광 모듈의 더 높은 전송 속도를 달성하는 세 가지 기술

클라우드 컴퓨팅과 빅 데이터의 급속한 증가로 인해 데이터 센터와 통신 사업자는 데이터 전송 속도에 대한 요구 사항이 점점 더 높아지고 있습니다.광학 모듈. 1998년 이후 광학 모듈은 더 높은 속도와 더 작은 패키지를 향해 지속적으로 업그레이드되었습니다. 광 모듈은 일반적으로 광 모듈의 더 높은 전송 속도를 달성하기 위해 파장 수 증가, 신호 전송 채널 수 증가, 단일 채널 속도 증가와 같은 기술 솔루션을 사용합니다. 이 기사에서는 이러한 세 가지 기술 솔루션을 간략하게 소개합니다.

1. 파장 수를 늘리십시오.

광모듈의 전송률을 높이기 위해 파장 수를 늘리는 원리는 파장분할다중화(WDM) 기술을 기반으로 한다. 서로 다른 파장의 광신호를 결합기를 통해 광섬유에 결합하여 전송한 후, 광신호를 역다중화 장치를 통해 원래의 다중 광파 신호로 분해하는 기술을 일반적으로 WDM 기술이라고 합니다.

WDM 기술을 사용하면 서로 다른 파장의 여러 광 신호를 동일한 광섬유로 전송할 수 있으므로 다중화를 달성하고 광섬유의 전송 용량과 속도를 향상시킬 수 있습니다. 파장의 수가 증가하면 각 파장은 독립적인 데이터 스트림을 전달할 수 있으므로 동일한 광섬유에서 여러 데이터 스트림을 전송할 수 있으므로 전체 전송 용량이 증가합니다. 이 방법은 광모듈의 다른 부분을 변경하지 않고도 광모듈의 전송 속도를 효과적으로 높일 수 있다.

WDM 기술을 통해 서로 다른 파장의 광 신호를 광섬유에서 독립적으로 전송할 수 있으며 서로 간섭하지 않습니다. 이러한 방식으로 광 모듈의 전송 속도 향상이라는 목표를 달성할 수 있으며 광섬유의 활용률과 전송 효율도 향상시킬 수 있습니다.

파장 간격에 따라 광 모듈은 CWDM, LWDM 및 SWDM 기술을 사용합니다.

(1)CWDM 거친 파장 분할 다중화 기술, 파장 범위는 1270nm-1610nm 사이이고 파장 간격은 20nm이며 동일한 광섬유에서 8~16개의 파장을 다중화할 수 있습니다. 대표적인 광모듈로는 QSFP+ LR4, QSFP28 CWDM4 등이 있습니다.

(2) LWDM 미세 파장 분할 다중화 기술, 파장 범위는 1269nm에서 1332nm 사이이며 O 대역에 속하며 파장 간격은 4nm이며 작동 파장은 1295nm, 1300nm, 1304nm 및 1309nm입니다. 대표적인 광모듈로는 QSFP28 LR4, QSFP28 ER4, QSFP28 ZR4 등이 있습니다.

(3) SWDM 단파장 분할 다중화 기술, 파장 범위는 850~950nm, 대역 간격은 30nm, 4개 대역 창은 850nm, 880nm, 910nm 및 940nm입니다. 대표적인 광모듈로는 멀티모드 40G SWDM4와 100G SWDM4가 있다.

2. 신호 전송 채널 수를 늘리십시오.

신호 전송 채널 수를 늘려 동일한 파장의 여러 채널을 사용하여 신호를 전송하는 것을 병렬 광 기술이라고 합니다. 작동 파장은 850nm 및 1310nm이며 이는 4*25G, 4*50G 및 8*50G에 대한 비용 효율적인 솔루션입니다. 대표적인 광모듈로는 QSFP+ SR4, QSFP28 SR4, QSFP-DD SR4 등이 있습니다.

3. 단일 채널 속도를 높이세요

NRZ(Non-Return-To-Zero Modulation) 및 PAM4(4레벨 펄스 진폭 변조)는 광 모듈의 단일 채널 속도를 높이는 데 사용되는 두 가지 일반적인 변조 기술입니다.

NRZ 기술은 데이터 비트를 표시하기 위해 각 클록 사이클에서 고정 진폭의 펄스를 전송하는 일반적인 이진 변조 방법입니다. NRZ 기술은 단위 시간당 1비트만 전송할 수 있기 때문에 전송 속도가 제한됩니다. 그러나 NRZ 기술은 여전히 ​​많은 광통신 시스템에서 널리 사용되고 있습니다.

PAM4 기술은 각 클록 사이클에서 서로 다른 진폭의 4개 펄스를 전송하여 데이터를 인코딩합니다. 기존의 이진 변조 방법과 비교하여 PAM4는 단위 시간당 더 많은 비트를 전송할 수 있으므로 단일 채널의 전송 속도를 높일 수 있습니다. PAM4 기술은 고속 광통신 및 데이터 센터 상호 연결에 널리 사용되었습니다.

차세대 고속 신호 상호 연결 전송 기술인 PAM4는 더 많은 신호 레벨로 단위 시간당 채널당 더 높은 전송 속도를 달성합니다. 현재의 채널 수와 기존 광 장치를 그대로 유지하면서 광 모듈의 내부 전기 칩을 업그레이드하면 네트워크 인터페이스 속도를 원래의 두 배로 높일 수 있습니다. 대표적인 광모듈로는 50G SFP56-DD SR(1*50G PAM4), 200G QSFP56 FR4(4*50G PAM4), 400G QSFP-DD SR8(8*50G PAM4) 등이 있다.

기존 NRZ 신호와 비교하여 PAM4 신호에는 신호 전송을 위한 레벨 신호가 두 개 더 있습니다. 동일한 심볼 주기에서 PAM4 신호의 비트율은 NRZ 신호의 비트율의 두 배입니다.

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