Три технологии для достижения более высоких скоростей передачи данных для оптических модулей

В связи с быстрым развитием облачных вычислений и больших данных центры обработки данных и операторы связи предъявляют все более высокие требования к скорости передачи данных.оптические модули. С 1998 года оптические модули постоянно модернизируются в сторону более высоких характеристик и меньших размеров. В оптических модулях обычно используются технические решения, такие как увеличение количества длин волн, увеличение количества каналов передачи сигнала и увеличение одноканальной скорости для достижения более высоких скоростей передачи для оптических модулей. В этой статье кратко представлены эти три технических решения.

1. Увеличьте количество длин волн.

Принцип увеличения количества длин волн для достижения более высокой скорости передачи оптического модуля основан на технологии мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM). Оптические сигналы разных длин волн подаются на оптическое волокно через объединитель для передачи, а затем оптический сигнал разлагается на исходные несколько сигналов оптических волн с помощью демультиплексора, который обычно называют технологией WDM.

Технология WDM позволяет передавать несколько оптических сигналов с разными длинами волн по одному и тому же оптическому волокну, тем самым достигая мультиплексирования и улучшая пропускную способность и скорость передачи оптического волокна. Когда количество длин волн увеличивается, каждая длина волны может нести независимый поток данных, так что несколько потоков данных могут передаваться по одному и тому же оптическому волокну, тем самым увеличивая общую пропускную способность. Этот метод позволяет эффективно увеличить скорость передачи оптического модуля без изменения других частей оптического модуля.

Благодаря технологии WDM оптические сигналы разных длин волн могут передаваться по оптическому волокну независимо, и они не будут мешать друг другу. Таким образом, может быть достигнута цель более высокой скорости передачи оптического модуля, а также могут быть улучшены коэффициент использования и эффективность передачи оптического волокна.

В зависимости от диапазона длин волн оптические модули будут использовать технологии CWDM, LWDM и SWDM.

(1) Технология мультиплексирования с грубым разделением по длине волны CWDM, диапазон длин волн составляет от 1270 до 1610 нм, интервал длин волн составляет 20 нм, и от 8 до 16 длин волн могут быть мультиплексированы в одном оптическом волокне. Типичные оптические модули включают QSFP+ LR4 и QSFP28 CWDM4.

(2) Технология тонкого мультиплексирования с разделением по длине волны LWDM, диапазон длин волн составляет от 1269 до 1332 нм, относится к диапазону O, интервал длин волн составляет 4 нм, а рабочие длины волн составляют 1295 нм, 1300 нм, 1304 нм и 1309 нм. Типичные оптические модули включают QSFP28 LR4, QSFP28 ER4 и QSFP28 ZR4.

(3) Технология мультиплексирования с разделением коротких волн SWDM, диапазон длин волн составляет от 850 до 950 нм, интервал полосы составляет 30 нм, а четыре окна полосы: 850 нм, 880 нм, 910 нм и 940 нм. Типичными оптическими модулями являются многомодовые 40G SWDM4 и 100G SWDM4.

2. Увеличить количество каналов передачи сигнала.

За счет увеличения количества каналов передачи сигналов для передачи сигналов используются несколько каналов с одинаковой длиной волны, что называется параллельной оптической технологией. Рабочие длины волн составляют 850 нм и 1310 нм, что является экономически эффективным решением для 4*25G, 4*50G и 8*50G. Типичные оптические модули включают QSFP+ SR4, QSFP28 SR4 и QSFP-DD SR4.

3. Увеличить одноканальную скорость

NRZ (модуляция без возврата к нулю) и PAM4 (4-уровневая импульсная амплитудная модуляция) — две распространенные технологии модуляции, используемые для увеличения одноканальной скорости оптических модулей.

Технология NRZ — это распространенный метод двоичной модуляции, который отправляет импульс фиксированной амплитуды в каждом тактовом цикле для представления бита данных. Скорость передачи технологии NRZ ограничена, поскольку она может передавать только один бит в единицу времени. Однако технология NRZ до сих пор широко используется во многих системах оптической связи.

Технология PAM4 кодирует данные, отправляя 4 импульса разной амплитуды за каждый такт. По сравнению с традиционным методом двоичной модуляции PAM4 может передавать больше битов в единицу времени, тем самым увеличивая скорость передачи одного канала. Технология PAM4 широко используется в высокоскоростной оптической связи и соединении центров обработки данных.

Являясь следующим поколением технологии высокоскоростной передачи сигналов, PAM4 обеспечивает более высокую скорость передачи на канал в единицу времени за счет большего количества уровней сигнала. При сохранении текущего количества каналов и существующих оптических устройств скорость сетевого интерфейса может быть увеличена в два раза по сравнению с исходной за счет обновления внутреннего электрического чипа оптического модуля. Типичные оптические модули включают 50G SFP56-DD SR (1*50G PAM4), 200G QSFP56 FR4 (4*50G PAM4) и 400G QSFP-DD SR8 (8*50G PAM4).

По сравнению с традиционным сигналом NRZ, сигнал PAM4 имеет два дополнительных уровня сигнала для передачи сигнала. В тот же период символа скорость передачи сигнала PAM4 в два раза превышает скорость сигнала NRZ.

Чтобы узнать больше ооптические модули, пожалуйстасвязаться с намисейчас.