Introducción

Hoy en día, 100G es una de las tecnologías más utilizadas en el mercado de telecomunicaciones / comunicación de datos. Pero la aplicación 5G, así como la actualización de servicios como 4K VR, Internet de las cosas (“Internet Of Things” IoT) y los servicios en la nube aumentan significativamente la demanda de banda ancha. De hecho, podemos ver una tasa de crecimiento anual del tráfico de red del 26%. Aquí viene el 400G considerado como la tecnología de puerto principal de próxima generación. La tecnología 400G proporciona la capacidad de mejorar significativamente la banda ancha de la red mediante el uso de la configuración instalada de interconexión que ayuda a los operadores y al cliente a hacer frente al crecimiento masivo del tráfico de datos.

Hoy, IEEE, ITU, OIF y MSA ya han lanzado estándares para 400G y están trabajando en estándares 800G para cubrir el crecimiento futuro del tráfico de datos.

Skylane Optics y 400G?

Skylane Optics investigó las tendencias futuras para la tecnología de transceptores 400G y para la aplicación 100G, los transceptores 400G se han desarrollado siguiendo 2 puntos principales: alta densidad y bajo consumo de energía. Están llegando al mercado 3 formatos principales, el CFP8, un poco más pequeño que el CFP2, el OSFP tiene su propia gestión térmica y el QSFP-DD que es compatible con el QSFP28 actual.

Skylane Optics investigated on the coming trends for 400G transceivers technology and as for 100G application, the 400G transceivers have been developed following 2 main points being high density and low power consumption. 3 main formats are coming on the market, the CFP8, a bit smaller than CFP2, the OSFP having his own thermal management and the QSFP-DD being backward compatible with the current QSFP28.

Skylane Optics llegua con una gama completa de transceptores para aplicaciones 400G con el fin de cubrir todas las aplicaciones y la demanda del mercado de telecomunicaciones / comunicación de datos.

Los siguientes esquemas muestran los diferentes estándares basados ​​en distancias:

The below schematics shows the different standards based on distances:

Nomenclatura estándar basada en la distancia

Se avecinan más opciones para cubrir todas las necesidades del centro de datos y Skylane Optics permanece atento a cada nueva tecnología.

Technología 400G

Transceptores monomodo

Transceptores que usan 8x 50G PAM4 como FR8: El “8” indica el uso de 8 longitudes de onda con cada una funcionando a 50G PAM4. Las 8 longitudes de onda se multiplexan en una fibra a través de una interfaz LC dúplex.

Algunos transceptores como el 2x FR4 también usan 8 láseres, pero se dividen en 2 grupos con cuatro longitudes de onda. Estos 2 grupos se multiplexan cada uno en una fibra y el transceptor ofrece una interfaz 2x200G en conectores CS duales.

Some transceiver as the 2x FR4 also uses 8 lasers but is divided into 2 groups with four wavelengths. These 2 groups are multiplexed each into a fiber and the transceiver offers a 2x200G interface on dual CS connectors.

Transceptores que usan 4x100G PAM4: Esos son el enfoque actual del mercado y usan 4 carriles con 100G PAM4. Aquí podemos agrupar los transceptores en tipos de “Fibra múltiple” y “Dos fibras”. El elemento clave en estos transceptores es el DSP con su función de caja de cambios.

Por ejemplo, en los transceptores DR4, el DSP convierte las señales del host eléctrico PAM4 8x50G en carriles eléctricos 4x 100G hacia el motor óptico. Al mismo tiempo, el DSP actúa como un CDR. En un DR4, el motor óptico (láseres EML o Silicon Photonics basado en SIP) genera y termina los carriles ópticos. Cada carril opera a 1310 y requiere una fibra. En otras palabras, la interfaz del transceptor debe tener 8 fibras.

For instance, in the DR4 transceivers the DSP converts the 8x50G PAM4 electrical host signals into 4x 100G electrical lanes towards the optical engine. At the same time the DSP acts as a CDR. In a DR4 the optical engine (EML lasers or Silicon Photonics SIP based) generates and terminates the optical lanes. Each lane operates at 1310 and requires one fiber. In other words, the transceiver interface needs to have 8 fibers.

En el caso de FR4 y LR4, la función básica del DSP es la misma que en el DR4, pero ahora se utilizan 4 longitudes de onda (cuadrícula CWDM4) en lugar de señales 4x 1310 y se agrega un multiplexor para combinar estas señales CWDM juntas. Con esto, el número de fibras requeridas se reduce a 2 (TX + RX). Los transceptores tienen interfaces LC dúplex.

In the case of FR4 and LR4, The basic function of the DSP is the same as in the DR4, but now 4 wavelengths (CWDM4 grid) are being used instead of 4x 1310 signals and a multiplexer is added to combine these CWDM signals together. By this, the number of required fibers is reduced to 2 (TX + RX). The transceivers have duplex LC interfaces.

Transceptores multimodo de corto alcance (SR)

La tendencia principal es SR8 (IEEE802.3cm) y SR4.2 (MSA BD4.2).

En el caso del SR8, el “8” implica que hay 8 canales ópticos en 8 fibras separadas. Se necesitan un total de 16 fibras (8 Tx y 8 Rx) ya que cada canal óptico opera a 50G PAM4. El módulo SR8 usa un conector MPO-16 o un conector MPO-12 de 2 filas para conectarse a 8 pares de fibras. Las implementaciones más comunes usan 2 filas MPO-12.

In case of the SR8, the “8” implies there are 8 optical channels on 8 separate fibers. A total of 16 fibers (8 Tx and 8 Rx) are needed as each optical channel operates at 50G PAM4. The SR8 module uses either an MPO-16 connector or a 2 row MPO-12 connector to connect to 8 fiber pairs. The most common implementations use 2 row MPO-12.

Cuando se habla del SR4.2, el “4” implica que hay 4 canales ópticos que usan 4 fibras separadas y el “2” significa que cada canal usa 2 longitudes de onda diferentes. Se necesita un total de 8 fibras ya que cada canal óptico funciona a 2x50G PAM4. Las longitudes de onda son bidireccionales y multiplexadas. El módulo SR4.2 usa un conector MPO-12.

When talking about the SR4.2, the “4” implies there are 4 optical channels using 4 separate fibers and the “2” means that each channel uses 2 different wavelengths. A total of 8 fibers are needed as each optical channel operates at 2x50G PAM4. The wavelengths are bi-directional and multiplexed. The SR4.2 module uses an MPO-12 connector.

El gran interés del SR4.2 es poder reutilizar los cables existentes colocados en las instalaciones actuales.

Resumen de óptica 400G

Descripción Interfaz Eléctrica Longitud de onda de funcionamiento () Carril óptico Connector Distancia
SR8 8x50G 850 8x50G MPO-16 100m
SR4.2 8x50G 850/910 8x50G Bidi MPO-12 100m
DR4 8x50G 1310 4x100G MPO-12 500m
DR4+ 8x50G 1310 4x100G MPO-12 2km
2x FR4 8x50G 2x (1271/1291/1311/1331) 8x50G CS 2km
FR4 8x50G 1271/1291/1311/1331 4x100G LC 2km
FR8 8x50G 1275/1277.5/1282.5/1285/1295/1300/1305/1310 8x50G LC 2km
LR4 8x50G 1271/1291/1311/1331 4x100G LC 10km
LR8 8x50G

1275/1277.5/1282.5/1285/1295/1300/1305/1310

8x50G LC 10km
ER4 8x50G 1295/1300/1305/1310 4x100G LC 40km
ER8 8x50G 1275/1277.5/1282.5/1285/1295/1300/1305/1310 8x50G LC 40km

Fuentes:

  • Interfaces de transceptor PAM4 400G y 100G publicadas por Dirk Lutz de Eoptolink
  • Descripción general de la arquitectura y óptica Arista 400G

 

Cédric Doumont

Gerente de línea de productos en Skylane Optics

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