Qu’est-ce qu’un émetteur-récepteur optique 100G Single Lambda ?

Les modules optiques à débit 100G tels que 100GBASE-LR4, 100G-CWDM4, 100G-PSM4 et 100GBASE-SR4 sont déjà très populaires sur le marché. Cependant, afin de réduire davantage les coûts et d’améliorer l’efficacité de transmission, l’industrie a proposé une norme pour les modules optiques 100G à lambda unique. Aujourd’hui, nous aborderons en profondeur les modules optiques 100G à lambda unique sous plusieurs angles, notamment leur définition, leur comparaison avec les modules 100G QSFP28 courants, leurs performances et les tendances de développement futures.

Qu'est-ce que le module optique 100G Single Lambda ?

100G Lambda unique Les modules optiques 100G utilisent la technologie de signalisation PAM4 pour transmettre des données 100G sur une seule longueur d’onde, comme développé par la 100G Lambda MSA Alliance. Au cœur de cette technologie se trouve un débit de transmission de 100Gb/s par canal, avec pour objectif de fournir une solution plus rentable pour la commutation, le routage et la transmission haute densité au niveau multi-T. L’architecture optique de ce module est grandement simplifiée par rapport aux conceptions mult longueurs d’onde conventionnelles, chaque longueur d’onde pouvant prendre en charge une transmission 100G, ce qui réduit la complexité des composants et, au final, fait baisser les coûts.

Introduction du module 100G QSFP28 Single Lambda

100G QSFP28 DR

Le 100GBASE-DR Le module est conforme à la norme IEEE 100GBASE-DR pour la fibre monomode et prend en charge une transmission de 500 mètres, ce qui le rend particulièrement adapté à la connectivité d’architecture leaf-ridge dans les centres de données. Selon la spécification QSFP28 MSA, il dispose également de diagnostics numériques sur l’interface I2C pour la surveillance en temps réel des paramètres opérationnels.

100G QSFP28 FR

Le module 100GBASE-FR est conforme à la norme 100GBASE-FR1 et utilise un laser EML de 1310nm et un récepteur PIN pour prendre en charge des signaux électriques 4x 25G NRZ à un débit total de 100G, ce qui le rend adapté à la transmission sur fibre monomode à courte distance.

100G QSFP28 LR

Conçu pour prendre en charge les applications Ethernet 100G, le module 100GBASE-LR convient aux connexions sur fibre monomode jusqu'à 10km et constitue un bon choix pour les centres de données, les réseaux inter-bâtiments ou de transmission. Il est rétrocompatible avec les liaisons 100G LR4 10km et conforme aux normes QSFP28 MSA, IEEE 802.3cd 100GBASE-LR1 et 100G Lambda MSA, ce qui le rend adapté à une utilisation dans les applications de réseaux de cœur et d'agrégation.

Différences et avantages du 100G Single Lambda par rapport au 100G QSFP28 conventionnel

Architecture plus simple

Les modules optiques 100G single lambda comprennent généralement plusieurs types : 100G DR, 100G FR, 100G ER et 100G LR. Après avoir reçu 4 signaux électriques 25G de l’hôte, ils convertissent les signaux au format PAM4 via DSP, puis envoient l’ensemble du trafic 100G au moyen d’un seul laser. Par rapport aux modules 100G QSFP28 conventionnels, les modules single lambda ne nécessitent pas l’utilisation de WDM ni de fibre parallèle, et le nombre de composants est réduit en conséquence, ramenant quatre émetteurs et récepteurs à un seul.

Prise en charge de distances de transmission plus longues

Par exemple, la distance de transmission maximale du module 100G QSFP28 DR atteint  500 mètres, tandis que le module 100GBASE-FR introduit par 100G Lambda MSA s’étend jusqu’à 2 kilomètres, ce qui est utile pour les scénarios nécessitant une connectivité longue distance, tels que certains environnements réseau à fortes pertes. MSA a également introduit le 100GBASE-LR avec une distance de transmission allant jusqu’à 10 kilomètres, similaire au module 100G QSFP28 LR4.

Coût inférieur

La conception à lambda unique simplifie non seulement les composants, mais réduit aussi considérablement le coût des liens 100G. Selon une étude de l’IEEE, une solution 100G à lambda unique peut réduire le coût d’un lien optique 100G d’au moins 40 pour cent, car les longueurs d’onde pour le routage optique sont réduites de quatre à une. Cette optimisation architecturale entraîne une réduction significative du coût global.

Comment la technologie 100G Single Lambda peut-elle accélérer le déploiement du 400G ?

De nos jours, la demande réseau ne cesse d’augmenter, et la forte croissance du trafic de données pousse le marché à attendre davantage de modules optiques simplifiés et à coût réduit, en particulier dans les applications nécessitant une bande passante élevée et une très haute densité, comme le 200G et le 400G. L’émergence des modules 100G à Lambda unique rend non seulement la mise à niveau des réseaux 100G vers le 400G plus fluide, mais simplifie également la conception interne des modules 400G, ce qui apporte davantage de soutien technique à l’expansion des réseaux haut débit 400G basés sur Ethernet 100G. L’expansion des réseaux haut débit 400G basés sur Ethernet 100G bénéficie d’un soutien technique plus solide. De plus, comme cette solution réduit les exigences relatives au nombre de fibres optiques, elle diminue naturellement le coût global.

Chemin de mise à niveau de 100G QSFP28 vers 400G QSFP-DD

En introduisant la technologie de modulation PAM4, le single lambda 100G devient une réalité, rendant la mise à niveau de 100G vers 4x100G plus réalisable. En prenant la norme IEEE comme exemple, elle utilise 100GBASE-DR comme base pour 400GBASE-DR4. 400GBASE-DR4 peut être divisé en quatre modules 100GBASE-DR afin de répondre aux exigences de connectivité 400G sur une distance de 500 mètres. Ainsi, l’émetteur-récepteur 100G single Lambda permet aux ports 400G d’être connectés avec une répartition 100G plus simple.

Le 100G Single Lambda rend les modules 400G plus rentables

Le consortium 100G Lambda MSA contribue également à la mise à niveau de la norme 400G de l’IEEE. La norme 400G actuelle repose généralement sur huit canaux de signalisation PAM4 de 50G utilisant un maillage de longueurs d’onde LAN-WDM. Cependant, cette solution, comme 100GBASE-LR4, souffre d’un nombre élevé de canaux de longueurs d’onde, d’équipements complexes de multiplexage et de démultiplexage, ainsi que de coûts élevés. Pour améliorer cette situation, le 100G Lambda MSA propose une solution 100G à longueur d’onde unique utilisant une grille de longueurs d’onde CWDM à 4 canaux, qui offre une meilleure tolérance aux pannes et réduit considérablement le coût global du 400G.

Conclusion

Portée par le 100G Lambda MSA, la technologie 100G à lambda unique offre une option plus rentable pour créer des réseaux Ethernet 100G tout en accélérant le rythme des mises à niveau réseau de 100G à 400G. Comparés aux modules 100G QSFP28 traditionnels, les modules optiques 100G à longueur d’onde unique excellent en termes de distance de transmission et de coût. Cela montre que le 100G à longueur d’onde unique est susceptible de devenir le premier choix pour davantage d’utilisateurs dans les futurs réseaux 100G et 400G.