin embargo, PAM4 requiere el uso de sistemas de amplificación y compensación de dispersión en el enlace óptico cuando la distancia de transmisión es mayor a 5 km, lo que resulta en mayores costos de extremo a extremo. Los operadores de DCI necesitan implementar Mux/Demux, EDFA y DCM que pueden no existir en la red actual. y esta solución no es compatible con Mux/Demux de 50 GHz.
100G QSFP28 ZR4
El QSFP28 ZR4 supera las deficiencias de ambas soluciones con el 100G ZR4 QSFP28, que tiene un costo optimizado para admitir Ethernet 100G hasta 80 km. El QSFP28 ZR4, en un paquete QSFP28, es de tamaño pequeño y bajo consumo de energía, lo que proporciona una solución punto a punto en el centro de datos sin necesidad de implementar interfaces CFP/CFP2 heredadas. y puede operar sobre enlaces punto a punto de hasta 80 km de largo sin necesidad de amplificación óptica y compensación de dispersión. Esta es una verdadera solución plug-and-play. Como se muestra en la Figura 3 a continuación.
Resumen
En resumen, en 100G 80km DCI, 100G ZR4 tiene importantes ventajas de costo y potencia sobre las soluciones coherentes y, en comparación con las soluciones 100G PAM4 DWDM, elimina la necesidad de implementar equipos redundantes y complejos para lograr una transmisión óptica punto a punto, por lo que 100G QSFP28 ZR4 es el más preferido en aplicaciones DCI de larga distancia.
