QSFP28 ZR4 - الخيار الأفضل لناقل الحركة لمسافات طويلة 100G

مع ارتفاع طلب الناس على النطاق الترددي ، تطورت شبكات 100G بسرعة. لتلبية متطلبات النقل لمسافات طويلة 100G ، تم إنتاج مجموعة متنوعة من الحلول: سلسلة 4x25G NRZ ، سلسلة 100G PAM4 ، وسلسلة متماسكة.

تقنية 4 * 25G NRZ هي أكثر حلول الإرسال والاستقبال الضوئية 100G شيوعًا حاليًا ، وتتكون من أربع مجموعات من أجهزة الإرسال والاستقبال. لتلبية متطلبات النقل لمسافات طويلة وتوفير موارد الألياف الضوئية ، تُستخدم تقنية تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي عادةً لتقسيم الطول الموجي لأربع إشارات بصرية في ألياف بصرية واحدة للإرسال. هناك العديد من أنواع الوحدات البصرية 4x25G NRZ ، وتشمل الوحدات طويلة المدى LR4 (10 كم) / ER4 (40 كم) / ZR4 (80 كم).

بعد سنوات من البحث والتطوير والتحسين ، يمكن أن توفر FiberMall خيارات لمسافات أطول وأكثر تنوعًا من المعيار ، بما في ذلك 100G QSFP28 LR4 / ER4 Lite / ER4 / eER4 و 100G QSFP28 ZR4 (تستخدم على نطاق واسع في مراكز البيانات) ، و 100 G CFP LR4 ، 100G CFP2 LR4 / ER4 و 100 G CFP4 LR4 (تستخدم على نطاق واسع في شبكات النقل البصري).

من بينها ، تُستخدم الوحدة البصرية 100G QSFP28 ZR4 بشكل أساسي للمفاتيح وأجهزة التوجيه ووصلات النقل لمسافات طويلة في مراكز البيانات. وهي تعتمد تقنية مضاعفة تقسيم الطول الموجي 4G NRZ ذات 28 قنوات (LWDM4) وهي جهاز إرسال واستقبال ثنائي الاتجاه رباعي القنوات. يتم استخدامه بشكل أساسي في 4G Ethernet ومراكز البيانات والاتصالات السلكية واللاسلكية وسيناريوهات أخرى.

من حيث ميزات المنتج ، تعتمد الوحدة الضوئية 100G QSFP28 ZR4 عامل شكل QSFP28 قابل للتوصيل الساخن ، ودرجة حرارة التشغيل هي 0 درجة مئوية -70 درجة مئوية ، ويمكن أن تصل السرعة القصوى إلى 103.125 جيجابت في الثانية (4x25G NRZ). عند تشغيل FEC في النظام ، يمكن أن تصل مسافة النقل عبر زوج من الألياف أحادية الوضع إلى 90 كم.

من حيث الهيكل ، في جهاز الإرسال ، يتم استرداد البيانات التسلسلية رباعية القنوات (NRZ) بواسطة CDR وتسليمها إلى أربعة محركات ليزر تتحكم في أربعة أجهزة ليزر بأطوال موجية مركزية تبلغ 1296 نانومتر و 1300 نانومتر و 1305 نانومتر و 1309 نانومتر. يتم مضاعفة الإشارات الضوئية إلى الألياف أحادية الوضع عبر موصلات LC القياسية. في الطرف المستقبل ، يتم تضخيم الإشارات الضوئية للقنوات الأربع بواسطة SOA ، ومن ثم يتم فك تعدد إرسال الإشارات الضوئية بواسطة مزيل تعدد الإرسال البصري المدمج. يتم استرداد كل إشارة بصرية بواسطة كاشف PIN ثم تمريرها عبر TIA و CDR إلى برنامج تشغيل خرج متوافق مع CAUI-4 كما هو موضح:

وفي الوقت نفسه ، تواصل FiberMall التغلب على الصعوبات ، وإجراء بحث معمق حول تقنية PAM4 ، وتطوير مجموعة متنوعة من الوحدات الضوئية أحادية الموجة 100G. في الآونة الأخيرة ، تم إطلاق 100G QSFP28 LR1 و 100G QSFP28 ER1 لمسافات طويلة ، لملء الفجوة الفنية لـ FiberMall في مجال الموجة الواحدة 100G. يمكن للمنتجات الثلاثة ذات الطول الموجي الأحادي التي تم إطلاقها حديثًا أن تحل محل 100GBASE-LR4 / ER4 Lite وتصبح خيارًا جديدًا لنقل 100G لمسافات طويلة في مراكز البيانات.

التكنولوجيا المتماسكة هي التكنولوجيا الرئيسية في مجال الاتصالات الضوئية عالية السرعة لمسافات طويلة للغاية ، ولا يمكن الاستغناء عنها مؤقتًا في مجال النقل لمسافات طويلة جدًا التي تتجاوز 90 كيلومترًا. حققت FiberMall اختراقات في مجال الاتصالات البصرية المتماسكة منذ عام 2018 ، وكلاهما 100G CFP DCO و 100 جرام CFP2 DCO تم إنتاج الوحدات الضوئية بكميات كبيرة.

كيف يتم استخدام هذه الوحدات الضوئية لمسافات طويلة 100G؟ يمكن تطبيق جميع الوحدات الضوئية للإرسال لمسافات طويلة 100G من FiberMall المذكورة أعلاه على مترو DCI ، والتي يمكنها التواصل مع بعضها البعض ومشاركة البيانات والمحتويات وتوفير نسخ احتياطي زائد عن الحاجة لمركزين أو أكثر من مراكز البيانات. نظرًا لمتطلبات الاتصال عالية الكثافة ومنخفضة الطاقة لمراكز البيانات ، QSFP28 تُستخدم الوحدات الضوئية ذات العبوات الصغيرة واستهلاك الطاقة المنخفض بشكل متكرر في مراكز البيانات ، ثم يتم التحديد المحدد وفقًا لاحتياجات مسافة الإرسال.

100G QSFP28	بعد انتقال	معدل خدمة	معدل المنفذ البصري	معدل المنفذ الكهربائي	استهلاك الطاقة
LR4	10/20 كم	100GE / OTU4	4x25 جرام / 28 جرام NRZ	4x25 جرام / 28 جرام NRZ
ER4 لايت	30/40 كم	100GE / OTU4	4x25 جرام / 28 جرام NRZ	4x25 جرام / 28 جرام NRZ	<3.8W
ER4	40km	100GE / OTU4	4x25 جرام / 28 جرام NRZ	4x25 جرام / 28 جرام NRZ	<6W
eER4	60km	100GE / OTU4	4x25 جرام / 28 جرام NRZ	4x25 جرام / 28 جرام NRZ	<6W
ZR4	80km	100GE / OTU4	4x25 جرام / 28 جرام NRZ	4x25 جرام / 28 جرام NRZ	<6W
LR1	10/20 كم	100GE	1x100 جرام بام 4	4x25 جرام NRZ	<4W
ER1	30/40 كم	100GE	1x100 جرام بام 4	4x25 جرام NRZ	<4W

جدول معلمات الوحدة الضوئية 100G QSFP28 من FiberMall

تتبنى 4x25G حل NRZ ، بتقنية أكثر نضجًا وتكلفة أقل للجهاز الفردي ، ويمكن ربطها مباشرة بوحدات بصرية 25G. تستخدم الوحدة الضوئية أحادية الموجة 100G تعديل 100G PAM4 ، مما يقلل من التعقيد البصري والتكلفة عن طريق تقليل عدد أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية من أربعة إلى واحد ، مقارنةً بحل 4x25G. في الوقت نفسه ، أدى ظهور تقنية النقل أحادية الموجة 100 جيجابت إلى وضع الأساس لتطوير 400 جيجابت (4x100 ج) إيثرنت. فيما يتعلق بالاختيار ، إذا كان مركز بيانات 25G / 100G ، اختر حل 4x25G ؛ إذا كان مركز بيانات 100G / 400G ، فاختر حل 100G PAM4.

تلبي جميع وحدات الألياف الضوئية 4x25G series 100G من FiberMall متطلبات المعدل المزدوج لشبكات الإيثرنت والنقل البصري وتفي باحتياجات بيئات تطبيقات الاتصالات الأكثر صرامة. عندما يتم تكييف 100G مع OTU ، يمكن تعيينها إلى OTU4 ، أو يمكن مضاعفتها عكسيًا إلى OTU2 / 3. وفقًا لشكل التنفيذ المحدد لواجهة 100G ، هناك أزواج متعددة من مسارات التغليف ورسم الخرائط.

• تم تعيين إشارة تسلسلية 100G إلى ODU4 (المعدل 112 جيجابت في الثانية)
• يتم مضاعفة الإشارة التسلسلية 100G عكسيًا إلى ODU2e و ODU2 و ODU3
• يتم مضاعفة إشارة 100G عكسيًا إلى 10 * 10G أو 4 × 25G

100غ	بعد انتقال	معدل خدمة	معدل المنفذ البصري	معدل المنفذ الكهربائي	استهلاك الطاقة
سي اف بي LR4	10km	100GE / OTU4	4x25 جرام / 28 جرام NRZ	10x10 جرام / 11 جرام NRZ	<9W
سي اف بي 2 LR4	10km	100GE / OTU4	4x25 جرام / 28 جرام NRZ	4x25 جرام / 28 جرام NRZ
CFP2 ER4	40km	100GE / OTU4	4x25 جرام / 28 جرام NRZ	4x25 جرام / 28 جرام NRZ	<9W
سي اف بي 4 LR4	10km	100GE / OTU4	4x25 جرام / 28 جرام NRZ	4x25 جرام / 28 جرام NRZ

جدول معلمة جهاز الإرسال والاستقبال البصري 100G CFP / CFP / CFP4 من FiberMall

تتقلص عوامل الشكل الخاصة بـ CFP / CFP2 / CFP4 / QSFP28 بدورها ، كما أن استهلاك الطاقة ينخفض ​​وينخفض ​​عند نفس مسافة النقل. يمكن للعملاء اختيار المنتجات بأقل استهلاك للطاقة وفقًا لعوامل الشكل المطلوبة ومسافة النقل للمعدات.

تُستخدم الوحدات الضوئية المتماسكة 100G بشكل أساسي للإرسال البصري من جانب الخط في أنظمة تقسيم الطول الموجي 100G. بالمقارنة مع الوحدات البصرية الأخرى من جانب الخط ، فهي تتمتع بأداء OSNR جيد ، وحساسية ، وتحمل التشتت ، وتحمل DGD. تُستخدم تقنية DWDM التي تستخدم وحدات متماسكة على نطاق واسع في شبكات منطقة العاصمة 100G لتلبية متطلبات السعة العالية والمتطلبات طويلة المدى.

سلسلة متماسكة	الفئة	100 جرام CFP DCO	100 جرام CFP2 DCO
تعديل الخط		32 جرام باود موانئ دبي QPSK	32 جرام باود موانئ دبي QPSK
ZR 80 كم / 120km	تسامح OSNR	17.0 ديسيبل / بير 4E-3	17.0 ديسيبل / بير 4E-3
	استهلاك الطاقة النموذجي	23W	18W
	تكوين FEC	HD-FEC	HD-FEC
MR 600km	تسامح OSNR	15.5 ديسيبل / بير 3E-3	15.5 ديسيبل / بير 3E-3
	استهلاك الطاقة النموذجي	24W	19W
	تكوين FEC	HD-FEC	HD-FEC
LH 1200km	تسامح OSNR	13.0 ديسيبل / بير 2E-2	13.0 ديسيبل / بير 2E-2
	استهلاك الطاقة النموذجي	31W	24W
	تكوين FEC	SD-FEC	SD-FEC

جدول معلمات الوحدة الضوئية المتماسك 100G من FiberMall

تبلغ حزمة CFP2 نصف حجم حزمة CFP تقريبًا ، مع استهلاك أقل للطاقة وتكلفة أعلى. يمكن للعملاء الاختيار وفقًا لعامل الشكل المطلوب للجهاز وميزانيتهم ​​الخاصة. في الوقت نفسه ، تم تجهيز FiberMall أيضًا بنظام فرعي متماسك اقتصادي كامل. يتميز النظام بميزات بارزة مثل السعة الكبيرة ، الحجم الصغير ، استهلاك الطاقة المنخفض ، التشغيل والصيانة البسيط. يُعتقد أنه يمكن أن يجلب المزيد من الخيارات لمراكز البيانات الصغيرة والمتوسطة الحجم حول العالم.

مقارنات بين حلول 100G:

• 100 جرام حل متماسك:

تقليديا ، استخدم بائعي التبديل أجهزة إرسال واستقبال CFP / CFP2 متماسكة في معدات DCI الخاصة بهم. تُستخدم التقنيات 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 هذا التشكيل تقنية متقدمة للكشف المتماسك و DSP على جانب المستقبل لتصحيح التشتت اللوني. إلى جانب ذلك ، فإن تكاليف المكونات مرتفعة ، وتتطلب الوحدات الضوئية مساحة وميزانية طاقة كافية وهي متوفرة فقط في الحزم القابلة للتوصيل CFP و CFP2. بالطبع ، يمكن أيضًا إدخال الوحدة المتماسكة في لوحة التبديل أو لوحة التوجيه في سيناريو IPoDWDM. ومع ذلك ، نظرًا لارتفاع استهلاك الطاقة والحجم الكبير لوحدات CFP / CFP2 ، يلزم وجود بطاقات خط مخصصة.

• 100 جرام PAM4 DWDM

أحدث تطورات 100 جرام QSFP28 PAM4 DWDM يوفر خيارًا آخر. ومع ذلك ، عندما تكون مسافة الإرسال أبعد من 5 كم ، يحتاج PAM4 إلى استخدام نظام تعويض التضخيم والتشتت على الرابط البصري ، مما يؤدي إلى ارتفاع التكلفة الشاملة. يحتاج مشغلو DCI إلى نشر Mux / Demux و EDFA و DCM التي قد لا تكون موجودة في الشبكة الحالية. علاوة على ذلك ، هذا الحل غير متوافق مع 50 جيجا هرتز Mux / Demux.

QSFP28 PAM4 DWDM حلول الإرسال والاستقبال

• 100 جرام QSFP28 ZR4

100 جرام QSFP28 ZR4 يتغلب على أوجه القصور في الحلين أعلاه. إنه محسّن من حيث التكلفة ، ويدعم 100G Ethernet ، ويمكن أن يحقق نقل يصل إلى 80 كم. يتم تعبئة QSFP28 ZR4 في QSFP28 بحجم صغير واستهلاك منخفض للطاقة ، مما يوفر حلاً من نقطة إلى نقطة في مراكز البيانات دون نشر واجهات CFP / CFP2 القديمة ، وقادر على العمل على روابط من نقطة إلى نقطة تصل إلى 80 كم بدون بصري تعويض التضخيم والتشتت. إنه حل توصيل وتشغيل حقيقي.

حل QSFP28 ZR4

Cالشمول:

باختصار ، في النقل لمسافات طويلة 100G ، يتميز 100G QSFP28 ZR4 بمزايا كبيرة في التكلفة واستهلاك الطاقة مقارنة بالحل المتماسك. بالمقارنة مع حل 100G PAM4 DWDM ، ليست هناك حاجة لنشر معدات زائدة عن الحاجة ومعقدة لتحقيق انتقال بصري من نقطة إلى نقطة. لذلك ، فإن 100G QSFP28 ZR4 هي الأكثر تفضيلاً في النقل لمسافات طويلة.