Transceiver 400G: Tendências

Introdução
Hoje, 100G é uma das tecnologias mais usadas no mercado de Telecom / Datacenter. Mas os aplicativos 5G, bem como a evolução de serviços como transmissões em 4K, Internet das Coisas (IoT) e computação nas nuvens faz aumentar significativamente a demanda por bandas cada vez mais largs. E de fato, podemos ver uma taxa de crescimento anual de 26% do tráfego de rede. E o 400G é considerado como a próxima geração de tecnologia para transmissão. A tecnologia 400G oferece a capacidade de melhorar significativamente a largura de banda da rede usando a configuração instalada de interconexão, ajudando as operadoras e o cliente a lidar com o crescimento massivo do tráfego de dados.
Hoje, IEEE, ITU, OIF e MSA já lançaram padrões para 400G e estão trabalhando nos padrões do 800G para cobrir o crescimento futuro do tráfego de dados.
Skylane Optics e os 400G?
A Skylane Optics investigou as tendências futuras da tecnologia de transceptores 400G, e como os de 100G, os transceptores 400G foram desenvolvidos seguindo dois pontos principais: alta densidade e baixo consumo de energia. Estão chegando ao mercado três formatos principais: o CFP8, um pouco menor que o CFP2, o OSFP com gerenciamento térmico próprio e o QSFP-DD compatível com o QSFP28 atual.
A Skylane Optics vem com uma gama completa de transceptores para aplicações de 400G, a fim de cobrir todas as aplicações e demandas do mercado de telecomunicações e datacenter.
Os esquemas abaixo mostram os diferentes padrões com base nas distâncias:
Nomenclatura padrão com base na distância
Mais opções estão chegando para cobrir todas as necessidades de datacenter e a Skylane Optics permanece atenta a cada nova tecnologia tendência.
Tecnologia 400G
Transceptores Single Mode
Transceptores que usam 8x 50G PAM4 como FR8: O “8” indica o uso de 8 comprimentos de onda com cada um operando em 50G PAM4. Os 8 comprimentos de onda são multiplexados em uma fibra através de uma interface LC duplex. Alguns transceptores como o 2x FR4 também usam 8 lasers, mas são divididos em 2 grupos com quatro comprimentos de onda. Esses 2 grupos são multiplexados cada um em uma fibra e o transceptor oferece uma interface 2x200G em conectores CS duplos.
Transceptores usando 4x100G PAM4: esse é o foco atual do mercado e usa 4 laser com 100G PAM4. Aqui, podemos agrupar os transceptores nos tipos “Fibras Multiplicas” e “Duas Fibras”. O elemento chave nesses transceptores é o DSP com sua função de “câmbio de velocidade”.
Por exemplo, nos transceptores DR4, o DSP converte os sinais do hospedeiro elétrico 8x50G PAM4 em faixas elétricas 4x100G em direção ao mecanismo óptico. Ao mesmo tempo, o DSP atua como um CDR. Em um DR4, o mecanismo óptico (lasers EML ou baseados em Silicon Photonics SIP) gera e termina as faixas ópticas. Cada faixa opera em 1310 e requer uma fibra. Em outras palavras, a interface do transceptor precisa ter 8 fibras.
No caso de FR4 e LR4, a função básica do DSP é a mesma que no DR4, mas agora 4 comprimentos de onda (grade CWDM4) estão sendo usados em vez de 4x 1310 sinais e um multiplexador é adicionado para combinar esses sinais CWDM. Com isso, o número de fibras necessárias é reduzido para 2 (TX + RX). Os transceptores possuem interfaces LC duplex.
Transceptores Multimode Short Reach (SR).
A principal tendência vai para SR8 (IEEE802.3cm) e SR4.2 (MSA BD4.2).
No caso do SR8, o “8” implica que existem 8 canais ópticos em 8 fibras separadas. São necessárias 16 fibras (8 Tx e 8 Rx), pois cada canal óptico opera com 50G PAM4. O módulo SR8 usa um conector MPO-16 ou um conector MPO-12 de 2 linhas para conectar-se a 8 pares de fibras. As implementações mais comuns usam MPO-12 de 2 linhas.
Ao falar sobre o SR4.2, o “4” implica que existem 4 canais ópticos usando 4 fibras separadas e o “2” significa que cada canal usa 2 comprimentos de onda diferentes. São necessárias um total de 8 fibras, pois cada canal óptico opera com 2x50G PAM4. Os comprimentos de onda são bidirecionais e multiplexados. O módulo SR4.2 usa um conector MPO-12.
O grande interesse do SR4.2 é poder reutilizar os cabos existentes colocados nas instalações atuais.
Resumo do 400G Óptico
Descrição | Interface Elétrica | Comprimento de Onda () | Faixa Óptica | Connector | Distância |
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 |
Sources:
- 400G and 100G PAM4 Transceiver Interfaces published by Dirk Lutz from Eoptolink
- Arista 400G Architectures and Optics Overview
Product Line Manager at Skylane Optics