4가지 유형의 50G SFP56 트랜시버 소개

프런트홀 네트워크는 차세대 5G 및 심지어 6G 네트워크의 전송 성능과 품질에 중요한 영향을 미치며 이동 통신을 위한 새로운 네트워크 및 베어러 기술 연구의 핫스팟 중 하나입니다. 글로벌 C-RAN 네트워킹 모드의 대규모 배포에서 25G DWDM 광 모듈은 현재 5G 포워딩 네트워크에서 널리 사용되었습니다. 미래의 더 높은 채널 Massive MIMO 기지국, U6G 대역 기지국, 밀리미터파 기지국 및 기타 애플리케이션 시나리오의 경우 포워딩 네트워크의 대역폭 수요가 더욱 증가할 것입니다. FiberMall은 기존 포트 수를 유지하고 광섬유 리소스를 절약한다는 전제하에 5Gb/s 이상의 속도를 갖춘 차세대 50G 포워딩 광 모듈 기술에 대한 연구를 시작했습니다. 50G SFP56

50G SFP56 광 트랜시버 모듈에는 50G SFP56 이중 섬유 양방향 모듈과 50G SFP56 단일 섬유 양방향(BiDi) 모듈이 포함됩니다.

50G SFP56 듀얼 파이버 양방향 광 트랜시버

50G SFP56 이중 광섬유 양방향 광 모듈의 기능 블록 다이어그램 및 구현 모드는 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1. 50G SFP56 이중 섬유 양방향의 기능 블록 다이어그램 및 구현 모드 광 모듈

산업 체인 50G SFP56 이중 섬유 양방향 광 모듈이 형성되었습니다. 광 칩 측면에서 NRZ 코드 유형이 있는 25Gb/s 광 모듈용 DFB 레이저 칩의 대역폭 요구 사항은 약 17GHz입니다. PAM50 코드 유형의 4Gb/s 광 모듈, 레이저의 비선형 효과는 분명히 향상되었으며 비선형 효과를 줄이기 위해 대역폭(약 19GHz)을 추가로 늘리고 대역 내 스펙트럼 리플을 최적화해야 합니다.

Lumentum, Sumitomo, Macom, Mitsubishi 등과 같은 외국 공급업체를 포함하여 대량 공급이 가능한 여러 칩 제조업체가 있습니다. 전기 칩의 경우 구현 솔루션에는 DSP와 CDR의 두 가지 유형이 있습니다. DSP 솔루션 관련 벤더로는 Marvell, Credo, Sitrus Technology 등이 있으며 모두 5G 프런트홀 및 통합 드라이버 애플리케이션용 DSP 칩을 출시했으며 CDR 솔루션 관련 벤더로는 Semtech, Macom 등이 있다. 이 중 셈텍은 이미 5G 프런트홀용 CDR 칩과 통합 드라이버를 출시했으며, 메이콤의 통합 드라이버가 포함된 CDR 제품은 개발 단계에 있다.

50G SFP56 이중 섬유 양방향 광 모듈은 성능, 전력 소비 및 비용 측면에서 여전히 더 많은 문제와 과제에 직면해 있습니다. 첫째, 핵심 전기 칩 솔루션 선택에서 DSP 솔루션은 내부 알고리즘에 의해 광 신호 전송의 비선형 문제를 최적화할 수 있습니다. 그것은 더 강력한 처리 능력, 더 나은 BER 및 수신 감도 성능을 가지고 있지만 큰 신호 전송 대기 시간, 더 높은 전력 소비 및 비용 비용으로 전력 소비가 광 모듈의 온도에 미치는 영향의 균형을 유지해야 합니다. 광학 모듈 온도 안정성은 전면 전송 링크의 안정성과 신뢰성을 보장하는 중요한 요구 사항입니다.

SFP56-50G-SR 모듈

CDR 솔루션은 높은 대역폭, 우수한 전송 성능 및 낮은 신호 전송 대기 시간이라는 장점이 있습니다. 전력소모와 비용은 낮지만 신호처리 능력은 DSP 솔루션에 비해 미약하고 MPI에 대한 대응과 링크 버짓 강화는 아직 검증되지 않았다. 애플리케이션에 DSP 및 CDR 솔루션이 공존하는 경우 상호 연결 및 상호 운용성은 해결해야 할 핵심 기술 문제입니다. 둘째, 산업용으로 사용되는 온도 조절 기능에서 광학 칩은 여전히 ​​양분되어 있다. 온도 제어 기능은 보다 이상적인 작동 조건에서 전체 모듈 작동 온도 범위에서 레이저를 만들 수 있습니다. 레이저 파장을 효과적으로 제어하고 극한의 온도에서 레이저 대역폭의 저하를 피할 수 있지만 비용과 전력 소비가 증가합니다. 온도 제어 기능이 없으면 모듈의 비용과 전력 소비가 상대적으로 낮고 프로세스가 간단하지만 광 칩의 고주파 성능에 대한 요구 사항이 높아져 응용 효과에 대한 추가 검증이 필요합니다. 마지막으로 프런트홀 네트워크의 복잡한 배치 환경과 프런트홀 광섬유 링크의 기술 및 엔지니어링 불확실성으로 인해 50G SFP56 광 모듈 광전자 매개변수에 대한 요구 사항이 높아집니다.

SFP56-50G-LRI 모듈

순방향 전송을 위한 50G SFP56 이중 섬유 양방향 광 모듈의 국제 표준은 아직 출시되지 않았으며 광 모듈 제조업체는 개발 또는 샘플 단계에 있습니다. 패키지는 주로 SFP56, DDM 및 인터페이스 정의 참조 SFF-8472, SFF-8431 프로토콜입니다. 전기 인터페이스 성능 참조 OIF-CEI-4.0 관련 규정; IEEE802.3cd와 관련된 광 인터페이스 성능. 50GBASE-LR을 기준으로 애플리케이션 시나리오에 따라 파장 범위, 트랜시버 전력, 감도 및 기타 지표를 수정해야 합니다. IPEC(International Photonics & Electronics Committee)는 50Gb/s 및 고속 프런트홀 네트워크 요구 사항 및 네트워킹 솔루션, 광 인터페이스, 관리 인터페이스, 패키징 및 테스트 방법 등에 중점을 둔 차세대 모바일 포워딩 MFH50 표준 프로젝트를 수립했습니다. 50Gb/s 이중 광섬유 10km 거리 사양에 대한 기술 논의가 현재 진행 중입니다.

표 1. 50G SFP56 이중 파이버 양방향 광 모듈 키 매개변수 색인

2022년 말까지 FiberMall은 프런트홀용 50G SFP56 이중 파이버 양방향 광 모듈(CDR 또는 DSP 솔루션) 샘플을 제공할 수 있습니다. 노키아 및 기타 시스템 장비 벤더에서 테스트 및 검증을 진행했으며 고온 및 저온 테스트 결과 기본적으로 IEEE 802.3cd 및 IPEC MFH50 초안 표준 요구 사항을 충족하며 2022년 하반기에는 멀티 벤더, 멀티 솔루션 상호 연결 테스트 및 검증. FiberMall의 50G SFP56 프런트홀용 이중 광섬유 양방향 광 모듈은 2023년 상반기에 대량 생산 준비가 완료될 것으로 예상됩니다.

50G SFP56 양방향 광 트랜시버

50G SFP56 BiDi 광 모듈의 기능 블록 다이어그램 및 구현은 그림 2에 나와 있습니다.

그림 2. 50G SFP56 BiDi 광 모듈 기능 블록 다이어그램 및 구현 방법

50G SFP56 BiDi 광 모듈은 여전히 ​​1270Gb/s BiDi 광 모듈의 1330nm/25nm WDM 방식을 채택하고 있습니다. 이 방식은 이중 섬유 양방향 광 모듈에 비해 섬유 자원을 절약하고 지연 대칭성이 우수하며 50G SFP56을 공유할 수 있습니다. 이중 섬유 양방향 광 모듈 산업 체인.

현재 50G SFP56 BiDi 광 모듈 제품 개발의 업계 광 모듈 제조업체는 50Gb / s 이중 섬유 광 모듈 솔루션을 기반으로 개발 진행 상황은 50G SFP56 이중 섬유 광 모듈보다 약간 늦습니다. -연구 또는 개발 단계. fronthaul용 50G SFP56 BiDi 광 모듈에 대한 국내 및 국제 표준은 아직 발표되지 않았으며 일부 모듈 설계의 주요 매개변수에 대한 연구 상태는 표 2에 나와 있습니다.

표 2. 50G SFP56 BiDi 광트랜시버 모듈 핵심 파라미터 연구 현황

표 3. 50Gb/s 파장 자체 조정 BiDi 모듈 칩 장치 산업 체인

50G 프론트홀용 56G SFP5 BiDi 광모듈은 25Gb/s BiDi 광모듈 BOSA 방식과 50Gb/s 듀얼파이버 양방향 광모듈 산업체인을 다중화할 수 있으며, FiberMall은 2023년 상반기 양산능력을 갖출 것으로 예상된다.

50G SFP56 CWDM 광 트랜시버

25G CWDM SFP28 광 모듈 연구를 기반으로 FiberMall은 더 빠른 속도의 xWDM 모듈 기술 솔루션을 탐색하기 시작했으며 그 중 50Gb/s 6파장 CWDM 광 모듈 연구는 더 빠르게 진행되고 있습니다.

50G CWDM SFP56에는 6개의 파장이 있습니다. 광 칩 측면에서 1271G SFP1291 CWDM 광 모듈은 1311GBaud CWDM 레이저 체인과 다중화할 수 있지만 PAM1331 변조 코드 유형의 도입을 고려할 때 링크 예산에 대한 요구가 증가하고 레이저 출력 전력에 대한 더 높은 요구 사항이 레이저를 더욱 최적화해야 합니다. 발광 효율 및 수율.

전기 칩 측면에서 50G CWDM SFP56 광 모듈은 50G SFP56 이중 광섬유 광 모듈과 유사하며 CDR과 DSP의 두 가지 구현 솔루션이 있습니다. CWDM 광 모듈은 파장 범위가 넓고 파장마다 분산 비용이 다르며 업계에서는 최고의 비용 성능을 달성하기 위해 두 가지 솔루션이 공존할 수 있는 가능성을 모색하고 있습니다. 예를 들어, CDR 솔루션은 분산 비용이 낮은 1311nm 파장에 채택되고 DSP 솔루션은 분산 비용이 높은 1371nm 파장에 채택됩니다. 산업 체인에서 드라이버가 통합된 CDR 또는 DSP 단일 채널 접근 방식을 사용하면 하드웨어 설계를 단순화하고 전력 소비를 줄일 수 있습니다. 전기 칩 제조업체인 Semtech는 대량 생산되는 CDR 통합 드라이버와 TIA의 칩 솔루션 세트를 보유하고 있습니다.

작업대 4. xWDM 광 모듈 광전자 칩 진화 개략도

현재 50G CWDM SFP56 광 모듈에는 여전히 분산 페널티, MPI, 전력 소비 및 열 분산, CDR 및 DSP 상호 운용성 및 기타 해결해야 할 기술적 문제가 있습니다.

• 분산 페널티: 5G 프런트홀 링크의 분산 소스는 주로 재료 분산과 도파관 분산이며 재료 분산이 지배적입니다. G.652 광섬유의 제로 분산 지점은 1310nm 파장 근처이며 fronthaul의 일반적인 적용 시나리오(10km)에서의 분산량은 표 5에 나와 있습니다. CWDM6 파장 분산 위험은 1371nm의 가장 큰 파장이며 분산은 10km의 양은 36~66.2ps/nm입니다.

작업대 5. 전형적인 5G의 분산 앞치마 시나리오(10km)

업계의 주류 분산 페널티 솔루션은 표 6에 나와 있습니다. 그 중 분산 섬유/회절격자 방식은 사전에 전면 전송 링크의 분산 측정이 필요하며 분산 섬유/회절격자의 길이 및 기타 매개 변수는 다음과 같이 사용자 정의됩니다. 구현하기 더 어려운 광 모듈에 위치하고 외부에 배치됨; DSP 보상 체계는 전기 영역에서 분산을 보상할 수 있지만 각 제조업체의 보상 기능이 일치하지 않으며 특정 보상 기능은 실제 측정을 통해 얻어야 합니다. 50Gb/s CWDM 광 모듈은 일반적으로 DML을 채택합니다. 외부 변조 방식(EML/MZM)을 채택하면 레이저 처프 효과를 줄일 수 있으므로 분산 비용을 줄일 수 있습니다. 마이크로 루프 분산 보상 방식은 최대 720ps/nm까지 보상할 수 있으며 현재 연구 단계에 있습니다.

작업대 6. 주류 분산 형벌 sOlutions

실제 테스트를 통해 50nm 파장에서 56G CWDM SFP1371 광 모듈의 고온 분산 비용은 약 3dB이며, 이는 50G CWDM SFP56 광 모듈 링크 예산 제약에 의해 제한되며 마진이 충분하지 않으며 DSP 보상 체계가 더 유리할 수 있습니다.

MPI 문제: 광섬유 링크에서 광섬유 시스템의 작은 굴절률 변화, 커넥터 끝면의 더럽거나 불량한 접촉으로 인한 이산 반사 및 Rayleigh 후방 산란으로 인해 원래 신호와 관련 없는 반사된 간섭 신호가 생성됩니다. . 간섭 신호를 원래 신호와 혼합하면 잡음이 발생하여 신호 대 잡음비가 저하되고 시스템의 전송 성능이 저하됩니다. 원래 신호 전력에 대한 모든 반사 신호 전력의 합의 비율을 MPI(다중 경로 간섭)로 정의했습니다. MPI의 강도는 주로 커넥터의 반사율과 반사점 수에 따라 달라집니다. 반사율이 클수록 반사점이 많아지고 MPI는 나빠집니다. IEEE802.3 이더넷 표준에 따르면 범용 링크 모델의 시뮬레이션을 기반으로 MPI 비용을 Link Loss로 변환하고 FEC를 통해 허용 오차를 개선하는 것이 좋습니다.

안에 5G fronthaul 일반적인 C-RAN 시나리오를 예로 들면 네트워크에는 일반적으로 6개의 커넥터가 있습니다(양쪽에 ODF 선반 및 양쪽에 공동 분배기). 이더넷 표준을 참조하면 각 커넥터의 반사 손실을 <-35dB로 제한해야 하지만 프런트홀 링크 중 일부는 커넥터 반사 손실이 약 -26dB로 저하되어 프런트홀 링크에 MPI의 특정 위험이 있습니다. . 시스템 장비 벤더 HW와 Shanghai Jiaotong University는 공동으로 프런트홀 시뮬레이션 모델을 구성했으며 MPI 비용 시뮬레이션 결과는 표 7에 나와 있습니다. 시뮬레이션 모델(커넥터 수, 커넥터 반사율의 일반적인 값, 커넥터 위치 등)은 다음과 같습니다. 이후 기존 네트워크의 일반적인 시나리오 연구에 따라 추가로 수정되었습니다.

표 7. MPI 시뮬레이션 결과

전력 소비: 5G 프런트홀 시나리오는 산업 등급 온도(-40°C~+85°C) 또는 확장된 상업 등급 온도(-20°C~+85°C) 애플리케이션 요구 사항을 고려해야 합니다. 주변 온도 제약 조건 하에서 50G SFP56 광 모듈 및 50G SFP56 CWDM 모듈의 전력 소비는 2W를 넘지 않을 것으로 예상됩니다. 업계에서는 CDR 및 DSP 솔루션을 기반으로 한 50Gb/s 그레이 광 모듈과 DSP 솔루션을 기반으로 한 50Gb/s CWDM 컬러 광 모듈의 소비 전력을 테스트했습니다. 1371nm 광 모듈의 소비 전력은 2W 이상이며 DSP 칩은 전력 소비를 줄이기 위해 더욱 최적화되어야 합니다.

표 8. 50G 광모듈의 소비전력

요약하면 50G CWDM SFP56 트랜시버는 전송 거리가 10km 이상인 애플리케이션 시나리오에서 전력 예산 할당을 완전히 고려해야 합니다. 50Gb/s PAM4 신호는 25Gb/s NRZ 신호에 비해 증가된 수신 감도가 필요하므로 전송 광 출력, 수신 감도 및 분산 페널티 사이의 가중치가 필요합니다.

그림 2. 50G CWDM SFP56 광 모듈 링크 예산

2022년 말까지 FiberMall은 여러 시나리오에서 50G CWDM 광 모듈 샘플을 제공했습니다. 이를 바탕으로 시스템 장비 벤더는 전체 온도 범위에서 기본 기능, 송수신기 성능, 분산 비용 테스트는 물론 멀티 벤더 및 멀티 프로그램 연동 테스트를 진행해 비교적 좋은 검증 결과를 얻었다.

2023년에 최적화된 제품에 대한 추가 테스트가 계획되어 있으며 테스트 결과는 IPEC MFH 표준 개발을 위한 참고 자료로 사용됩니다. 50G CWDM SFP56 광 모듈은 2023년 하반기에 완성될 것으로 예상됩니다.

50G SFP56의 관리 인터페이스 연구 송수신기

새로운 요금이 도입됨에 따라 차세대 5G 프런트홀 광 모듈을 위한 관리 인터페이스의 선택 및 정의는 50G SFP56 광 모듈을 예로 들어 광 모듈이 지원해야 할 잠재적인 새로운 문제와 새로운 요구 사항을 기반으로 해야 합니다. 다음과 같은 문제와 요구 사항이 업계에서 논의되고 있습니다.

요금 설정 보고 기능 지원

전면 광학 모듈은 다른 속도를 지원해야 합니다. 예를 들어, 25G SFP28 광 모듈 eCPRI 프로토콜은 25.7Gb/s 및 10.3Gb/s, CPRI 프로토콜은 24.3Gb/s, 10.1Gb/s 및 9.8Gb/s를 지원해야 하므로 마스터 장비는 보고 속도 기능을 갖춘 광 모듈이 필요합니다. 보고된 속도 설정에 따라 광학 모듈을 합리적으로 구성할 수 있도록 설정합니다.

SFF-8472 프로토콜 스택은 프로토콜 이름, 작동 속도, 변조 코드 유형(NRZ 또는 PAM4) 등과 같은 정보를 포함하는 고유한 "애플리케이션 코드"를 각 애플리케이션에 할당할 수 있는 애플리케이션 선택 테이블 기능을 제공합니다. 50G SFP56 광 50G SFP56 모듈은 이 애플리케이션 선택 테이블 기능을 통합하고 표 9에 표시된 대로 지원되는 속도 세트를 보고할 수 있습니다.

표 9. 50G SFP56 광 모듈에서 지원하는 애플리케이션 코드

전환 중 정확한 전달 속도

25G SFP28 및 10G SFP+ 광 모듈은 모두 NRZ 변조 코드를 채택합니다. 속도를 전환할 때 전기 인터페이스 SerDes 속도 또는 광 인터페이스 작동 속도만 전환하면 됩니다. 광 모듈은 짧은 시간에 잠글 수 있으며 새로운 속도로 작동합니다. 50G SFP56 송수신기는 PAM4 변조 코드와 새로운 CDR 또는 DSP 기술을 도입했습니다. 전기 및 광학 신호 모두 "훈련 및 학습"을 통해 획득되는 세 가지 결정 수준이 있습니다. CDR 또는 DSP 칩은 "훈련 및 학습"을 보다 신속하게 달성하기 위해 속도를 전환할 때 정확한 작동 속도 및 코드 유형을 얻어야 합니다. 앞서 언급한 광모듈의 속도 설정 보고 기능과 결합하여 마스터 장치는 속도 전환 시 Application 코드를 광모듈에 전달하여 정확한 작동 속도와 코드 유형을 전달합니다.

보고 전환 설치 시간

속도 전환 시 마스터 장치가 속도 전환 명령을 광 모듈로 보낸 후. 처음에는 "신호 품질의 프로토콜 요구 사항을 충족하기 위한 광 모듈 입력 신호", 마지막에는 "광 모듈 채널 잠금 및 해당 신호 출력"까지, 이 시간을 스위치 설정 시간이라고 합니다. 또한 광-전기 변환 채널(Egress) 설정 시간과 전기-광 변환 채널(Ingress) 설정 시간으로 나뉩니다.

10G SFP+ 및 25G SFP28 광 모듈은 NRZ 코드 유형을 기반으로 하며 임계값만 "훈련 또는 학습"하면 되고 속도 스위치 설정 시간이 짧고(일반적으로 1ms 이내) 스위칭 신뢰성이 높으며 주요 장비는 일반적으로 시간을 무시합니다. 목표 속도 및 코드 유형이 50Gb/s PAM4인 경우 CDR 또는 DSP는 3개의 임계값을 "훈련 또는 학습"해야 하며 전환 설정 시간은 초 또는 10초 이상이 될 수 있으며 전환에 실패할 가능성이 있습니다. 그래서 광 모듈이 주도적으로 보고해야 합니다. 따라서 광 모듈은 "최대 스위칭 설정 시간"과 "스위칭 성공 플래그"를 능동적으로 보고해야 합니다.

표 10. 설정 시간 등록 템플릿

"스위칭 성공 신호"는 마스터 장치가 광 모듈의 스위칭 상태를 얻는 데 도움이 될 수 있습니다. "Egress 채널"과 "Ingress 채널" 표시를 구분할 필요가 있습니다. 마스터 장치가 광학 모듈이 성공적으로 전환되었음을 쿼리하면 CPRI 또는 ​​eCPRI와 같은 프로토콜 계층을 협상할 수 있습니다.

보고된 전송 대기 시간

광전 변환에서 광 모듈에 의해 도입된 전송 대기 시간은 광 모듈의 전기 칩 솔루션, 변조 코드 유형 및 PCB 정렬과 관련이 있습니다. 10G SFP+ 및 25G SFP28 광학 모듈은 일반적으로 수백 ps 정도의 전송 대기 시간을 가지며 이는 프런트홀 링크에 작은 영향을 미칩니다. 그러나 DSP 솔루션을 기반으로 하는 50G SFP56 광 트랜시버에 의해 도입된 전송 대기 시간은 수십 ns에 이르며 프런트홀 동기 전송 시스템에 영향을 미칩니다. 순방향 동기 전송 시스템에 영향을 미칠 가능성이 있으므로 광 모듈은 관리 인터페이스에서 레지스터를 정의하여 주 장비의 분석 및 판단을 용이하게 하기 위해 광 모듈에 의해 도입된 전송 지연을 선언해야 합니다.

새로운 기능 지원 보고

CDR 솔루션과 비교하여 DSP 솔루션 기반의 50G SFP56 광 모듈은 루프백, 신호 대 잡음비 감지, BER 감지 등과 같은 새로운 기능을 제공할 수 있습니다. 관리 인터페이스가 감지 결과를 얻기 위해 레지스터를 제공할 수 있는 동안 지원하는 기능입니다.

요약하면, 위의 문제와 요구 사항을 해결하고 충족하기 위해서는 차세대 5G 프런트홀 광 모듈에 대한 새로운 관리 인터페이스가 필요합니다. 현재 업계의 주류 관리 인터페이스 프로토콜에는 SFF-8472 및 OIF CMIS 등이 있습니다.

표 11은 SFF-8472와 CMIS 프로토콜의 부분 비교를 보여줍니다. CMIS 프로토콜은 QSFP-DD 광 모듈의 표준 프로토콜로, 다중 채널에 적용 가능하며 조정 후 단일 채널 프런트홀 광 모듈에 사용할 수 있습니다. CMIS 프로토콜 스택이 새롭기 때문에 위의 새 기능은 프로토콜 스택에서 정의되며 기능 분석 측면에서 더 포괄적입니다. SFF-8472 프로토콜은 10Gb/s 및 25Gb/s 광 모듈에 널리 사용되며 마스터 장치에서 많은 양의 코드를 사용할 수 있다는 장점이 있습니다. SFF-8472 프로토콜은 10Gb/s 및 25Gb/s 광 모듈에서 널리 사용됩니다. 광 모듈. SFF-8472 프로토콜은 10Gb/s 및 25Gb/s 광 모듈에 널리 사용됩니다.

표 11. SFF-8472와 CMIS의 비교

50G 파장 가변 BiDi SFP56 송수신기

IEEE802.3cp 및 CCSA는 각각 국제 표준 및 산업 표준을 발표했으며, 업스트림 및 다운스트림에 대한 권장 파장은 표 12에 나와 있습니다. 실제 사용 시 잠재적인 AB-끝 오삽입 및 페어링 이상으로 인해 자재 자원 및 유지 관리가 더 어려워집니다.

표 12. 50G BiDi 광 모듈 파장 권장 사항

FiberMall은 기존 BiDi 광 모듈의 "업스트림 및 다운스트림" 파장 제약을 깨뜨릴 수 있는 50G 파장 가변 BiDi SFP56 광 모듈을 위한 새로운 솔루션을 제안합니다. 개략도는 그림 3에 나와 있습니다.

전기 인터페이스 솔루션은 기존의 50Gb/s BiDi 광 모듈과 동일하며 2x25Gb/s NRZ 및 1x50Gb/s PAM4 유형을 지원합니다. DSP, Driver, TIA 등 핵심 전기칩도 기존 50Gb/s BiDi 광모듈과 동일하다. 모듈의 광학 경로에는 레이저와 광학 필터가 포함되어 있습니다. 레이저의 출력 파장은 필터의 통과 대역/저지 대역 파장과 일치해야 하므로 레이저는 파장 가변 레이저를 사용하거나 TEC 온도 제어를 통해 레이저 파장 변화 조정을 실현해야 합니다. 동시에 조정 가능한 광학 필터 및 모니터링 루프로 파장 모니터링을 수행할 수 있으며 전체 시스템은 소프트웨어 핸드셰이크로 적응적으로 일치하여 광학 모듈의 양쪽 끝에서 데이터 신호 전송을 실현합니다.

그림 3. 파장 자체 튜닝 BiDi 광 모듈의 개략도

레이저 및 광학 필터용 파장 가변 기술은 이 솔루션의 주요 어려움이자 과제입니다. 레이저 측면에서 최적의 비용 솔루션은 TEC 온도 제어를 통해 레이저 파장 가변성을 달성하는 것이지만 단점은 제한된 파장 튜닝 범위입니다.

TEC 온도 제어는 일반적으로 10~20℃ 범위 내이며 레이저 파장 가변 범위는 ±1nm로 제한되며 광 모듈의 방출 파장 채널 간격은 약 1nm로 설정해야 합니다.

DFB 또는 FP 레이저는 넓은 스펙트럼 폭으로 인해 요구 사항을 충족할 수 없으므로 일반적인 스펙트럼 폭이 0.2nm 미만인 EML 레이저가 필요합니다.

또한 분산 공차의 관점에서 단일 섬유 단방향 광 모듈은 파장 범위가 좁아 장거리 전송 및 WDM 확장에 도움이 됩니다. 광학 필터의 경우 파장 가변성을 달성하기 위해 열 튜닝도 선호되지만 열 누화 및 기타 설계 문제에 특별한 주의를 기울여야 합니다.

기술 사양 측면에서 50G 파장 가변 BiDi SFP56 트랜시버의 링크 예산은 기존 50Gb/s 광 모듈과 일치할 수 있습니다. 3.5~0℃의 전체 온도 조건에서 소비 전력은 70W 미만이며 파장은 1308nm/1309nm에서 자유롭게 전환할 수 있으며 양단에서 파장 전환 안정성 및 서비스 구축을 위한 일반적인 시간은 10초 미만입니다. 2021년 말 CCSA는 이 기술 솔루션에 대한 라인 표준 프로젝트 계획을 논의했으며, 업계 표준은 2023년 하반기에 출시될 것으로 예비 추정됩니다.

산업 체인 측면에서 50G 파장 가변 BiDi SFP56 광 모듈은 기존의 50Gb/s BiDi 광 모듈과 비교하여 새로운 파장 가변 레이저, 파장 가변 광 필터 및 소프트웨어 적응형 매칭을 갖추고 있습니다. 위에서 분석한 바와 같이 레이저 파장 가변은 TEC 온도 제어로 달성할 수 있고 소프트웨어 적응형 매칭은 광학 파장 모니터링과 내장 소프트웨어 기능의 조합으로 달성할 수 있으며 파장 가변 광학 필터는 산업 체인에 새로 추가되었습니다.

현재 파장 가변 필터에 대한 산업 솔루션은 Etalon + 온도 제어, 조정 가능한 PLC 등입니다. 주요 기술 매개 변수에는 FSR, 대역폭, 격리 등이 포함됩니다. 광 모듈 장치의 주요 지표(파장 조정 범위, 감도, 절연 등)은 기술적 분석을 달성하기 위해 장치 및 프로세스의 사양을 얻기 위해 하향 분해될 수 있으며, 산업 체인의 성숙도는 더욱 향상되어야 합니다.