نظرًا لأن تطوير 100G Ethernet أصبح اتجاهًا ، فإن الطلب على الوحدات البصرية 100G آخذ في الازدياد ، واليوم تمثل الوحدات الضوئية 100G جزءًا كبيرًا من تكلفة إنشاء الشبكة. ظهرت ثلاثة حلول في مساحة 100G 80km DCI ، وهي 100G coherent و 100G PAM4 DWDM و 100G QSFP28 ZR4.
100G QSFP28 ZR4 مقدمة
تُستخدم الوحدة الضوئية 100G QSFP28 ZR4 لتوصيل المحولات والموجهات وأجهزة النقل وما إلى ذلك في مراكز البيانات وعلى مسافات تصل إلى 80 كم على الألياف أحادية الوضع.
الوحدة البصرية 100G QSFP28 ZR4 متوافقة تمامًا مع معيار الصناعة QSFP28 وما يرتبط به من MSA كما هو موضح في أحدث إصدار من SFF -8665 / 8636 ، ومتوفر مع التشخيصات الرقمية عبر واجهة I2C. كما أنه متوافق مع المواصفات المتعلقة بـ IEEE 802. 3 100 GBASE-ZR4. بالإضافة إلى ذلك ، تدعم الوحدة معدل الباود KR4 FEC (تصحيح الخطأ الأمامي) ، والذي سيساعد في اكتشاف رموز الخطأ وتصحيحها على جانب الاستلام وتحسين الجودة الإجمالية للارتباط.
100G QSFP28 ZR4 العمارة
100G QSFP28 ZR4 على جانب جهاز الإرسال ، يتم استرداد أربع قنوات من البيانات التسلسلية (NRZ) بواسطة CDR وتمريرها إلى أربعة محركات ليزر تتحكم في أربعة أجهزة ليزر بأطوال موجية مركزية تبلغ 1296 نانومتر و 1300 نانومتر و 1305 نانومتر و 1309 نانومتر على التوالي. يتم مضاعفة الإشارة الضوئية إلى ألياف أحادية الوضع عبر موصل LC قياسي. في الطرف المستقبل ، يتم تضخيم الإشارات الضوئية للقنوات الأربع بواسطة SOA ثم يتم فك تعدد الإرسال بواسطة مزيل تعدد الإرسال البصري المدمج. يتم استرداد كل إشارة ضوئية بواسطة كاشف PIN ثم تمريرها عبر مضخم للمقاومة و CDR إلى محرك إخراج متوافق CAUI -4 ، كما هو موضح في الشكل 1.
100G 80km مقارنة حل DCI
يشير اتصال المترو و DCI إلى مراكز البيانات الكبيرة جدًا ومفاتيح الشبكة الكبيرة المتصلة داخل المدن التي تتطلب العديد من اتصالات النطاق الترددي العالي بمعدلات 100G بالإضافة إلى البيانات ، مما يتطلب وحدات بصرية تبسط العمليات وتقليل المساحة والتكلفة واستهلاك الطاقة.
100 جرام متماسك
تقليديا ، استخدم بائعو المحولات الوحدات البصرية المتماسكة CFP / CFP2 في معدات DCI الخاصة بهم. تُستخدم التكنولوجيا المتماسكة عادةً للإرسال البصري للمترو لمسافات طويلة باستخدام تقنيات تعديل أكثر تقدمًا مثل QPSK أو 8QAM أو 16QAM ، والتي يمكن أن تضاعف أو تضاعف أو تضاعف معدل البتات أربع مرات. ومع ذلك ، يتطلب مثل هذا التشكيل تقنية متقدمة للكشف المتماسك من جانب المستقبل و DSP لتصحيح التشتت. بينما تظل التكلفة لكل بت مصدر قلق ، فإن تكاليف المكونات مرتفعة ، وتتطلب الوحدات الضوئية مساحة وميزانيات طاقة كافية وهي متوفرة فقط في الحزم القابلة للتوصيل CFP و CFP2. بالطبع ، من الممكن إدخال وحدات متماسكة في لوحات التبديل / جهاز التوجيه لسيناريوهات IPoDWDM. ومع ذلك ، فإن الاستهلاك العالي للطاقة والحجم الكبير لوحدات CFP / CFP2 تتطلب بطاقات خط مخصصة.
100 جرام PAM4 DWDM
يوفر أحدث تطوير لـ 100G QSFP28 PAM4 DWDM خيارًا آخر. ومع ذلك ، يتطلب PAM4 استخدام أنظمة تعويض التضخيم والتشتت على الرابط البصري عندما تكون مسافة الإرسال أكبر من 5 كم ، مما يؤدي إلى ارتفاع التكاليف من البداية إلى النهاية. يحتاج مشغلو DCI إلى نشر Mux / Demux و EDFA و DCM التي قد لا تكون موجودة في الشبكة الحالية. وهذا الحل غير متوافق مع 50 جيجا هرتز Mux / Demux.
100 جرام QSFP28 ZR4
يتغلب QSFP28 ZR4 على أوجه القصور في كلا هذين الحلين باستخدام 100G ZR4 QSFP28 ، والذي تم تحسينه من حيث التكلفة لدعم 100G Ethernet لما يصل إلى 80 كم. QSFP28 ZR4 ، في حزمة QSFP28 ، صغير الحجم ومنخفض في استهلاك الطاقة ، مما يوفر حلاً من نقطة إلى نقطة في مركز البيانات دون الحاجة إلى نشر واجهات CFP / CFP2 القديمة. ويمكن أن تعمل على وصلات من نقطة إلى نقطة يصل طولها إلى 80 كم دون الحاجة إلى التضخيم البصري وتعويض التشتت. هذا هو حل التوصيل والتشغيل الحقيقي. كما هو موضح في الشكل 3 أدناه.
ملخص
باختصار ، في 100G 80km DCI ، تتمتع 100G ZR4 بمزايا كبيرة من حيث التكلفة والطاقة مقارنة بالحلول المتماسكة ، وبالمقارنة مع حلول 100G PAM4 DWDM ، فإنها تلغي الحاجة إلى نشر معدات زائدة عن الحاجة ومعقدة لتحقيق نقل بصري من نقطة إلى نقطة ، لذلك 100G يُفضل QSFP28 ZR4 في تطبيقات DCI طويلة المدى.
