100G QSFP28 ZR4: 100G 長距離 DCI の最良の選択

100G イーサネットの開発がトレンドになるにつれて、100G 光モジュールの需要が増加しており、現在、100G 光モジュールはネットワーク構築コストの大きな部分を占めています。 100G 80km DCI (データセンター相互接続) では XNUMX つのソリューションが登場しました。 100G コヒーレント、100G PAM4 DWDM、 & 100G QSFP28 ZR4。 この記事では、100G QSFP28 ZR4 光モジュールを紹介し、最初の 28 つと比較して、QSFP4 ZR100 が XNUMXG 長距離 DCI に最適な選択肢である理由を説明します。

 100G QSFP28 ZR4の紹介

100G QSFP28 ZR4光トランシーバーは、データセンターのスイッチ、ルーター、および伝送機器を接続するために使用され、伝送距離はシングルモードファイバー（SMF）で最大80kmです。

100G QSFP28 ZR4 光モジュールは、最新の SFF-28/8665 で説明されているように、QSFP8636 業界標準および関連する MSA に完全に準拠しており、I2C インターフェイスを介したデジタル診断で利用できます。 IEEE 802.3 100GBASE-ZR4 関連仕様にも準拠しています。 さらに、このモジュールは標準の KR4 FEC (前方誤り訂正) ボーレートをサポートしており、受信側でエラーを検出して訂正し、リンクの全体的な品質を向上させるのに役立ちます。

動作原理 100G QSFP28 ZR4の

送信側では、1296 チャネルのシリアル データ (NRZ、Not Return to Zero) が CDR によって復元され、それぞれ中心波長 1300nm、1305nm、1309nm、4nm の XNUMX つのレーザー ドライバーに渡されます。 光信号は、標準の LC コネクタを介してシングルモード ファイバ (SMF) に多重化されます。 受信側では、XNUMX チャネルの光信号が SOA によって増幅され、統合された光デマルチプレクサによって逆多重化されます。 次の図に示すように、各光信号は PIN 検出器によって回復され、トランスインピーダンス アンプおよび CDR を介して CAUI-XNUMX 準拠の出力ドライバーに渡されます。

100G QSFP28ZR4のブロック図

XNUMXつのタイプ 100G 80km DCI向けソリューション

メトロポリタン エリア ネットワークと DCI (Data Center Interconnect) は、都市内で接続された非常に大規模なデータ センターと大規模なネットワーク スイッチを指します。 100G+ のデータ速度で多くの高帯域幅接続を必要とするため、光モジュールは操作を簡素化し、スペースを削減し、コストと消費電力を削減する必要があります。

• 100Gコヒーレント

従来、スイッチ ベンダーは CFP / CFP2 DCI デバイス内のコヒーレント光モジュール。 コヒーレント技術は通常、都市部の長距離光伝送に使用されます。 QPSK、8QAM、16QAM などのより高度な変調テクノロジでは、ビット レートを 2 倍、2 倍、または XNUMX 倍にすることができます。 ただし、この種の変調には高度な技術、つまり分散を補正するためのコヒーレント検波と受信側の DSP が必要です。 ビットあたりのコストは依然として懸念事項ですが、コンポーネントのコストは非常に高く、光モジュールにはスペースと十分な電力バジェットが必要ですが、これは CFP および CFPXNUMX のプラグ可能パッケージでのみ利用可能です。 もちろん、コヒーレント モジュールを IPoDWDM シナリオのスイッチ/ルーター ボードに挿入することもできます。 ただし、CFP/CFPXNUMX モジュールの消費電力とサイズが大きいため、特別なラインカードが必要です。

• 100G PAM4 DWDM

PAM4 光モジュールは、短距離リンク用の光モジュールのニーズに応えるように設計されています。 PAM4 が登場する前は、バイナリ NRZ 変調形式が 100G 長距離および 40G データ伝送ネットワークに使用されていました。 PAM4 には、4 つのデータ ビットをエンコードするための XNUMX つの異なるコード パターンが付属しているため、この変調形式を使用すると接続の帯域幅を XNUMX ​​倍にすることができます。 さらに、PAMXNUMX 光モジュールは組み込み DWDM ネットワークのスイッチで直接使用できるため、組み込み DWDM データ ネットワークを構築したいお客様にとって、コスト効率が高くシンプルなソリューションとなります。 ただし、この解決策の欠点は次のとおりです。 100G DWDM QSFP28 PAM4 では、伝送距離が 5km を超える場合、光リンク上で増幅および分散補償システムを使用する必要があるため、エンドツーエンドのコストが高くなります。

QSFP28 PAM4 DWDM から 100G 80km DCI

• 100G QSFP28 ZR4

QSFP28 ZR4 は、上記 XNUMX つのソリューションの欠点を克服します。 コストの最適化後、 100G ZR4 QSFP28 100Gイーサネットをサポートし、最大80kmの伝送を実現できます。 また、QSFP28 ZR4は小型・低消費電力です。 古いバージョンの CFP / CFP2 インターフェイスを導入せずにデータセンターにポイントツーポイント ソリューションを提供でき、光増幅や分散補償なしで最大 80km のポイントツーポイント リンクで動作できます。 これは真のプラグアンドプレイ ソリューションです。

下の図に示すように：

まとめ

要約すると、100G 80km DCI（データセンター インターコネクト）の 100 つのソリューションのうち、28G QSFP4 ZR100 はコヒーレント ソリューションに比べてコストと電力の面で大きな利点があり、冗長で複雑な機器を導入することなくポイントツーポイントの光伝送を実現できます。 28G QSFP4 ZRXNUMX は、長距離 DCI アプリケーションで最も推奨されます。

仕様	100G QSFP28 ZR4	100G QSFP28 PAM4 DWDM	100Gコヒレント(CFP/CFP2)
波長範囲	LWDM	DWDM	DWDM
変調フォーマット	NRZ	PAM4	DP-QPSK
塗布距離	80km	80km	80km
ホストFEC	ON	ON	ON
温度	0～70℃	0～70℃	0～70℃
消費電力	6W	5W	15W
分散補償	Oバンド; 分散補償を考慮する必要がない	±100ps/nm; 80kmの場合は分散補償を考慮する必要がある	必要なし
EDFA	必要なし	必要	必要
DCM	必要なし	必要	必要なし
リンクコスト	低いです	ミディアム	高いです
拡張できる		できる	できる