¿Qué es un transceptor óptico 100G Single Lambda?

Los módulos ópticos de tasa 100G como 100GBASE-LR4, 100G-CWDM4, 100G-PSM4 y 100GBASE-SR4 ya son bastante populares en el mercado. Sin embargo, con el fin de reducir aún más los costes y mejorar la eficiencia de transmisión, la industria ha propuesto un estándar para módulos ópticos 100G single lambda. Hoy analizaremos en profundidad los módulos ópticos 100G single lambda desde varias perspectivas, incluidas la definición, la comparación con los módulos 100G QSFP28 comunes, el rendimiento y las tendencias futuras de desarrollo.

¿Qué es el módulo óptico 100G Single Lambda?

100G Single Lambda Los módulos ópticos 100G utilizan la tecnología de señalización PAM4 para transmitir datos 100G en una sola longitud de onda, según lo desarrollado por la 100G Lambda MSA Alliance. En esencia, cuentan con una velocidad de transmisión de 100Gb/s por canal, con el objetivo de proporcionar una solución más rentable para conmutación, enrutamiento y transmisión de alta densidad a nivel multi-T. La arquitectura óptica de este módulo está mucho más simplificada en comparación con los diseños convencionales de múltiples longitudes de onda, ya que cada longitud de onda es capaz de admitir transmisión 100G, lo que reduce la complejidad de los componentes y, en última instancia, disminuye los costes.

Introducción del módulo 100G QSFP28 Single Lambda

100G QSFP28 DR

El 100GBASE-DR El módulo cumple con el estándar IEEE 100GBASE-DR para fibra monomodo y admite transmisión de 500 metros, lo que lo hace especialmente adecuado para la conectividad de arquitectura leaf-ridge de centros de datos. Según la especificación QSFP28 MSA, también cuenta con diagnósticos digitales en la interfaz I2C para la monitorización en tiempo real de los parámetros operativos.

100G QSFP28 FR

El módulo 100GBASE-FR cumple con el estándar 100GBASE-FR1 y utiliza un láser EML de 1310nm y un receptor PIN para admitir señales eléctricas 4x 25G NRZ a una velocidad total de 100G, lo que lo hace adecuado para la transmisión por fibra monomodo de corta distancia.

100G QSFP28 LR

Diseñado para admitir aplicaciones Ethernet 100G, el módulo 100GBASE-LR es adecuado para conexiones de fibra monomodo de hasta 10km y es una buena opción para centros de datos, redes entre edificios o de transmisión. Es retrocompatible con enlaces 100G LR4 de 10km y cumple con los estándares QSFP28 MSA, IEEE 802.3cd 100GBASE-LR1 y 100G Lambda MSA, lo que lo hace adecuado para su uso en aplicaciones de red centrales y agregadas.

Diferencias y ventajas de 100G Lambda única frente a 100G QSFP28 convencional

Arquitectura más sencilla

Los módulos ópticos 100G single lambda suelen incluir varios tipos de 100G DR, 100G FR, 100G ER y 100G LR. Tras recibir señales eléctricas 4x 25G del host, convierte las señales al formato PAM4 mediante DSP y luego envía todo el tráfico 100G a través de un único láser. En comparación con los módulos 100G QSFP28 convencionales, los módulos single lambda no requieren el uso de WDM ni de fibra paralela, y el número de componentes se reduce en consecuencia, pasando de cuatro transmisores y receptores a uno.

Compatibilidad con distancias de transmisión más largas

Por ejemplo, la distancia máxima de transmisión del módulo 100G QSFP28 DR es de hasta  500 metros, mientras que el módulo 100GBASE-FR introducido por 100G Lambda MSA se extiende hasta 2 kilómetros, lo cual resulta útil para escenarios que requieren conectividad de larga distancia, como ciertos entornos de red de alta pérdida. MSA también ha introducido 100GBASE-LR con una distancia de transmisión de hasta 10 kilómetros, similar al módulo 100G QSFP28 LR4.

Menor coste

El diseño de lambda única no solo simplifica los componentes, sino que también reduce significativamente el coste de los enlaces 100G. Según investigaciones del IEEE, una solución 100G de lambda única puede reducir el coste de un enlace óptico 100G en al menos un 40 por ciento porque las longitudes de onda para el enrutamiento óptico se reducen de cuatro a una. Esta optimización arquitectónica da como resultado una reducción significativa del coste general.

¿Cómo puede la tecnología 100G Single Lambda impulsar la aceleración de 400G?

Hoy en día, la demanda de red es cada vez mayor, y el aumento del tráfico de datos hace que el mercado tenga mayores expectativas para módulos ópticos simplificados y de menor coste, especialmente en aplicaciones que requieren gran ancho de banda y densidad ultraalta, como 200G y 400G. La aparición de los módulos 100G de Lambda única no solo hace que la actualización de redes 100G a 400G sea más fluida, sino que también simplifica el diseño interno de los módulos 400G, lo que proporciona más apoyo técnico para la expansión de redes de alta velocidad 400G basadas en Ethernet 100G. La expansión de redes de alta velocidad 400G basada en Ethernet 100G proporciona un apoyo técnico más sólido. Además, dado que esta solución reduce el requisito del número de fibras ópticas, naturalmente reduce el coste total.

Ruta de actualización de 100G QSFP28 a 400G QSFP-DD

Al introducir la tecnología de modulación PAM4, el 100G de lambda única se hace realidad, lo que hace más viable la actualización de 100G a 4x100G. Tomando como ejemplo el estándar IEEE, utiliza 100GBASE-DR como base para 400GBASE-DR4. 400GBASE-DR4 puede dividirse en cuatro módulos 100GBASE-DR para cumplir los requisitos de conectividad 400G a una distancia de 500 metros. De este modo, el transceptor 100G de Lambda única permite conectar puertos 400G con una división 100G más sencilla.

100G Single Lambda hace que los módulos 400G sean más rentables

El Consorcio 100G Lambda MSA también está ayudando a actualizar el estándar 400G del IEEE. El estándar 400G actual suele basarse en ocho canales de señalización PAM4 de 50G que utilizan una malla de longitudes de onda LAN-WDM. Sin embargo, esta solución, al igual que 100GBASE-LR4, adolece de un elevado número de canales de longitud de onda, equipos complejos de multiplexación y demultiplexación, y altos costes. Para mejorar esta situación, 100G Lambda MSA propone una solución 100G de una sola longitud de onda que utiliza una cuadrícula de longitudes de onda CWDM de 4 canales, que ofrece mayor tolerancia a fallos y reduce sustancialmente el coste total de 400G.

Conclusión

Impulsada por 100G Lambda MSA, la tecnología 100G de lambda única proporciona una opción más rentable para construir Ethernet 100G, al tiempo que acelera el ritmo de las actualizaciones de red de 100G a 400G. En comparación con los módulos 100G QSFP28 tradicionales, los módulos ópticos 100G de longitud de onda única destacan en términos de distancia de transmisión y coste. Esto muestra que 100G de longitud de onda única probablemente se convertirá en la primera opción para más usuarios en futuras redes 100G y 400G.