O que é um transceptor óptico 100G Single Lambda?

Módulos ópticos de taxa 100G, como 100GBASE-LR4, 100G-CWDM4, 100G-PSM4 e 100GBASE-SR4, já são bastante populares no mercado. No entanto, para reduzir ainda mais o custo e melhorar a eficiência da transmissão, o setor propôs um padrão para módulos ópticos 100G de lambda único. Hoje, discutiremos os módulos ópticos 100G de lambda único em profundidade sob várias perspectivas, incluindo definição, comparação com módulos 100G QSFP28 comuns, desempenho e tendências futuras de desenvolvimento.

O que é o módulo óptico 100G Single Lambda?

100G Lambda Único Os módulos ópticos 100G usam a tecnologia de sinalização PAM4 para transmitir dados 100G em um único comprimento de onda, conforme desenvolvido pela 100G Lambda MSA Alliance. Em sua essência está uma taxa de transmissão de 100Gb/s por canal, com o objetivo de fornecer uma solução mais econômica para comutação, roteamento e transmissão de alta densidade no nível multi-T. A arquitetura óptica deste módulo é muito simplificada em comparação com os designs convencionais de múltiplos comprimentos de onda, com cada comprimento de onda capaz de suportar transmissão 100G, reduzindo a complexidade dos componentes e, em última análise, diminuindo os custos.

Introdução ao Módulo 100G QSFP28 Single Lambda

100G QSFP28 DR

O 100GBASE-DR o módulo é compatível com o padrão IEEE 100GBASE-DR para fibra monomodo e suporta transmissão de 500 metros, tornando-o particularmente adequado para conectividade na arquitetura leaf-ridge de data centers. De acordo com a especificação QSFP28 MSA, ele também conta com diagnóstico digital na interface I2C para monitoramento em tempo real dos parâmetros operacionais.

100G QSFP28 FR

O módulo 100GBASE-FR é compatível com o padrão 100GBASE-FR1 e usa um laser EML de 1310nm e receptor PIN para suportar sinais elétricos 4x 25G NRZ a uma taxa total de 100G, tornando-o adequado para transmissão de curta distância em fibra monomodo.

100G QSFP28 LR

Projetado para oferecer suporte a aplicações 100G Ethernet, o módulo 100GBASE-LR é adequado para conexões de fibra monomodo de até 10km e é uma boa escolha para data centers, redes entre edifícios ou redes de transmissão. Ele é retrocompatível com links 100G LR4 de 10km e está em conformidade com os padrões QSFP28 MSA, IEEE 802.3cd 100GBASE-LR1 e 100G Lambda MSA, tornando-o adequado para uso em aplicações de rede central e agregada.

Diferenças e vantagens de 100G Single Lambda vs. 100G QSFP28 convencional

Arquitetura Mais Simples

Módulos ópticos 100G single lambda geralmente incluem vários tipos de 100G DR, 100G FR, 100G ER e 100G LR. Após receber sinais elétricos 4x 25G do host, ele converte os sinais para o formato PAM4 por meio de DSP e, em seguida, envia todo o tráfego 100G por meio de um único laser. Em comparação com os módulos 100G QSFP28 convencionais, os módulos single lambda não exigem o uso de WDM ou fibra paralela, e o número de componentes é reduzido proporcionalmente, reduzindo quatro transmissores e receptores para um.

Suporte para distâncias de transmissão mais longas

Por exemplo, a distância máxima de transmissão do módulo 100G QSFP28 DR é de até  500 metros, enquanto o módulo 100GBASE-FR introduzido pela 100G Lambda MSA se estende a 2 quilômetros, o que é útil para cenários que exigem conectividade de longa distância, como certos ambientes de rede com alta perda. A MSA também introduziu o 100GBASE-LR com uma distância de transmissão de até 10 quilômetros, semelhante ao módulo 100G QSFP28 LR4.

Custo Mais Baixo

O design de lambda único não apenas simplifica os componentes, mas também reduz significativamente o custo dos links 100G. De acordo com pesquisas do IEEE, uma solução 100G de lambda único pode reduzir o custo de um link óptico 100G em pelo menos 40 por cento, pois os comprimentos de onda para roteamento óptico são reduzidos de quatro para um. Essa otimização arquitetural resulta em uma redução significativa no custo geral.

Como a tecnologia 100G Single Lambda pode impulsionar a aceleração do 400G?

Atualmente, a demanda de rede está cada vez maior, e o aumento repentino do tráfego de dados faz com que o mercado tenha expectativas mais altas em relação a módulos ópticos simplificados e com custo reduzido, especialmente em aplicações que exigem alta largura de banda e densidade ultra-alta, como 200G e 400G. O surgimento dos módulos 100G single Lambda não apenas torna a atualização de redes 100G para 400G mais suave, mas também simplifica o design interno dos módulos 400G, o que fornece mais suporte técnico para a expansão de redes de alta velocidade 400G baseada em Ethernet 100G. A expansão de redes de alta velocidade 400G baseada em Ethernet 100G fornece suporte técnico mais robusto. Além disso, como esta solução reduz a exigência quanto ao número de fibras ópticas, ela naturalmente reduz o custo geral.

Caminho de upgrade de 100G QSFP28 para 400G QSFP-DD

Ao introduzir a tecnologia de modulação PAM4, single lambda 100G torna-se uma realidade, tornando a atualização de 100G para 4x100G mais viável. Tomando o padrão IEEE como exemplo, ele usa 100GBASE-DR como base para 400GBASE-DR4. 400GBASE-DR4 pode ser dividido em quatro módulos 100GBASE-DR para atender aos requisitos de conectividade 400G em uma distância de 500 metros. Dessa forma, o transceptor 100G single Lambda permite que portas 400G sejam conectadas com uma divisão 100G mais fácil.

100G Single Lambda Torna os Módulos 400G Mais Econômicos

O Consórcio 100G Lambda MSA também está ajudando a atualizar o padrão 400G do IEEE. O padrão 400G atual normalmente depende de oito canais de sinalização 50G PAM4 usando uma malha de comprimentos de onda LAN-WDM. No entanto, essa solução, assim como 100GBASE-LR4, sofre com um número elevado de canais de comprimento de onda, equipamentos complexos de multiplexação e demultiplexação e altos custos. Para melhorar essa situação, o 100G Lambda MSA propõe uma solução 100G de comprimento de onda único usando uma grade de comprimentos de onda CWDM de 4 canais, que tem maior tolerância a falhas e reduz substancialmente o custo geral do 400G.

Conclusão

Impulsionada pela 100G Lambda MSA, a tecnologia 100G single lambda oferece uma opção mais econômica para criar Ethernet 100G, ao mesmo tempo que acelera o ritmo das atualizações de rede de 100G para 400G. Em comparação com os módulos 100G QSFP28 tradicionais, os módulos ópticos 100G de comprimento de onda único se destacam em termos de distância de transmissão e custo. Isso mostra que o 100G de comprimento de onda único provavelmente se tornará a primeira escolha para mais usuários em futuras redes 100G e 400G.