Alors que le développement de l'Ethernet 100G devient une tendance, la demande de modules optiques 100G augmente, et aujourd'hui les modules optiques 100G représentent une part importante du coût de construction du réseau. Trois solutions ont émergé dans l'espace DCI 100G 80km, à savoir 100G cohérent, 100G PAM4 DWDM et 100G QSFP28 ZR4.
100G QSFP28 ZR4 Présentation
Le module optique 100G QSFP28 ZR4 est utilisé pour connecter des commutateurs, des routeurs, des dispositifs de transmission, etc. dans des centres de données et sur des distances allant jusqu'à 80 km sur fibre monomode.
Le module optique 100G QSFP28 ZR4 est entièrement conforme à la norme industrielle QSFP28 et au MSA associé, comme décrit dans le dernier SFF-8665/8636, et est disponible avec des diagnostics numériques via l'interface I2C. Il est également conforme aux spécifications liées à la norme IEEE 802.3 100GBASE-ZR4. De plus, le module prend en charge le débit en bauds standard KR4 FEC (Forward Error Correction), ce qui aidera à détecter et à corriger les codes d'erreur côté réception et à améliorer la qualité globale de la liaison.
Architecture 100G QSFP28 ZR4
100G QSFP28 ZR4 Côté émetteur, quatre canaux de données série (NRZ) sont récupérés par le CDR et transmis à quatre pilotes laser qui contrôlent quatre lasers avec des longueurs d'onde centrales de 1296 nm, 1300 nm, 1305 nm et 1309 nm respectivement. Le signal optique est multiplexé sur une fibre monomode via un connecteur LC standard. A la réception, les signaux optiques des quatre canaux sont amplifiés par SOA puis démultiplexés par un démultiplexeur optique intégré. Chaque signal optique est récupéré par un détecteur PIN, puis transmis à travers un amplificateur de transimpédance et un CDR vers un pilote de sortie compatible CAUI-4, comme illustré à la figure 1.
Comparaison des solutions DCI 100G 80 km
La connectivité métropolitaine et DCI font référence à de très grands centres de données et à de grands commutateurs réseau connectés dans les villes qui nécessitent de nombreuses connexions à large bande passante à 100G plus des débits de données, nécessitant des modules optiques qui simplifient les opérations, réduisent l'espace, les coûts et la consommation d'énergie.
100G cohérent
Traditionnellement, les fournisseurs de commutateurs utilisaient des modules optiques cohérents CFP/CFP2 dans leurs équipements DCI. La technologie cohérente est généralement utilisée pour la transmission optique métropolitaine longue distance en utilisant des techniques de modulation plus avancées telles que QPSK, 8QAM ou 16QAM, qui peuvent doubler, tripler ou quadrupler le débit binaire. Cependant, une telle modulation nécessite une technique avancée de détection cohérente côté récepteur et DSP pour corriger la dispersion. Bien que le coût par bit reste une préoccupation, les coûts des composants sont élevés et les modules optiques nécessitent de l'espace et des budgets d'alimentation suffisants et ne sont disponibles que sur les boîtiers enfichables CFP et CFP2. Bien entendu, il est possible d'insérer des modules cohérents dans les cartes switch/routeur pour les scénarios IPoDWDM. Cependant, la consommation électrique élevée et la grande taille des modules CFP/CFP2 nécessitent des cartes de ligne dédiées.
100G PAM4 DWDM
Le dernier développement de 100G QSFP28 PAM4 DWDM offre une autre option. Cependant, PAM4 nécessite l'utilisation de systèmes d'amplification et de compensation de dispersion sur la liaison optique lorsque la distance de transmission est supérieure à 5 km, ce qui entraîne des coûts de bout en bout plus élevés. Les opérateurs DCI doivent déployer Mux/Demux, EDFA et DCM qui peuvent ne pas exister dans le réseau actuel. et cette solution n'est pas compatible avec le Mux/Demux 50GHz.
100G QSFP28 ZR4
Le QSFP28 ZR4 surmonte les lacunes de ces deux solutions avec le 100G ZR4 QSFP28, dont les coûts sont optimisés pour prendre en charge l'Ethernet 100G jusqu'à 80 km. Le QSFP28 ZR4, dans un boîtier QSFP28, est de petite taille et à faible consommation d'énergie, fournissant une solution point à point dans le centre de données sans avoir besoin de déployer des interfaces CFP/CFP2 héritées. et peut fonctionner sur des liaisons point à point jusqu'à 80 km de long sans avoir besoin d'amplification optique et de compensation de dispersion. Il s'agit d'une véritable solution plug-and-play. Comme le montre la figure 3 ci-dessous.
Sommaire
En résumé, dans 100G 80 km DCI, 100G ZR4 présente des avantages significatifs en termes de coût et de puissance par rapport aux solutions cohérentes, et par rapport aux solutions 100G PAM4 DWDM, il élimine le besoin de déployer des équipements redondants et complexes pour réaliser une transmission optique point à point, donc 100G QSFP28 ZR4 est le plus préféré dans les applications DCI longue distance.
