Tiga teknologi untuk mencapai kadar penghantaran yang lebih tinggi untuk modul optik

Dengan peningkatan pesat pengkomputeran awan dan data besar, pusat data dan pengendali telekom mempunyai keperluan yang lebih tinggi dan lebih tinggi untuk kadar penghantaranmodul optik. Sejak 1998, modul optik telah terus dinaik taraf ke arah kadar yang lebih tinggi dan pakej yang lebih kecil. Modul optik biasanya menggunakan penyelesaian teknikal seperti meningkatkan bilangan panjang gelombang, meningkatkan bilangan saluran penghantaran isyarat, dan meningkatkan kadar saluran tunggal untuk mencapai kadar penghantaran yang lebih tinggi untuk modul optik. Artikel ini memperkenalkan secara ringkas ketiga-tiga penyelesaian teknikal ini.

1. Menambah bilangan panjang gelombang

Prinsip menambah bilangan panjang gelombang untuk mencapai kadar penghantaran modul optik yang lebih tinggi adalah berdasarkan teknologi pemultipleksan pembahagian panjang gelombang (WDM). Isyarat optik dengan panjang gelombang yang berbeza digandingkan kepada gentian optik melalui penggabung untuk penghantaran, dan kemudian isyarat optik diuraikan menjadi isyarat gelombang optik berbilang asal oleh demultiplexer, yang biasanya dipanggil teknologi WDM.

Teknologi WDM membenarkan berbilang isyarat optik dengan panjang gelombang yang berbeza dihantar pada gentian optik yang sama, dengan itu mencapai pemultipleksan dan meningkatkan kapasiti penghantaran dan kadar gentian optik. Apabila bilangan panjang gelombang ditambah, setiap panjang gelombang boleh membawa aliran data bebas, supaya berbilang aliran data boleh dihantar pada gentian optik yang sama, dengan itu meningkatkan kapasiti penghantaran keseluruhan. Kaedah ini boleh meningkatkan kadar penghantaran modul optik dengan berkesan tanpa mengubah bahagian lain modul optik.

Melalui teknologi WDM, isyarat optik dengan panjang gelombang yang berbeza boleh dihantar secara bebas dalam gentian optik, dan ia tidak akan mengganggu satu sama lain. Dengan cara ini, matlamat kadar penghantaran modul optik yang lebih tinggi boleh dicapai, dan kadar penggunaan dan kecekapan penghantaran gentian optik juga boleh dipertingkatkan.

Bergantung pada selang panjang gelombang, modul optik akan menggunakan teknologi CWDM, LWDM dan SWDM.

(1) Teknologi pemultipleksan pembahagian panjang gelombang kasar CWDM, julat panjang gelombang adalah antara 1270nm-1610nm, selang panjang gelombang ialah 20nm, dan 8 hingga 16 panjang gelombang boleh dimultiplekskan pada gentian optik yang sama. Modul optik perwakilan termasuk QSFP+ LR4 dan QSFP28 CWDM4.

(2) Teknologi pemultipleksan pembahagian panjang gelombang halus LWDM, julat panjang gelombang adalah antara 1269nm dan 1332nm, milik jalur O, selang panjang gelombang ialah 4nm, dan panjang gelombang operasi ialah 1295nm, 1300nm, 1304nm, dan 1309nm. Modul optik perwakilan termasuk QSFP28 LR4, QSFP28 ER4 dan QSFP28 ZR4.

(3) Teknologi pemultipleksan pembahagian panjang gelombang pendek SWDM, julat panjang gelombang adalah antara 850 dan 950nm, selang jalur ialah 30nm, dan empat tingkap jalur ialah 850nm, 880nm, 910nm, dan 940nm. Modul optik yang mewakili adalah pelbagai mod 40G SWDM4 dan 100G SWDM4.

2. Menambah bilangan saluran penghantaran isyarat

Dengan menambah bilangan saluran penghantaran isyarat, berbilang saluran dengan panjang gelombang yang sama digunakan untuk menghantar isyarat, yang dipanggil teknologi optik selari. Panjang gelombang operasi ialah 850nm dan 1310nm, yang merupakan penyelesaian kos efektif untuk 4*25G, 4*50G dan 8*50G. Modul optik perwakilan termasuk QSFP+ SR4, QSFP28 SR4 dan QSFP-DD SR4.

3. Tingkatkan kadar saluran tunggal

NRZ (modulasi bukan kembali kepada sifar) dan PAM4 (modulat amplitud nadi 4 peringkat) ialah dua teknologi modulasi biasa yang digunakan untuk meningkatkan kadar satu saluran modul optik.

Teknologi NRZ ialah kaedah modulasi binari biasa yang menghantar nadi amplitud tetap dalam setiap kitaran jam untuk mewakili bit data. Kadar penghantaran teknologi NRZ adalah terhad kerana ia hanya boleh menghantar satu bit per unit masa. Walau bagaimanapun, teknologi NRZ masih digunakan secara meluas dalam banyak sistem komunikasi optik.

Teknologi PAM4 mengekod data dengan menghantar 4 denyutan amplitud berbeza dalam setiap kitaran jam. Berbanding dengan kaedah modulasi binari tradisional, PAM4 boleh menghantar lebih banyak bit per unit masa, dengan itu meningkatkan kadar penghantaran satu saluran. Teknologi PAM4 telah digunakan secara meluas dalam komunikasi optik berkelajuan tinggi dan sambungan pusat data.

Sebagai generasi seterusnya bagi teknologi penghantaran sambungan isyarat berkelajuan tinggi, PAM4 mencapai kadar penghantaran yang lebih tinggi bagi setiap saluran bagi setiap unit masa dengan lebih banyak tahap isyaratnya. Sambil memastikan bilangan saluran semasa dan peranti optik sedia ada kekal tidak berubah, kadar antara muka rangkaian boleh ditingkatkan kepada dua kali ganda daripada asal dengan menaik taraf cip elektrik dalaman modul optik. Modul optik perwakilan termasuk 50G SFP56-DD SR (1*50G PAM4), 200G QSFP56 FR4 (4*50G PAM4) dan 400G QSFP-DD SR8 (8*50G PAM4).

Berbanding dengan isyarat NRZ tradisional, isyarat PAM4 mempunyai dua lagi isyarat tahap untuk penghantaran isyarat. Dalam tempoh simbol yang sama, kadar bit isyarat PAM4 adalah dua kali ganda daripada isyarat NRZ.

Untuk mengetahui lebih lanjut tentangmodul optik, tolonghubungi kamisekarang.