100Gイーサネットの開発がトレンドになるにつれて、100G光モジュールの需要が増加しており、今日、100G光モジュールはネットワーク構築コストのかなりの部分を占めています。 100G 80km DCI空間では、100Gコヒーレント、100G PAM4 DWDM、100GQSFP28ZR4の3つのソリューションが登場しました。
100GQSFP28ZR4はじめに
100G QSFP28 ZR4光モジュールは、データセンター内のスイッチ、ルーター、伝送デバイスなどを、シングルモードファイバーで最大80kmの距離にわたって接続するために使用されます。
100G QSFP28 ZR4光モジュールは、最新のSFF -8665 / 8636で説明されているQSFP28業界標準および関連するMSAに完全に準拠しており、I2Cインターフェイスを介したデジタル診断で利用できます。 また、IEEE802。3 100GBASE-ZR4関連の仕様にも準拠しています。 さらに、モジュールは標準のKR4 FEC（前方誤り訂正）ボーレートをサポートします。これは、受信側のエラーコードを検出して訂正し、リンクの全体的な品質を向上させるのに役立ちます。
100GQSFP28ZR4アーキテクチャ
100G QSFP28 ZR4送信機側では、4チャンネルのシリアルデータ（NRZ）がCDRによって復元され、中心波長がそれぞれ1296 nm、1300 nm、1305 nm、1309nmの4つのレーザーを制御する4つのレーザードライバーに渡されます。 光信号は、標準のLCコネクタを介してシングルモードファイバに多重化されます。 受信側では、4つのチャネルの光信号がSOAによって増幅され、統合された光デマルチプレクサによって逆多重化されます。 図1に示すように、各光信号はPIN検出器によって復元され、トランスインピーダンスアンプとCDRを介してCAUI-4準拠の出力ドライバに渡されます。
100G80kmDCIソリューションの比較
メトロ接続とDCIは、都市内で接続された非常に大規模なデータセンターと大規模なネットワークスイッチを指し、100Gに加えてデータレートで多くの高帯域幅接続を必要とし、操作を簡素化し、スペース、コスト、および電力消費を削減する光モジュールを必要とします。
100Gコヒーレント
従来、スイッチベンダーは、DCI機器でCFP/CFP2コヒーレント光モジュールを使用していました。 コヒーレント技術は通常、ビットレートを2倍、3倍、または4倍にすることができるQPSK、8QAM、16QAMなどのより高度な変調技術を使用した長距離メトロ光伝送に使用されます。 ただし、このような変調には、分散を補正するために、受信機側とDSPでのコヒーレント検出の高度な技術が必要です。 ビットあたりのコストは依然として懸念事項ですが、コンポーネントのコストは高く、光モジュールにはスペースと十分な電力バジェットが必要であり、CFPおよびCFP2プラガブルパッケージでのみ使用できます。 もちろん、IPoDWDMシナリオのスイッチ/ルーターボードにコヒーレントモジュールを挿入することは可能です。 ただし、CFP / CFP2モジュールの消費電力が大きく、サイズが大きい場合は、専用のラインカードが必要です。
100G PAM4 DWDM
100G QSFP28 PAM4 DWDMの最新の開発は、別のオプションを提供します。 ただし、PAM4では、伝送距離が5 kmを超える場合、光リンクで増幅および分散補償システムを使用する必要があるため、エンドツーエンドのコストが高くなります。 DCIオペレーターは、現在のネットワークに存在しない可能性のあるMux / Demux、EDFA、およびDCMを展開する必要があります。 このソリューションは50GHzMux/Demuxと互換性がありません。
100G QSFP28 ZR4
QSFP28 ZR4は、最大80kmの100Gイーサネットをサポートするようにコストが最適化された100GZR4 QSFP28を使用して、これら両方のソリューションの欠点を克服します。 QSFP28パッケージのQSFP28ZR4は、サイズが小さく、消費電力が少ないため、レガシーCFP/CFP2インターフェイスを展開する必要なしにデータセンターでポイントツーポイントソリューションを提供します。 また、光増幅や分散補償を必要とせずに、最大80kmのポイントツーポイントリンクで動作できます。 これは真のプラグアンドプレイソリューションです。 下の図3に示すように。
概要
要約すると、100G 80km DCIでは、100G ZR4はコヒーレントソリューションに比べてコストと電力に大きな利点があり、100G PAM4 DWDMソリューションと比較して、ポイントツーポイント光伝送を実現するために冗長で複雑な機器を導入する必要がないため、100G QSFP28 ZR4は、長距離DCIアプリケーションで最も推奨されます。
