100G 이더넷의 개발이 트렌드가 됨에 따라 100G 광 모듈에 대한 수요가 증가하고 있으며 오늘날 100G 광 모듈은 네트워크 구축 비용의 상당 부분을 차지합니다. 100G 80km DCI 공간에서 3가지 솔루션, 즉 100G 코히런트, 100G PAM4 DWDM 및 100G QSFP28 ZR4가 등장했습니다.
100G QSFP28 ZR4 소개
100G QSFP28 ZR4 광 모듈은 데이터 센터의 스위치, 라우터, 전송 장치 등을 연결하는 데 사용되며 단일 모드 광섬유에서 최대 80km 거리에 있습니다.
100G QSFP28 ZR4 광학 모듈은 최신 SFF-8665/8636에 설명된 대로 QSFP28 산업 표준 및 관련 MSA를 완벽하게 준수하며 I2C 인터페이스를 통한 디지털 진단과 함께 사용할 수 있습니다. 또한 IEEE 802.{8}}GBASE-ZR4 관련 사양을 준수합니다. 또한 이 모듈은 표준 KR4 FEC(순방향 오류 수정) 전송 속도를 지원하므로 수신 측의 오류 코드를 감지 및 수정하고 링크의 전반적인 품질을 개선하는 데 도움이 됩니다.
100G QSFP28 ZR4 아키텍처
100G QSFP28 ZR4 송신기 측에서 4개의 직렬 데이터(NRZ) 채널이 CDR에 의해 복구되고 각각 1296nm, 1300nm, 1305nm 및 1309nm의 중심 파장을 갖는 4개의 레이저를 제어하는 4개의 레이저 드라이버로 전달됩니다. 광 신호는 표준 LC 커넥터를 통해 단일 모드 광섬유로 다중화됩니다. 수신단에서 4개 채널의 광 신호는 SOA에 의해 증폭된 다음 통합된 광 역다중화기에 의해 역다중화됩니다. 각 광 신호는 PIN 감지기에 의해 복구된 다음 그림 1과 같이 트랜스임피던스 증폭기와 CDR을 통해 CAUI{8}} 호환 출력 드라이버로 전달됩니다.
100G 80km DCI 솔루션 비교
메트로 연결 및 DCI는 100G 및 데이터 속도에서 많은 고대역폭 연결이 필요하고 운영을 단순화하고 공간, 비용 및 전력 소비를 줄이는 광 모듈이 필요한 도시 내에서 연결된 초대형 데이터 센터 및 대형 네트워크 스위치를 나타냅니다.
100G 코히런트
전통적으로 스위치 공급업체는 DCI 장비에 CFP/CFP2 코히어런트 광 모듈을 사용했습니다. 코히런트 기술은 일반적으로 비트 전송률을 2배, 3배 또는 4배 높일 수 있는 QPSK, 8QAM 또는 16QAM과 같은 고급 변조 기술을 사용하는 장거리 메트로 광 전송에 사용됩니다. 그러나 이러한 변조에는 수신기 측에서 일관된 검출의 고급 기술과 분산을 보정하기 위한 DSP가 필요합니다. 비트당 비용은 여전히 문제이지만 구성 요소 비용은 높고 광학 모듈에는 공간과 충분한 전력 예산이 필요하며 CFP 및 CFP2 플러그형 패키지에서만 사용할 수 있습니다. 물론 IPoDWDM 시나리오를 위해 코히어런트 모듈을 스위치/라우터 보드에 삽입하는 것이 가능합니다. 그러나 CFP/CFP2 모듈의 높은 소비 전력과 큰 크기에는 전용 라인 카드가 필요합니다.
100G PAM4 DWDM
100G QSFP28 PAM4 DWDM의 최신 개발은 또 다른 옵션을 제공합니다. 그러나 PAM4는 전송 거리가 5km보다 큰 경우 광 링크에서 증폭 및 분산 보상 시스템을 사용해야 하므로 종단 간 비용이 더 많이 듭니다. DCI 운영자는 현재 네트워크에 없을 수도 있는 Mux/Demux, EDFA 및 DCM을 배포해야 합니다. 이 솔루션은 50GHz Mux/Demux와 호환되지 않습니다.
100G QSFP28 ZR4
QSFP28 ZR4는 최대 80km까지 100G 이더넷을 지원하도록 비용 최적화된 100G ZR4 QSFP28로 이 두 솔루션의 단점을 극복합니다. QSFP28 패키지의 QSFP28 ZR4는 크기가 작고 전력 소비가 낮아 레거시 CFP/CFP2 인터페이스를 배포할 필요 없이 데이터 센터에 지점 간 솔루션을 제공합니다. 광 증폭 및 분산 보상 없이 최대 80km 길이의 지점 간 링크에서 작동할 수 있습니다. 이것은 진정한 플러그 앤 플레이 솔루션입니다. 아래 그림 3과 같습니다.
요약
요약하면, 100G 80km DCI에서 100G ZR4는 코히어런트 솔루션에 비해 상당한 비용 및 전력 이점이 있으며 100G PAM4 DWDM 솔루션과 비교하여 점대점 광 전송을 달성하기 위해 중복되고 복잡한 장비를 배치할 필요가 없으므로 100G QSFP28 ZR4는 장거리 DCI 애플리케이션에서 가장 선호됩니다.
