PAM4 y tecnología coherente en transceptor óptico 100G DWDM

- Mar 16, 2021-

PAM4 y tecnología coherente en transceptor óptico 100G DWDM


Mediante el uso de módulos ópticos estándar (como CFP y QSFP28), es posible la transmisión de 100G en el centro de datos. Aunque son muy adecuados para transmitir tráfico de 100G en racks y centros de datos, cuando el tráfico de 100G debe transmitirse a largas distancias (por ejemplo, conexiones de larga distancia entre diferentes centros de datos, por ejemplo, más de 40 km), esto se convierte en un problema. . Esto requiere módulos ópticos 100G DWDM.


Dado que los transceptores DWDM SFP se utilizan ampliamente para la expansión de la capacidad de la red 10G, la tecnología DWDM no es nueva en la industria. En términos de funciones, 100G DWDM es muy similar a su predecesor. Sin embargo, generalmente se usa para lograr una transmisión de mayor distancia en redes 100G.


PAM4 y Coherent son dos soluciones líderes en la industria que brindan mayor ancho de banda y distancia de transmisión. Al comparar 100G DWDM PAM4 y módulos ópticos coherentes, depende de las funciones que la red necesite y se beneficie de ellas.


Transceptor PAM4

La creación de modulación de amplitud de pulso (o dispositivo óptico PAM4) es para responder a la demanda de módulos ópticos para enlaces de corta distancia. Utiliza cuatro amplitudes de pulso diferentes para transmitir información. Cada amplitud tiene dos bits, lo que duplica la velocidad de datos y hace que la eficiencia del ancho de banda de PAM4 sea el doble que la del modelo binario tradicional.


Ventajas de PAM4

Antes de PAM4, el formato de modulación binario NRZ se usaba en redes de transmisión de datos de larga distancia 100G y 40G. PAM4 tiene cuatro patrones de código diferentes para codificar dos bits de datos. Por tanto, el ancho de banda de la conexión se puede duplicar con este formato de modulación. En la actualidad, se utiliza la tecnología de modulación PAM4 de longitud de onda única porque se considera la fuerza impulsora más eficaz y rentable para la transmisión de datos 100G.


El módulo óptico PAM4 se puede utilizar directamente en el conmutador de la red DWDM incorporada. Se trata de una solución sencilla y rentable para los clientes que desean crear redes de datos DWDM integradas.


Desventajas de PAM4

Una de sus desventajas es que los módulos ópticos PAM4 requieren un amplificador para transmitir más de 5 km. En este caso, se requiere un multiplexor DWDM separado, el multiplexor debe estar equipado con compensación de dispersión y un amplificador para conectarse al centro de datos. Además, si el módulo óptico PAM4 se utiliza junto con la red DWDM existente, el DCM y el amplificador deben prepararse primero para evitar problemas en el futuro.


Otra desventaja es que PAM4 es susceptible a interferencias de ruido. El nivel de voltaje adicional requiere un intervalo de nivel reducido, lo que da como resultado una relación señal / ruido más alta, por lo que PAM4 funciona mejor en sistemas ópticos de corta distancia.


5km _

Escenario de implementación de una aplicación de hasta 5 km




5km _

Escenario de implementación de una aplicación de hasta 80 km



Transceptor óptico coherente

La comunicación óptica coherente es la transmisión óptica que utiliza la luz del oscilador local para la detección coherente y utiliza un procesador de señal digital (DSP). Tiene la capacidad de alcanzar o incluso superar la velocidad de transmisión de 100 Gigabit. Puede transmitir datos de terabit, solo necesita un par de fibra óptica, que generalmente se usa para aplicaciones de larga distancia.


Ventajas del módulo óptico coherente

La principal ventaja del módulo óptico coherente es el chip DSP integrado y la compensación de dispersión electrónica (EDC), que no está disponible en PAM4. Este chip no requiere un módulo de compensación de dispersión y DSP separado, pero adopta EDC para aumentar la ampliación.


La distancia de transmisión de los dispositivos ópticos coherentes puede alcanzar los 1000 km y el soporte de larga distancia se puede llevar a cabo sin la necesidad de un sistema de terceros. Mediante el uso de la tecnología en las comunicaciones por radio, la óptica coherente puede aumentar la sensibilidad del receptor mientras se mantiene la sintonización selectiva, lo que permite que el espaciado de canales sea cercano pero aún separado.


Desventajas del módulo óptico coherente

Aunque las ópticas coherentes digitales CFP y CFP2 pueden funcionar de manera rápida y eficiente, utilizan más energía y cuestan más que otros paquetes. Estas desventajas pueden afectar el costo operativo total, lo que ha planteado desafíos a las empresas que necesitan un transceptor óptico 100G DWDM de alta calidad dentro de un presupuesto económico.


Otra desventaja de los módulos ópticos coherentes es que en ambos extremos del enlace, se requerirán dos DSP del mismo proveedor. Distintos DSP no pueden funcionar juntos y, en algunos casos, las tarjetas de línea también deben ser las mismas.


Conclusión

En resumen, los módulos ópticos 100G PAM4 se pueden seleccionar dentro de los 80 km, y los módulos ópticos coherentes 100G se pueden seleccionar para más de 80 km. Los centros de datos también pueden utilizar módulos ópticos en cualquier combinación de acuerdo con sus requisitos específicos. La popular tecnología DWDM se ha expandido a una velocidad de línea de 200G, lo que ayuda a mantener la complejidad y los factores de costo de las redes de comunicación de datos. En comparación con los multiplexores pasivos que permiten servicios de red CWDM / DWDM multicanal por debajo de 10G, DWDM se convertirá en el multiplexor principal para sistemas 100G.


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