À medida que o desenvolvimento da Ethernet 100G se torna uma tendência, a demanda por módulos ópticos de 100G está aumentando e hoje os módulos ópticos de 100G representam uma parcela significativa do custo de construção da rede. Três soluções surgiram no espaço DCI 100G 80km, ou seja, 100G coerente, 100G PAM4 DWDM e 100G QSFP28 ZR4.
100G QSFP28 ZR4 Introdução
O módulo óptico 100G QSFP28 ZR4 é usado para conectar switches, roteadores, dispositivos de transmissão, etc. em data centers e distâncias de até 80 km em fibra monomodo.
O módulo óptico 100G QSFP28 ZR4 é totalmente compatível com o padrão industrial QSFP28 e MSA associado, conforme descrito no SFF mais recente-8665/8636, e está disponível com diagnóstico digital por meio da interface I2C. Também é compatível com as especificações relacionadas ao IEEE 802.3 100GBASE-ZR4. Além disso, o módulo suporta a taxa de transmissão padrão KR4 FEC (Forward Error Correction), que ajudará a detectar e corrigir códigos de erro no lado de recepção e melhorar a qualidade geral do link.
Arquitetura 100G QSFP28 ZR4
100G QSFP28 ZR4 No lado do transmissor, quatro canais de dados seriais (NRZ) são recuperados pelo CDR e passados para quatro drivers de laser que controlam quatro lasers com comprimentos de onda centrais de 1296nm, 1300nm, 1305nm e 1309nm, respectivamente. O sinal óptico é multiplexado para uma fibra monomodo através de um conector LC padrão. Na extremidade de recepção, os sinais ópticos dos quatro canais são amplificados por SOA e depois desmultiplexados por um desmultiplexador óptico integrado. Cada sinal óptico é recuperado por um detector de PIN e, em seguida, passa por um amplificador de transimpedância e CDR para um driver de saída compatível com CAUI-4, conforme mostrado na Figura 1.
Comparação de soluções DCI 100G 80km
Conectividade metropolitana e DCI referem-se a data centers muito grandes e grandes switches de rede conectados em cidades que exigem muitas conexões de alta largura de banda a 100G mais taxas de dados, exigindo módulos ópticos que simplificam as operações, reduzem o espaço, o custo e o consumo de energia.
100G Coerente
Tradicionalmente, os fornecedores de switch usam módulos ópticos coerentes CFP/CFP2 em seus equipamentos DCI. A tecnologia coerente é normalmente usada para transmissão óptica metropolitana de longa distância usando técnicas de modulação mais avançadas, como QPSK, 8QAM ou 16QAM, que podem dobrar, triplicar ou quadruplicar a taxa de bits. No entanto, tal modulação requer uma técnica avançada de detecção coerente no lado do receptor e DSP para corrigir a dispersão. Embora o custo por bit continue sendo uma preocupação, os custos dos componentes são altos e os módulos ópticos exigem espaço e orçamentos de energia suficientes e estão disponíveis apenas em pacotes conectáveis CFP e CFP2. Claro, é possível inserir módulos coerentes em placas de switch/roteador para cenários de IPoDWDM. No entanto, o alto consumo de energia e o grande tamanho dos módulos CFP/CFP2 requerem placas de linha dedicadas.
100G PAM4 DWDM
O mais recente desenvolvimento do 100G QSFP28 PAM4 DWDM oferece outra opção. No entanto, o PAM4 exige o uso de sistemas de amplificação e compensação de dispersão no enlace óptico quando a distância de transmissão for superior a 5km, o que resulta em maiores custos de ponta a ponta. Os operadores DCI precisam implantar Mux/Demux, EDFA e DCM que podem não existir na rede atual. e esta solução não é compatível com 50GHz Mux/Demux.
100G QSFP28 ZR4
O QSFP28 ZR4 supera as deficiências de ambas as soluções com o 100G ZR4 QSFP28, com custo otimizado para suportar Ethernet 100G por até 80 km. O QSFP28 ZR4, em um pacote QSFP28, é pequeno em tamanho e baixo consumo de energia, fornecendo uma solução ponto a ponto no data center sem a necessidade de implantar interfaces CFP/CFP2 legadas. e pode operar em links ponto a ponto de até 80 km de comprimento sem a necessidade de amplificação óptica e compensação de dispersão. Esta é uma verdadeira solução plug-and-play. Conforme mostrado na Figura 3 abaixo.
Resumo
Em resumo, em 100G 80km DCI, 100G ZR4 tem vantagens significativas de custo e energia sobre soluções coerentes e, em comparação com soluções 100G PAM4 DWDM, elimina a necessidade de implantar equipamentos redundantes e complexos para obter transmissão óptica ponto a ponto, portanto, 100G O QSFP28 ZR4 é o mais preferido em aplicações DCI de longa distância.
