Trzy technologie umożliwiające osiągnięcie wyższych szybkości transmisji modułów optycznych

Wraz z szybkim rozwojem przetwarzania w chmurze i dużych zbiorów danych, centra danych i operatorzy telekomunikacyjni mają coraz wyższe wymagania dotyczące szybkości transmisjimoduły optyczne. Od 1998 roku moduły optyczne są stale unowocześniane w kierunku wyższych szybkości i mniejszych opakowań. W modułach optycznych na ogół stosuje się rozwiązania techniczne, takie jak zwiększenie liczby długości fal, zwiększenie liczby kanałów transmisji sygnału i zwiększenie szybkości jednokanałowej w celu uzyskania wyższych szybkości transmisji dla modułów optycznych. W artykule pokrótce przedstawiono te trzy rozwiązania techniczne.

1. Zwiększ liczbę długości fal

Zasada zwiększania liczby długości fal w celu uzyskania większej szybkości transmisji modułu optycznego opiera się na technologii multipleksowania z podziałem długości fali (WDM). Sygnały optyczne o różnych długościach fal są doprowadzane do światłowodu za pomocą sumatora w celu transmisji, a następnie sygnał optyczny jest rozkładany na oryginalne sygnały wielu fal optycznych za pomocą demultipleksera, co jest zwykle nazywane technologią WDM.

Technologia WDM umożliwia przesyłanie wielu sygnałów optycznych o różnych długościach fal w tym samym światłowodzie, osiągając w ten sposób multipleksację i poprawiając przepustowość i szybkość transmisji światłowodu. Gdy liczba długości fal zostanie zwiększona, każda długość fali może przenosić niezależny strumień danych, dzięki czemu wiele strumieni danych może być przesyłanych w tym samym światłowodzie, zwiększając w ten sposób ogólną przepustowość transmisji. Ta metoda może skutecznie zwiększyć szybkość transmisji modułu optycznego bez zmiany innych części modułu optycznego.

Dzięki technologii WDM sygnały optyczne o różnych długościach fal mogą być przesyłane w światłowodzie niezależnie i nie będą się wzajemnie zakłócać. W ten sposób można osiągnąć cel, jakim jest wyższa szybkość transmisji modułu optycznego, a także można poprawić stopień wykorzystania i wydajność transmisji światłowodu.

W zależności od przedziału długości fal moduły optyczne będą wykorzystywać technologie CWDM, LWDM i SWDM.

(1) Technologia zgrubnego multipleksowania z podziałem długości fal CWDM, zakres długości fal wynosi od 1270 nm do 1610 nm, odstęp długości fal wynosi 20 nm, a w tym samym światłowodzie można multipleksować od 8 do 16 długości fal. Reprezentatywne moduły optyczne obejmują QSFP+ LR4 i QSFP28 CWDM4.

(2) Technologia precyzyjnego multipleksowania z podziałem długości fali LWDM, zakres długości fal wynosi od 1269 nm do 1332 nm i należy do pasma O, odstęp długości fal wynosi 4 nm, a długości fal roboczych wynoszą 1295 nm, 1300 nm, 1304 nm i 1309 nm. Reprezentatywne moduły optyczne obejmują QSFP28 LR4, QSFP28 ER4 i QSFP28 ZR4.

(3) Technologia multipleksowania z podziałem krótkich fal SWDM, zakres długości fal wynosi od 850 do 950 nm, odstęp między pasmami wynosi 30 nm, a okna czterech pasm to 850 nm, 880 nm, 910 nm i 940 nm. Reprezentatywne moduły optyczne to wielomodowe moduły 40G SWDM4 i 100G SWDM4.

2. Zwiększ liczbę kanałów transmisji sygnału

Zwiększając liczbę kanałów transmisji sygnału, do transmisji sygnałów wykorzystuje się wiele kanałów o tej samej długości fali, co nazywa się równoległą technologią optyczną. Robocze długości fal to 850nm i 1310nm, co jest opłacalnym rozwiązaniem dla 4*25G, 4*50G i 8*50G. Reprezentatywne moduły optyczne obejmują QSFP+ SR4, QSFP28 SR4 i QSFP-DD SR4.

3. Zwiększ szybkość transmisji jednokanałowej

NRZ (modulacja bez powrotu do zera) i PAM4 (4-poziomowa modulacja amplitudy impulsu) to dwie popularne technologie modulacji stosowane w celu zwiększenia szybkości jednokanałowej modułów optycznych.

Technologia NRZ to powszechna metoda modulacji binarnej, która wysyła impuls o stałej amplitudzie w każdym cyklu zegara, aby reprezentować bit danych. Szybkość transmisji technologii NRZ jest ograniczona, ponieważ może ona przesyłać tylko jeden bit w jednostce czasu. Jednak technologia NRZ jest nadal szeroko stosowana w wielu systemach komunikacji optycznej.

Technologia PAM4 koduje dane poprzez wysłanie 4 impulsów o różnej amplitudzie w każdym cyklu zegara. W porównaniu z tradycyjną metodą modulacji binarnej, PAM4 może przesyłać więcej bitów w jednostce czasu, zwiększając w ten sposób szybkość transmisji pojedynczego kanału. Technologia PAM4 jest szeroko stosowana w szybkiej komunikacji optycznej i wzajemnych połączeniach centrów danych.

Jako następna generacja technologii szybkiej transmisji wzajemnych połączeń sygnałów, PAM4 osiąga wyższą szybkość transmisji na kanał w jednostce czasu dzięki większym poziomom sygnału. Zapewniając niezmienioną obecną liczbę kanałów i istniejących urządzeń optycznych, szybkość interfejsu sieciowego można zwiększyć dwukrotnie w stosunku do pierwotnej poprzez modernizację wewnętrznego układu elektrycznego modułu optycznego. Reprezentatywne moduły optyczne obejmują 50G SFP56-DD SR (1*50G PAM4), 200G QSFP56 FR4 (4*50G PAM4) i 400G QSFP-DD SR8 (8*50G PAM4).

W porównaniu z tradycyjnym sygnałem NRZ, sygnał PAM4 ma dwa dodatkowe sygnały poziomu do transmisji sygnału. W tym samym okresie symbolu przepływność sygnału PAM4 jest dwukrotnie większa niż sygnału NRZ.

Aby dowiedzieć się więcej ntmoduły optyczne, Proszęskontaktuj się z namiTeraz.