QSFP28 ZR4 - Le meilleur choix pour la transmission longue distance 100G

Avec la demande croissante de bande passante, les réseaux 100G se sont développés rapidement. Pour répondre aux exigences de transmission longue distance 100G, diverses solutions ont été produites : série 4x25G NRZ, série 100G PAM4 et série cohérente.

La technologie 4*25G NRZ est la solution d'émetteur-récepteur optique 100G la plus populaire actuellement, composée de quatre groupes d'émetteurs et de récepteurs. Pour répondre aux exigences de transmission longue distance et économiser les ressources en fibre optique, la technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde est généralement utilisée pour multiplexer par répartition en longueur d'onde quatre signaux optiques dans une fibre optique pour la transmission. Il existe de nombreux types de modules optiques 4x25G NRZ, et ceux longue distance incluent LR4 (10 km)/ER4 (40 km)/ZR4 (80 km).

Après des années de R&D et d'optimisation, FiberMall peut fournir des options plus longues et plus diversifiées que la norme, y compris 100G QSFP28 LR4 / ER4 Lite / ER4 / eER4 et 100G QSFP28 ZR4 (largement utilisé dans les centres de données), et 100G CFP LR4, 100G CFP2 LR4/ER4 et 100G CFP4 LR4 (largement utilisé dans les réseaux de transport optiques).

Parmi eux, le module optique 100G QSFP28 ZR4 est principalement utilisé pour les commutateurs, les routeurs et les connexions de transmission longue distance dans les centres de données. Il adopte la technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde 4G NRZ à 28 canaux (LWDM4) et est un émetteur-récepteur en duplex intégral à 4 canaux. Il est principalement utilisé dans l'Ethernet 100G, les centres de données, les télécommunications et d'autres scénarios.

En termes de caractéristiques du produit, le module optique 100G QSFP28 ZR4 adopte un facteur de forme QSFP28 enfichable à chaud, la température de fonctionnement est de 0°C à 70°C et la vitesse maximale peut atteindre 103.125 Gbps (4x25G NRZ). Lorsque le FEC est activé dans le système, la distance de transmission à travers une paire de fibres monomodes peut atteindre jusqu'à 90 km.

En termes de structure, au niveau de l'émetteur, les données série à quatre canaux (NRZ) sont récupérées par CDR et transmises à quatre pilotes laser qui contrôlent quatre lasers avec des longueurs d'onde centrales de 1296 nm, 1300 nm, 1305 nm et 1309 nm. Les signaux optiques sont multiplexés sur fibre monomode via des connecteurs LC standard. Du côté réception, les signaux optiques des quatre canaux sont amplifiés par SOA, puis les signaux optiques sont démultiplexés par le démultiplexeur optique intégré. Chaque signal optique est récupéré par un détecteur PIN, puis transmis via un TIA et un CDR à un pilote de sortie conforme CAUI-4, comme indiqué :

Pendant ce temps, FiberMall continue de surmonter les difficultés, de mener des recherches approfondies sur la technologie PAM4 et de développer une variété de modules optiques 100G à longueur d'onde unique. Récemment, les QSFP100 LR28 1G longue distance et QSFP100 ER28 1G ont été lancés, comblant le vide technique de FiberMall dans le domaine de l'onde simple 100G. Les trois produits à longueur d'onde unique récemment lancés peuvent remplacer 100GBASE-LR4/ER4 Lite et devenir une nouvelle option pour la transmission longue distance 100G dans les centres de données.

La technologie Coherent est la technologie clé dans le domaine de la communication optique haut débit ultra longue distance, temporairement irremplaçable dans le domaine de la transmission ultra longue distance supérieure à 90 km. FiberMall a fait des percées dans le domaine de la communication optique cohérente depuis 2018, et à la fois 100G CFP DCO et 100G CFP2 DCO des modules optiques ont été produits en série.

Comment sont utilisés ces modules optiques longue distance 100G ? Tous les modules optiques de transmission longue distance 100G de FiberMall mentionnés ci-dessus peuvent être appliqués au métro DCI, qui peut communiquer entre eux, partager des données et du contenu et fournir une sauvegarde redondante pour deux centres de données ou plus. En raison des exigences de connexion à haute densité et à faible puissance des centres de données, QSFP28 des modules optiques avec un emballage plus petit et une consommation d'énergie plus faible sont fréquemment utilisés dans les centres de données, puis la sélection spécifique est effectuée en fonction des besoins de distance de transmission.

100G QSFP28	La distance de transmission	Tarif des prestations	Taux de port optique	Tarif port électrique	Consommation d'énergie
LR4	10/20km	100GE/OTU4	4x25G/28G NRZ	4x25G/28G NRZ
ER4 Lite	30/40km	100GE/OTU4	4x25G/28G NRZ	4x25G/28G NRZ	<3.8W
ER4	40km	100GE/OTU4	4x25G/28G NRZ	4x25G/28G NRZ	<6W
eER4	60km	100GE/OTU4	4x25G/28G NRZ	4x25G/28G NRZ	<6W
ZR4	80km	100GE/OTU4	4x25G/28G NRZ	4x25G/28G NRZ	<6W
LR1	10/20km	100GE	1x100G PAM4	4x25G NRZ	<4W
ER1	30/40km	100GE	1x100G PAM4	4x25G NRZ	<4W

Tableau des paramètres du module optique 100G QSFP28 de FiberMall

4x25G adopte la solution NRZ, avec une technologie plus mature et un coût d'appareil unique inférieur, et il peut être directement interconnecté avec des modules optiques 25G. Le module optique mono-onde 100G utilise la modulation PAM100 4G, ce qui réduit la complexité et le coût optiques en réduisant le nombre d'émetteurs et de récepteurs optiques de quatre à un, par rapport à la solution 4x25G. Dans le même temps, l'émergence de la technologie de transmission 100G à onde unique a jeté les bases du développement de l'Ethernet 400G (4x100G). Au niveau du choix, s'il s'agit d'un datacenter 25G/100G, privilégiez la solution 4x25G ; s'il s'agit d'un centre de données 100G/400G, choisissez la solution 100G PAM4.

Les modules optiques 4G de la série 25x100G de FiberMall répondent tous aux exigences de double débit des réseaux de transport Ethernet et optique et répondent aux besoins des environnements d'application de télécommunication plus stricts. Lorsque 100G est adapté à OTU, il peut être mappé à OTU4, ou il peut être inversement multiplexé en OTU2/3. Selon la forme de mise en œuvre spécifique de l'interface 100G, il existe plusieurs paires de chemins d'encapsulation et de mappage.

• Le signal série 100G est mappé sur ODU4 (le débit est de 112 Gbps)
• Le signal série 100G est inversement multiplexé vers ODU2e, ODU2 et ODU3
• Le signal 100G est inversement multiplexé en 10*10G ou 4×25G

100G	La distance de transmission	Tarif des prestations	Taux de port optique	Tarif port électrique	Consommation d'énergie
PCP LR4	10km	100GE/OTU4	4x25G/28G NRZ	10x10G/11G NRZ	<9W
CFP2 LR4	10km	100GE/OTU4	4x25G/28G NRZ	4x25G/28G NRZ
CFP2 ER4	40km	100GE/OTU4	4x25G/28G NRZ	4x25G/28G NRZ	<9W
CFP4 LR4	10km	100GE/OTU4	4x25G/28G NRZ	4x25G/28G NRZ

Tableau des paramètres de l'émetteur-récepteur optique 100G CFP/CFP/CFP4 de FiberMall

Les facteurs de forme de CFP/CFP2/CFP4/QSFP28 diminuent à leur tour et la consommation d'énergie diminue de plus en plus à la même distance de transmission. Les clients peuvent choisir les produits avec la plus faible consommation d'énergie en fonction des facteurs de forme requis et de la distance de transmission de l'équipement.

Les modules optiques cohérents 100G sont principalement utilisés pour la transmission optique côté ligne dans les systèmes de division de longueur d'onde 100G. Comparés à d'autres modules optiques côté ligne, ils ont de bonnes performances OSNR, sensibilité, tolérance à la dispersion et tolérance DGD. La technologie DWDM utilisant des modules cohérents est largement utilisée dans les réseaux métropolitains 100G pour répondre aux exigences de grande capacité et longue distance.

Série cohérente	Catégories	100G PCP DCO	100G CFP2 DCO
Modulation de ligne		32G bauds DP-QPSK	32G bauds DP-QPSK
ZR 80km / 120km	Tolérance OSNR	17.0 dB/ REC 4E-3	17.0 dB/ REC 4E-3
	Consommation d'énergie typique	23W	18W
	Configuration FEC	HD-FEC	HD-FEC
MR 600km	Tolérance OSNR	15.5 dB/ REC 3E-3	15.5 dB/ REC 3E-3
	Consommation d'énergie typique	24W	19W
	Configuration FEC	HD-FEC	HD-FEC
LH 1200km	Tolérance OSNR	13.0 dB/ REC 2E-2	13.0 dB/ REC 2E-2
	Consommation d'énergie typique	31W	24W
	Configuration FEC	SD-FEC	SD-FEC

Tableau des paramètres du module optique cohérent 100G de FiberMall

Le boîtier CFP2 fait presque la moitié de la taille du boîtier CFP, avec une consommation d'énergie inférieure et un coût plus élevé. Les clients peuvent choisir en fonction du facteur de forme requis pour l'appareil et de leur propre budget. Dans le même temps, FiberMall est également équipé d'un sous-système cohérent économique à part entière. Le système présente des caractéristiques exceptionnelles telles qu'une grande capacité, une petite taille, une faible consommation d'énergie et une utilisation et une maintenance simples. On pense qu'il peut apporter plus de choix aux centres de données de petite et moyenne taille à travers le monde.

Comparatifs des solutions 100G :

• Solution cohérente 100G :

Traditionnellement, les fournisseurs de commutateurs utilisaient des émetteurs-récepteurs cohérents CFP/CFP2 dans leur équipement DCI. Des techniques cohérentes sont généralement utilisées pour la transmission optique métropolitaine longue distance, utilisant des techniques de modulation plus avancées telles que QPSK, 8QAM ou 16QAM, qui peuvent doubler, tripler ou quadrupler le débit binaire. Cependant, cette modulation nécessite une technique avancée de détection cohérente et de DSP côté récepteur pour corriger la dispersion chromatique. De plus, les coûts des composants sont élevés et les modules optiques nécessitent de l'espace et un budget de puissance suffisant et ne sont disponibles que sur les boîtiers enfichables CFP et CFP2. Bien entendu, le module cohérent peut également être inséré dans la carte switch ou routeur dans le scénario IPoDWDM. Cependant, en raison de la forte consommation d'énergie et de la grande taille des modules CFP/CFP2, des cartes de ligne dédiées sont nécessaires.

• 100G PAM4 DWDM

Le dernier développement de 100G QSFP28 PAM4 DWDM offre une autre option. Cependant, lorsque la distance de transmission est supérieure à 5 km, PAM4 doit utiliser un système d'amplification et de compensation de dispersion sur la liaison optique, ce qui entraîne un coût de bout en bout plus élevé. Les opérateurs DCI doivent déployer Mux/Demux, EDFA et DCM qui peuvent ne pas exister dans le réseau actuel. De plus, cette solution n'est pas compatible avec le Mux/Demux 50GHz.

Solutions d'émetteur-récepteur QSFP28 PAM4 DWDM

• 100G QSFP28 ZR4

100G QSFP28 ZR4 pallie les inconvénients des deux solutions ci-dessus. Il est optimisé en termes de coûts, prend en charge l'Ethernet 100G et peut atteindre jusqu'à 80 km de transmission. Le QSFP28 ZR4 est emballé dans QSFP28 avec une petite taille et une faible consommation d'énergie, fournissant une solution point à point dans les centres de données sans déployer d'interfaces CFP/CFP2 héritées, et capable de fonctionner sur des liaisons point à point jusqu'à 80 km sans optique compensation d'amplification et de dispersion. C'est une véritable solution plug-and-play.

Solution QSFP28 ZR4

Cconclusion :

En résumé, dans la transmission longue distance 100G, le QSFP100 ZR28 4G présente des avantages significatifs en termes de coût et de consommation d'énergie par rapport à une solution cohérente. Par rapport à la solution 100G PAM4 DWDM, il n'est pas nécessaire de déployer des équipements redondants et complexes pour réaliser une transmission optique point à point. Par conséquent, 100G QSFP28 ZR4 est le plus favorisé dans la transmission longue distance.