100G QSFP28 ZR4: 100G 장거리 DCI를 위한 최선의 선택

100G 이더넷의 개발이 트렌드가 되면서 100G 광 모듈에 대한 수요가 증가하고 있으며 오늘날 100G 광 모듈은 네트워크 구축 비용의 큰 부분을 차지합니다. 100G 80km DCI(Data Center Interconnect)에 세 가지 솔루션이 등장했습니다. 100G 코히런트, 100G PAM4 DWDM, 와 100G QSFP28 ZR4. 이 기사에서는 100G QSFP28 ZR4 광 모듈을 소개하고 처음 두 모듈과 비교하여 QSFP28 ZR4가 100G 장거리 DCI에 가장 적합한 선택인 이유를 설명합니다.

 100G QSFP28 ZR4 소개

100G QSFP28 ZR4 광 송수신기는 데이터 센터의 스위치, 라우터 및 전송 장비를 연결하는 데 사용되며 전송 거리는 단일 모드 광섬유(SMF)를 통해 최대 80km입니다.

100G QSFP28 ZR4 광 모듈은 최신 SFF-28/8665에 설명된 대로 QSFP8636 산업 표준 및 관련 MSA를 완벽하게 준수하며 I2C 인터페이스를 통해 디지털 진단이 가능합니다. 또한 IEEE 802.3 100GBASE-ZR4 관련 사양을 준수합니다. 또한 이 모듈은 표준 KR4 FEC(Forward Error Correction) 전송 속도를 지원하여 수신 측에서 오류를 감지하고 수정하여 링크의 전반적인 품질을 향상시킵니다.

작동 원리 100G QSFP28 ZR4

전송 측에서 직렬 데이터의 1296개 채널(NRZ, Not Return to Zero)은 CDR에 의해 복구되고 각각 중심 파장이 1300nm, 1305nm, 1309nm 및 4nm인 XNUMX개의 레이저 드라이버로 전달됩니다. 광 신호는 표준 LC 커넥터를 통해 단일 모드 광섬유(SMF)로 다중화됩니다. 수신단에서 XNUMX개 채널의 광 신호는 SOA에 의해 증폭된 다음 통합된 광 역다중화기에 의해 역다중화됩니다. 다음 그림과 같이 각 광 신호는 PIN 감지기에 의해 복구된 다음 트랜스임피던스 증폭기 및 CDR을 통해 CAUI-XNUMX 호환 출력 드라이버로 전달됩니다.

100G QSFP28 ZR4 블록 다이어그램

세 가지 유형 100G 80km DCI용 솔루션

광역 네트워크 및 DCI(Data Center Interconnect)는 도시 내에서 연결된 초대형 데이터 센터 및 대규모 네트워크 스위치를 말합니다. 그들은 100G+ 데이터 속도에서 많은 고대역폭 연결을 필요로 하며, 작동을 단순화하고 공간을 줄이며 비용과 전력 소비를 줄이기 위해 광학 모듈이 필요합니다.

• 100G 코히런트

전통적으로 스위치 공급업체는 CFP/ CFP2 DCI 장치의 코히어런트 광 모듈. Coherent 기술은 일반적으로 장거리 대도시 광 전송에 사용됩니다. QPSK, 8QAM 또는 16QAM과 같은 고급 변조 기술은 비트 전송률을 두 배, 세 배 또는 네 배로 높일 수 있습니다. 그러나 이러한 종류의 변조에는 분산을 보정하기 위해 수신기 측의 간섭 감지 및 DSP와 같은 고급 기술이 필요합니다. 비트당 비용이 여전히 문제이지만 구성 요소 비용이 매우 높으며 광 모듈에는 CFP 및 CFP2의 플러그형 패키지에서만 사용할 수 있는 공간과 충분한 전력 예산이 필요합니다. 물론 IPoDWDM 시나리오의 스위치/라우터 보드에 코히어런트 모듈을 삽입할 수도 있습니다. 그러나 CFP/CFP2 모듈의 큰 소비전력과 크기로 인해 특수 라인 카드가 필요합니다.

• 100G PAM4 DWDM

PAM4 광모듈은 근거리 링크용 광모듈의 필요성에 부응하도록 설계되었습니다. PAM4 이전에는 100G 장거리 및 40G 데이터 전송 네트워크에 바이너리 NRZ 변조 형식이 사용되었습니다. PAM4는 4개의 데이터 비트를 인코딩하기 위한 XNUMX개의 다른 코드 패턴과 함께 제공되므로 이 변조 형식으로 연결 대역폭을 두 배로 늘릴 수 있습니다. 또한 PAMXNUMX 광 모듈은 임베디드 DWDM 네트워크의 스위치에서 직접 사용할 수 있습니다. 이는 임베디드 DWDM 데이터 네트워크를 구축하려는 고객에게 비용 효율적이고 간단한 솔루션입니다. 그러나 이 솔루션의 단점은 100G DWDM QSFP28 PAM4는 전송 거리가 5km보다 큰 경우 광 링크에서 증폭 및 분산 보상 시스템을 사용해야 하므로 종단 간 비용이 더 많이 듭니다.

QSFP28 PAM4 DWDM ~ 100G 80km DCI

• 100G QSFP28 ZR4

QSFP28 ZR4는 위의 두 솔루션의 단점을 극복합니다. 비용 최적화 후, 100G ZR4 QSFP28 100G 이더넷을 지원하며 최대 80km의 전송을 실현할 수 있습니다. 또한 QSFP28 ZR4는 크기가 작고 소비 전력이 낮습니다. 이전 버전의 CFP/CFP2 인터페이스를 배포하지 않고도 데이터 센터에서 점대점 솔루션을 제공할 수 있으며 광 증폭 및 분산 보상 없이 최대 80km까지 점대점 링크에서 작동할 수 있습니다. 이것은 진정한 플러그 앤 플레이 솔루션입니다.

아래 그림과 같이 :

요약

요약하면, 100G 80km DCI(Data Center Interconnect)를 위한 100가지 솔루션 중 28G QSFP4 ZR100는 코히어런트 솔루션에 비해 상당한 비용 및 전력 이점을 가지고 있으며 중복 및 복잡한 장비를 배치하지 않고도 지점간 광 전송을 달성할 수 있으므로 28G QSFP4 ZRXNUMX는 장거리 DCI 애플리케이션에서 가장 선호됩니다.

제품 사양	100G QSFP28 ZR4	100G QSFP28 PAM4 DWDM	100G 코히런트(CFP/CFP2)
파장 범위	LWDM	DWDM	DWDM
변조 형식	NRZ	PAM4	DP-QPSK
적용 거리	80km	80km	80km
호스트 FEC	ON	ON	ON
온도	0 ~ 70 ° C	0 ~ 70 ° C	0 ~ 70 ° C
전력 소비	6W	5W	15W
분산 보상	O-밴드; 분산 보상을 고려할 필요 없음	±100ps/nm; 80km에 대한 분산 보상을 고려해야 합니다.	필요 없음
EDFA	필요 없음	필요한 것	필요한 것
DCM	필요 없음	필요한 것	필요 없음
링크 비용	낮은	매질	높은
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