通過使用標(biāo)準(zhǔn)的光模塊(例如CFP和QSFP28),數(shù)據(jù)中心內(nèi)的100G傳輸成為可能。盡管它們非常適合在機架和數(shù)據(jù)中心內(nèi)傳輸100G流量,但是當(dāng)需要長距離傳輸100G流量時(例如,不同數(shù)據(jù)中心之間的長距離連接(例如超過40km)),這將成為一個問題。這就需要100G DWDM光模塊。
由于DWDM SFP收發(fā)器被廣泛用于10G網(wǎng)絡(luò)容量的擴(kuò)展,因此DWDM技術(shù)在業(yè)界并不是新事物。在功能方面,100G DWDM與它的前身非常相似。但是,在100G網(wǎng)絡(luò)中它通常用于實現(xiàn)更長距離的傳輸。
PAM4和相干是兩個行業(yè)領(lǐng)先的解決方案,可提供更大的帶寬和傳輸距離。在比較100G DWDM PAM4與相干光模塊時,它取決于網(wǎng)絡(luò)需要哪些功能并從中受益。在本文中,我們將分析這兩種選擇,以幫助企業(yè)做出明智的決定。
PAM4光模塊
創(chuàng)建脈沖幅度調(diào)制(或PAM4光器件)是為了響應(yīng)短距離鏈路對光模塊的需求。它使用四個不同的脈沖幅度來傳達(dá)信息。每個幅度都有兩位,這使數(shù)據(jù)速率加倍,并使PAM4的帶寬效率是傳統(tǒng)二進(jìn)制模型的兩倍。
PAM4的優(yōu)勢
在PAM4之前,二進(jìn)制NRZ調(diào)制格式用于100G長距離和40G數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。PAM4帶有四個不同的碼型,用于對兩個數(shù)據(jù)位進(jìn)行編碼,因此,采用這種調(diào)制格式,連接的帶寬可以增加一倍。如今,單波長PAM4調(diào)制技術(shù)正在被使用,因為它被認(rèn)為是100G數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钣行Ш妥罹叱杀拘б娴耐苿恿Α?
PAM4光模塊可以直接用于嵌入式DWDM網(wǎng)絡(luò)的交換機中。這對于愿意構(gòu)建嵌入式DWDM數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的客戶是一種經(jīng)濟(jì)高效且簡單的解決方案。
PAM4的缺點
它的缺點之一是PAM4光模塊傳輸超過5km需要放大器。在這種情況下,需要一個單獨的DWDM多路復(fù)用器,該多路復(fù)用器需配備色散補償和一個放大器來連接數(shù)據(jù)中心。另外,如果將PAM4光模塊與現(xiàn)有DWDM網(wǎng)絡(luò)配合使用,則必須先準(zhǔn)備DCM和放大器,以免日后出現(xiàn)問題。
另一個缺點是PAM4容易受到噪聲干擾。其額外的電壓電平要求減小的電平間隔,從而導(dǎo)致需要更高的信噪比,這也是為什么PAM4在短距離光學(xué)系統(tǒng)中效果最好的原因。
案例一:5km以下的應(yīng)用
案例二:5km以上的應(yīng)用
相干光模塊
相干光通信是采用本振光進(jìn)行相干檢測的光傳輸,它采用數(shù)字信號處理器(DSP)。它具有達(dá)到甚至超過100吉比特的傳輸速率的能力,僅需要一對光纖就可以傳輸太比特的數(shù)據(jù),通常用于長距離應(yīng)用。
相干優(yōu)勢
相干光模塊主要優(yōu)點是內(nèi)置的DSP芯片和電子色散補償(EDC),這是PAM4所沒有的。這種芯片不需要單獨的DSP和色散補償模塊,而是使用EDC來提高放大率。
相干光學(xué)器件的傳輸距離可達(dá)1000km,無需第三方系統(tǒng)即可進(jìn)行長距離支持。使用無線電通信中的技術(shù),相干光學(xué)可以提高接收器靈敏度,同時保持選擇性調(diào)諧,這樣可以使通道間距接近但仍保持分離。
相干劣勢
盡管CFP和CFP2數(shù)字相干光學(xué)器件可以快速高效地工作,但與其他封裝相比,它們使用的功率更大且成本更高,這些缺點可能會影響總運營成本,這給在經(jīng)濟(jì)預(yù)算內(nèi)需要優(yōu)質(zhì)100G DWDM可插拔光模塊的企業(yè)帶來了挑戰(zhàn)。
相干光模塊的另一個缺點是,在鏈路的兩端,將需要兩個來自同一供應(yīng)商的DSP。不同的DSP不能一起工作,在某些情況下,線卡也必須相同。
總結(jié)
綜上所述,在80km以內(nèi)可選擇100G PAM4光模塊,超過80km可選擇100G相干光模塊,數(shù)據(jù)中心也可以根據(jù)其特定要求以任意組合使用光模塊。流行的DWDM技術(shù)已擴(kuò)展到200G線速,有助于保持?jǐn)?shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和成本因素。與無源多路復(fù)用器啟用多通道CWDM/ DWDM網(wǎng)絡(luò)的10G以下服務(wù)相比,DWDM將成為100G系統(tǒng)的主要多路復(fù)用器。