光モジュールは高速・統合に向けて開発を進めております。テレコムとデータセンターは、主に 2 つのアプリケーション シナリオです。光モジュールは10Gb / s、25Gb / sに分類することができます 50GB/s、100GB/s、400Gb/s等速度に応じて、SFP+、SFP28、QSFP 28、CFP2、QSFP-DD、OSFP等に分けることができ、伝送距離に応じて100m、500m、2km、10km、40kmに分けることができます。変調フォーマットによれば、NRZ強度変調、pam4強度変調、DP-QPSK/NQAM位相変調に分けることができる WDMがサポートされているかどうかに応じて、グレーライトとカラーライトに分けることができます。異なる作業温度に応じて、それは商業グレードと工業グレードに分けることができます。
通信とデータセンターは、光モジュールの2つの主要なアプリケーションシナリオであり、光モジュール技術の開発を高速化し、より高い統合に促進します。モバイル通信フォワードネットワークでは、光モジュールは10Gb / sサポート4G CPRIインターフェイスから25Gb / sサポート5G ecpriインターフェイスに進化しています。中型バック伝送ネットワークの光モジュールは、50GB / s、100GB / sから200GB / sおよび400Gb / sに進化しています。データセンターの従来の3層スイッチングアーキテクチャでは、光モジュールレートは25 / 50 / 100 / 200 / 400Gbpsに進化しています。新しい2層スイッチングアーキテクチャでは、光モジュールレートは800Gb / sに進化しています。近年、帯域幅要件と光学モジュール技術の急速な発展に伴い、国内外での光電界面とパッケージ形態の標準化が同時に進められています。
800Gbase-r 仕様は、800G ネットワークの基本層を定義しており、データセンターの要件を満たすためにパフォーマンスが再び倍増すると予想されます。ネットワークの基本層へのaDDitionでは、800Gプラグ可能なMSAチームは、2019年9月にデータセンターアプリケーション用pam-4変調技術に基づく800 Gbpsイーサネット伝送仕様を発表しました。
800G SR8:シングルモードファイバ上で60〜100メートルを伝送できる短距離伝送アプリケーション用のコスト効率の高い8x100Gモジュール。
800G FR4:4x200G光モジュールは、新しいFEC機能をサポートする必要があります。
さらに、プラグ可能な光モジュール、QSFP112-DDおよびOSFP 32パッケージングタイプも仕様に採用され、プラグ可能な光モジュールは800Gデータセンターおよびオペレータにとって理想的な選択肢です。
最初の 800G QDFP デュアル密度プラグ可能光モジュール標準は、800G 光モジュール QSFP-DD800 のサイズを定義します。光モジュールは8つの高速チャンネルをサポートでき、各チャンネル速度は100G / sであり、QSFP-DD、QSFP +、QSFP28、QSFP56および他の光モジュールと互換性があり、800Gイーサネット導入においてネットワークオペレータに大きな利便性と利点を提供することが報告されています。
8 × 100Gソリューション
800G SR シナリオの要件
短距離アプリケーションのシナリオでは、コストが注目の対象であり、この種類のモジュールは、主に超大規模データセンターのオペレータによって選択されます。MSAの目標は、SRシナリオ用の低コスト8×100Gモジュールを開発し、60-100mの最高のポイントをカバーすることです。MSA は、100G pam4 に基づくシングルモードファイバ相互接続用の低コスト PMD 仕様を定義します。また、低遅延のSRアプリケーションでは、エラー訂正を実現するために、800G MSA光モジュールでKP4 FECを使用します。その他の DSP アルゴリズムには、単純なクロック回復とイコライゼーションも含まれます。最後に、MSA は psm8 モジュールにコネクタを割り当て、8x100G にファンアウトできます。
8 × 100G の技術的実現可能性計画
400G-sr8から800G-SR8への進化では、単一のチャネル100Gレートは、マルチモードファイバ(MMF)に基づくソリューションを制限する可能性があります。IEEEで使用される理論モデルによれば、ボーレートが50Gと高い場合、MMFがサポートできる伝送距離は50m以下であると推定できます。制限要因は、VCSEL の変調帯域幅と MMF のインター モード分散です。デバイス、ファイバメディア、拡張DSPアルゴリズムを最適化することで、100mの伝送は、より高いコスト、より高い遅延、およびより大きな電力消費を犠牲にして実現することができます。そのため、MSAプラグ可能な800G光モジュールワーキンググループは、800G-SR8シーン相互接続を実現するためにシングルモード伝送技術を使用することを推奨しています。
4 × 200G FRソリューション
800G FR需要分析
シングルチャンネル200G pam4技術は、光強度変調と直接検出相互接続の次の主要な技術的ステップです。今後は4チャンネル800G接続の基盤となり、1.6tb/s相互接続の基本コンポーネントとなる。MSA は、112G 電気入力信号の KP4 FEC 上のパッケージとして、新しい低電力、低遅延 FEC スキームを含む完全な PMD といくつかの PMA 層を定義し、ネット 符号化ゲイン (NCG) モデムを改善します。業界アライアンスの主な目的の1つは、デジタルからアナログコンバータ、アナログ-デジタル/DAコンバータを含む、送信機および受信機コンポーネント用の新しいブロードバンド電気および光アナログコンポーネントを開発することです。プラグ可能モジュールの厳しい消費電力要件を満たすために、CMOS技術ではnm数の低いDSPチップを設計し、低電力信号処理アルゴリズムを使用してチャネル均等化を実現します。
4×200Gスキームの技術的実現可能性
また、LAN WDMではTecの温度制御が必要であり、単一チャネル200G方式では温度制御が期待されていないので、cwdm4に基づいて消費電力を分析します。リンク挿入損失、マルチパス干渉(MPI)、差動グループ遅延(DGD)、送信機分散損失(TDP)は、リンク電力消費に寄与します。IEEE規格が公表したモデルによれば、MPIとDGD損失の計算を表4に示す。単一チャネルにおけるボーレート200Gの増加を考えると、分散損失は100Gよりも大きくなると予想されます。トランスミッタ分散損失(TDP)の合理的な提案は3.9 dbです。したがって、受信機のエージングと残留結合損失、ならびに送信機の代表的な送信光パワー値を考慮すると、受信感度は約5DBMでなければならないと考えています。
800G DR のソリューション
800 DR シナリオでは、4 つのパスが考えられます。まず、800G MSAで定義された800G SR8ソリューションは、カバレッジを500mに拡張するように定義できます。並列ファイバ溶液は、より多くのファイバチャネルを必要とするため、この場合の主な考慮事項は、繊維の500mまでのコストです。第2に、2x400G cwdm4ソリューションは、利用可能なFR4ソリューションを使用して送信機と受信機のペアを倍増します。このソリューションは、ファイバリソースとテクノロジーの成熟度のバランスのようです。ただし、消費電力とモジュールコストが主な制限事項です。第3に、次世代のシングルチャネル200Gソリューションがこの状況をカバーする可能性があります。このソリューションは、コストと消費電力が最小の4組の送信機と受信機と考えられています。ソリューションの利用可能な時間については、それはまだ実現可能性調査と産業成熟度の考慮が必要です。要約すると、DR の使用例に対していくつかのソリューションについて説明します。MSA は、技術の開発を追跡し、将来的にこのアプリケーションの推奨事項を行います。
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