Progression et tendance au développement de la norme du module optique côté client

Apr 23, 2020

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Au cours des deux dernières décennies, la technologie Ethernet a été largement utilisée dans le parc d'affaires, le haut débit à domicile, le contrôle industriel, la surveillance de la sécurité et d'autres domaines, l'avenir plus de bande passante, le délai plus court de la technologie Ethernet pénétreront davantage la fabrication intelligente, la ville intelligente, pilote automatique, 5 relèvement G, cloud computing, centre de données, comme une scène, peuvent affecter notre vie tout le temps.


Ethernet gagne également en vitesse pour les nouvelles applications, passant de 10 M et 10 0M initialement à 400 G récemment standardisé. Répondant à la nécessité pour les centres de données de doubler leur capacité de commutation tous les deux ans, en 2018, l'alliance Ethernet a clairement indiqué que la prochaine génération de tarifs Ethernet, 800 G et {{5} }. 6 t sera disponible dans les prochaines années.


Afin de prendre en charge le débit d'interface correspondant, la technologie de module optique correspondante doit être réglementée. Les spécifications actuelles de l'interface Ethernet correspondent au débit du module optique, à la distance de transmission et à l'interface électrique. Actuellement, les normes incomplètes sont principalement axées sur 25 G / 50 G EPON, 100 G FR / LR, 400 G FR 4 / lr {{ 4}} - 6 et 100 G / 4 00G 80 km ZR. Différentes spécifications différentes PMD à distance différente, en fait la technologie du module optique correspond à peu près au laser / modulateur, VCSEL à usage général de multimode, à longue distance utilise généralement EML, ZR peut avoir besoin d'utiliser une modulation IQ cohérente, évidemment avec l'augmentation de la distance de transmission , la technique de modulation est de plus en plus complexe, signifie également que le coût est de plus en plus élevé.


Parmi ces normes, la modulation 50 G PAM 4 est la clé, devenant la base des normes d'interface 50 G à 400 G.


En ce qui concerne les normes d'interface optique 80 km récemment concentrées pour les applications DCI et CATV, l'IEEE a créé le groupe de travail 80 2. 3 ct dès novembre {{{{{1 {{26 }}}}}} pour démarrer la formulation standard. Le DCI est de {{{{{}}}}} G / {{5}} km, et le CATV est de 100 G / {{5}} km. Dans ces deux applications ZR, l'industrie actuelle estime que seule la technologie de cohérence numérique peut atteindre le niveau de 80 km de transmission à grande vitesse, et doit également utiliser le WDM pour améliorer la capacité d'une fibre unique. En outre, en ce qui concerne FR / LR, une norme d'interface au niveau {{{10}} km / 10 km, IEEE 80 2. {{1 3}} cu lancée 100 GBASE FR / LR et {{4}} GBASE FR 4 / LR 4 en mars dernier. L'objectif de cette série de normes est l'introduction de la modulation 100 G PAM 4 et des grilles de longueur d'onde multiplexées CWDM. Comparé à 50 G PAM 4, le taux d'ondes unique plus élevé a l'avantage de réduire le nombre de dispositifs émetteurs-récepteurs et de réduire le coût. Étant donné que les longueurs d'onde CWDM sont espacées de {{{10}} 0 nm, les lasers non refroidis sont autorisés, ce qui réduit encore les coûts. De toute évidence, l'introduction de la technologie G 100 monocanal est bénéfique pour la mise en œuvre de modules optiques à haute vitesse afin de réduire les coûts et d'améliorer efficacement la fabricabilité (moins de canaux, les modules optiques sont plus faciles à faire). De plus, les groupes de travail 80 2. {{1 3}} bs et CD ont également adopté le schéma d'attribution des longueurs d'onde LAN WDM. De toute évidence, l'intervalle de longueur d'onde du LAN WDM n'est que de 80 0 GHz (4. 5 nm), il doit donc utiliser TEC pour contrôler le décalage de longueur d'onde. Cependant, il fonctionne près de la dispersion nulle de la bande O et est moins affecté par la dispersion lors de la transmission à grande vitesse. En revanche, la transmission CWDM peut être affectée par une grande dispersion, en particulier par rapport au MZM; EML a toujours l'influence du gazouillis, ce qui peut être un défi pour {{{4}} GBASE LR. 80 2. 3 pense également que cela {{4} } G ne peut prendre en charge que 6 km, à savoir {{4}} bbase-lr 4 - 6. Cependant, pour le groupe de travail 100 G / lamda MSA, ils ont adopté différentes longueurs d'onde pour résoudre le problème de dispersion, donc MSA a défini les {{{4}} gbase-lr 4 - 6 et {{4}} gbase-lr 4 - 10 spécifications.


Pour les 800 interfaces optiques G, deux groupes de travail MSA ont été établis dans 2019, l'un qsfp-dd 800 MSA et l'autre 800 MS Pluggable MSA. Dans le nouveau livre blanc 800 G Pluggable, il est considéré que le canal unique {{6}} G PAM 4 peut être utilisé pour obtenir 800 G SR, et un seul canal {{6}} G ou 200 G peut être utilisé pour réaliser des scénarios DR et FR. Pour les 1. 6 t suivants, un seul canal 200 G Peut être requis. Pour les applications LR / ER / ZR et d'autres applications 800 G longue distance, la technologie de cohérence numérique sera un choix plus approprié.


À l'heure actuelle, dans l'interface avec des taux inférieurs à 400 G, le canal unique 50 G PAM 4 et 100 G PAM 4 sont les modes de modulation traditionnels, tandis que pour des tarifs supérieurs à 800 G, monocanal 200 G PAM 4 et même une technologie cohérente dominera probablement, peut-être trois ou quatre ans, cette demande émergera.


Globalement, IEEE 802. 3 définit uniquement les performances photoélectriques globales de l'émetteur et du récepteur optiques. Des paramètres spécifiques tels que la taille mécanique, la définition du code PIN, la définition de l'interface de gestion, etc. sont spécifiés par le protocole multisource MSA de l'industrie {{2}} # 39; s. Actuellement, une variété de spécifications MSA pour les modules optiques enfichables à chaud sont largement utilisées. Pour 100 G, CFP / CFP 2 / CFP 4 et OSFP sont les plus populaires, tandis que pour plus de 100 G (2 00G / {{ 10}} G), l'industrie est plus encline à QSFP-DD, OSFP.


Il faut dire qu'avec la croissance rapide du trafic interne des centres de données, la capacité du commutateur, la densité des ports et le taux d'interface seront confrontés à de sérieux défis. En particulier, le routage PCB entre le port du module optique 0010010 # 39; s et la puce de commutation interne du commutateur 0010010 # 39; affectera l'intégrité du signal, et la consommation électrique du panneau 0010010 # 39 du commutateur deviendra également un goulot d'étranglement. Pour remédier à ces deux problèmes, l'industrie explore également de nouvelles opportunités pour remplacer les modules optiques enfichables actuels.


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