고객 측 광학 모듈 표준의 발전 및 개발 동향

Apr 23, 2020

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지난 20 년 동안 이더넷 기술은 비즈니스 파크, 가정 광대역, 산업 제어, 보안 모니터링 및 기타 분야에서 널리 사용되어 왔으며 미래의 더 많은 대역폭, 이더넷 기술의 저속 지연은 지능형 제조, 지능형 도시, 자동 조종 장치, 5 G 베어링, 클라우드 컴퓨팅, 장면과 같은 데이터 센터는 항상 우리의 삶에 영향을 줄 수 있습니다.


이더넷은 또한 10 M 및 10 0M에서 처음에 400 G까지 표준화 된 새로운 응용 프로그램의 속도가 빨라지고 있습니다. 이더넷 연합은 데이터 센터가 2 년마다 스위치 용량을 2 배씩 늘릴 필요성에 더 부응하여 2018에서 차세대 이더넷 속도, 800 G 및 {{5} }. 6 향후 몇 년 안에는 사용할 수 없습니다.


해당 인터페이스 속도를 지원하려면 해당 광 모듈 기술을 조정해야합니다. 현재 이더넷 인터페이스 사양은 광학 모듈 속도, 전송 거리 및 전기 인터페이스에 해당합니다. 현재 불완전한 표준은 주로 25 G / 50 G EPON, 100 G FR / LR, 400 G FR 4 / lr {{ 4}}-6, 100 G / 4 00G 80 km ZR. 실제로 다른 광학 모듈 기술에 다른 PMD 사양 다른 거리는 레이저 / 변조기에 대략적으로 상응하며, 다중 모드의 일반 사용 VCSEL, 장거리 일반적으로 EML을 사용하며, ZR은 분명히 전송 거리의 증가와 함께 일관된 IQ 변조를 사용해야 할 수 있습니다 변조 기술이 점점 더 복잡 해짐에 따라 비용이 점점 높아지고 있음을 의미합니다.


이러한 표준 중 50 G PAM 4 변조가 핵심이며, 50 G에서 400 G 인터페이스 표준의 기초가되었습니다.


DCI 및 CATV 애플리케이션에 대한 최근에 초점을 맞춘 80 km 광학 인터페이스 표준에 대해 IEEE는 80 2. 3 11 월 초 {@ {{1 {{26 }}}}}} 표준 배합을 시작합니다. DCI는 {{4}} G / {{5}} km이며 CATV는 100 G / {{5}} km입니다. 이 두 ZR 애플리케이션에서 현재 업계는 디지털 코 히어 런스 기술을 통해서만 80 km 수준의 고속 전송을 달성 할 수 있으며 WDM을 사용하여 단일 파이버의 용량을 개선해야한다고 생각합니다. 또한 FR / LR과 관련하여 {{10}} km / 10 km 수준의 인터페이스 표준 인 IEEE 80 2. {{1 3}} cu 출시 100 GBASE FR / LR 및 {{4}} GBASE FR 4 / LR 4 지난 3 월. 이 표준 시리즈의 초점은 100 G PAM 4 변조 및 CWDM 다중 파장 그리드의 도입입니다. 50 G PAM 4과 비교할 때 높은 단일 파동 속도는 송수신기 장치 수를 줄이고 비용을 절감 할 수 있다는 이점이 있습니다. CWDM 파장의 간격이 {{10}} 0nm 떨어져 있기 때문에 냉각되지 않은 레이저가 허용되므로 비용이 더욱 절감됩니다. 명백히, 단일 채널 100 G 기술의 도입은 비용을 줄이고 제조 능력을 효과적으로 향상시키기 위해 고속 광학 모듈의 구현에 유리합니다 (채널이 적을수록 광학 모듈이 더 쉬움). 또한, 80 2. {{1 3}} bs 및 CD 작업 그룹도 LAN WDM 파장 할당 체계를 채택했습니다. LAN WDM의 파장 간격은 80 0GHz (4. 5 nm)이므로 파장 이동을 제어하려면 TEC를 사용해야합니다. 그러나, O- 대역의 제로 분산 근처에서 작동하며 고속 전송 중 분산의 영향을 덜받습니다. 대조적으로, CWDM 전송은 특히 MZM과 비교하여 큰 분산에 의해 영향을받을 수있다; EML은 여전히 ​​처프의 영향을 미치며 이는 {{4}} GBASE LR. 80 2. 3 에게 도전이 될 수 있습니다 {{{{}}} } G는 최대 6 km, 즉 {{4}} bbase-lr 4-6까지만 지원할 수 있습니다. 그러나 100 G / lamda MSA 워킹 그룹의 경우 분산 문제를 해결하기 위해 서로 다른 파장을 채택 했으므로 MSA는 {{4}} gbase-lr 4-6 및 {{4}} gbase-lr 4-10 사양.


800 G 광 인터페이스의 경우, 하나의 qsfp-dd 800 MSA와 다른 800 G Pluggable MSA라는 두 개의 MSA 작업 그룹이 2019에 설립되었습니다. 새로 출시 된 800 G 플러그 가능 백서에서는 단일 채널 {{6}} G PAM 4 을 사용하여 800 G SR을 달성 할 수 있으며 단일 채널 {{6}} G 또는 200 G를 사용하여 DR 및 FR 시나리오를 달성 할 수 있습니다. 후속 1. 6 t, 단일 채널 200 G가 필요할 수 있습니다. LR / ER / ZR 및 기타 장거리 800 G 애플리케이션의 경우 디지털 일관성 기술이 더 적합합니다.


현재 400 G 이하의 속도로 인터페이스에서 단일 채널 50 G PAM 4 및 100 G PAM 4 이 주류 변조 모드 인 반면 800 G, 단일 채널 200 G PAM 4 이상의 요금에 대해서는 아마도 3-4 년 정도 일관된 기술이 지배적 일 것입니다.


전반적으로 IEEE 802. 3 은 광 송신기 및 수신기의 전체 광전 성능 만 정의합니다. 기계 크기, PIN 정의, 관리 인터페이스 정의 등과 같은 특정 매개 변수는 업계 {{2}} # 39의 다중 소스 프로토콜 MSA에 의해 지정됩니다. 현재, 핫 플러그 ​​광학 모듈에 대한 다양한 MSA 사양이 널리 사용됩니다. 100 G, CFP / CFP 2 / CFP 4 및 OSFP가 가장 인기있는 반면, 100 G (2 00G / {{ 10}} G) 업계는 QSFP-DD, OSFP에 더 관심이 있습니다.


내부 데이터 센터 트래픽이 급격히 증가함에 따라 스위치 용량, 포트 밀도 및 인터페이스 속도는 심각한 문제에 직면하게 될 것입니다. 특히, 광학 모듈 0010010 # {39; 포트와 스위치 0010010 # 39; 내부 스위칭 칩 사이의 PCB 라우팅은 신호 무결성에 영향을 미치며 스위치의 전력 소비 0010010 # 39; 패널에도 병목 현상이 발생합니다. 두 가지 모두를 해결하기 위해 업계는 현재 플러그 가능한 광학 모듈을 교체 할 새로운 기회를 모색하고 있습니다.


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