100G QSFP28 ZR4, le meilleur choix pour l‘interconnexion des centres de données 100G long haul.
Le développement de l‘Ethernet 100G devenant une tendance, la demande de modules optiques 100G augmente, et aujourd‘hui les modules optiques 100G représentent une part importante du coût de construction du réseau. Trois solutions ont émergé dans l‘espace DCI 100G 80km, à savoir 100G cohérent, 100G PAM4 DWDM et 100G QSFP28 ZR4.
Introduction du QSFP28 ZR4 100G
Le module optique 100G QSFP28 ZR4 est utilisé pour connecter des commutateurs, des routeurs, des dispositifs de transmission, etc. dans les centres de données et sur des distances allant jusqu‘à 80 km sur une fibre monomode.
Le module optique 100G QSFP28 ZR4 est entièrement conforme à la norme industrielle QSFP28 et au MSA associé, comme décrit dans la dernière version de la norme SFF-8665/8636, et est disponible avec des diagnostics numériques via l‘interface I2C. Il est également conforme aux spécifications de la norme IEEE 802.3 100GBASE-ZR4. En outre, le module prend en charge la vitesse de transmission standard KR4 FEC (Forward Error Correction), ce qui permet de détecter et de corriger les codes d‘erreur du côté réception et d‘améliorer la qualité globale de la liaison.
Architecture 100G QSFP28 ZR4
100G QSFP28 ZR4 Côté émetteur, quatre canaux de données série (NRZ) sont récupérés par le CDR et transmis à quatre pilotes laser qui contrôlent quatre lasers avec des longueurs d‘onde centrales de 1296nm, 1300nm, 1305nm et 1309nm respectivement. Le signal optique est multiplexé vers une fibre monomode via un connecteur LC standard. À l‘extrémité de réception, les signaux optiques des quatre canaux sont amplifiés par une SOA, puis démultiplexés par un démultiplexeur optique intégré. Chaque signal optique est récupéré par un détecteur PIN et passe ensuite par un amplificateur à transimpédance et un CDR vers un pilote de sortie conforme à la norme CAUI-4, comme le montre la figure 1.
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Comparaison des solutions DCI 100G 80km
La connectivité métropolitaine et la DCI font référence à de très grands centres de données et à de grands commutateurs de réseau connectés à l‘intérieur des villes, qui nécessitent de nombreuses connexions à large bande passante à des débits de données de 100G+, exigeant des modules optiques qui simplifient les opérations, réduisent l‘espace, le coût et la consommation d‘énergie.
100G Cohérent
Traditionnellement, les fournisseurs de commutateurs utilisent des modules optiques cohérents CFP/CFP2 dans leurs équipements DCI. La technologie cohérente est généralement utilisée pour les transmissions optiques métropolitaines à longue distance à l‘aide de techniques de modulation plus avancées telles que QPSK, 8QAM ou 16QAM, qui peuvent doubler, tripler ou quadrupler le débit binaire. Cependant, une telle modulation nécessite une technique avancée de détection cohérente du côté du récepteur et un traitement numérique des signaux pour corriger la dispersion. Si le coût par bit reste une préoccupation, le coût des composants est élevé et les modules optiques nécessitent de l‘espace et des budgets de puissance suffisants et ne sont disponibles que sur des boîtiers enfichables CFP et CFP2. Bien entendu, il est possible d‘insérer des modules cohérents dans des cartes de commutation/routeur pour les scénarios IPoDWDM. Toutefois, la consommation d‘énergie élevée et la taille importante des modules CFP/CFP2 nécessitent des cartes de ligne dédiées.
100G PAM4 DWDM
Le dernier développement de 100G QSFP28 PAM4 DWDM offre une autre option. Cependant, PAM4 nécessite l‘utilisation de systèmes d‘amplification et de compensation de dispersion sur la liaison optique lorsque la distance de transmission est supérieure à 5 km, ce qui entraîne des coûts de bout en bout plus élevés. Les opérateurs DCI doivent déployer des Mux/Demux, EDFA et DCM qui peuvent ne pas exister dans le réseau actuel. Et cette solution n‘est pas compatible avec les Mux/Demux 50GHz.
100G QSFP28 ZR4
Le QSFP28 ZR4 comble les lacunes de ces deux solutions avec le QSFP28 ZR4 100G, dont le coût est optimisé pour prendre en charge l‘Ethernet 100G jusqu‘à 80 km. Le ZR4 QSFP28, dans un boîtier QSFP28, est de petite taille et consomme peu d‘énergie, offrant une solution point à point dans le centre de données sans avoir à déployer les interfaces CFP/CFP2 existantes. Il peut fonctionner sur des liaisons point à point jusqu‘à 80 km de long sans nécessiter d‘amplification optique ni de compensation de dispersion. Il s‘agit d‘une véritable solution plug-and-play. Comme le montre la figure 3 ci-dessous.
Summary
In summary, in 100G 80km DCI, 100G ZR4 has significant cost and power advantages over coherent solutions, and compared to 100G PAM4 DWDM solutions, it eliminates the need to deploy redundant and complex equipment to achieve point-to-point optical transmission, so 100G QSFP28 ZR4 is most preferred in long-haul DCI applications.
