Ba công nghệ giúp đạt được tốc độ truyền cao hơn cho mô-đun quang

Với sự phát triển nhanh chóng của điện toán đám mây và dữ liệu lớn, các trung tâm dữ liệu và nhà khai thác viễn thông ngày càng có yêu cầu cao hơn về tốc độ truyền tải.mô-đun quang học. Từ năm 1998, các mô-đun quang học liên tục được nâng cấp theo hướng giá thành cao hơn và kích thước gói nhỏ hơn. Mô-đun quang thường sử dụng các giải pháp kỹ thuật như tăng số bước sóng, tăng số kênh truyền tín hiệu và tăng tốc độ kênh đơn để đạt được tốc độ truyền cao hơn cho mô-đun quang. Bài viết này giới thiệu ngắn gọn về ba giải pháp kỹ thuật này.

1. Tăng số lượng bước sóng

Nguyên lý tăng số lượng bước sóng để đạt được tốc độ truyền dẫn cao hơn của mô-đun quang dựa trên công nghệ ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM). Tín hiệu quang có bước sóng khác nhau được ghép với sợi quang thông qua bộ kết hợp để truyền và sau đó tín hiệu quang được phân tách thành nhiều tín hiệu sóng quang ban đầu bằng bộ tách kênh, thường được gọi là công nghệ WDM.

Công nghệ WDM cho phép truyền nhiều tín hiệu quang có bước sóng khác nhau trên cùng một sợi quang, từ đó đạt được khả năng ghép kênh và cải thiện dung lượng cũng như tốc độ truyền của sợi quang. Khi số lượng bước sóng tăng lên, mỗi bước sóng có thể mang một luồng dữ liệu độc lập, do đó nhiều luồng dữ liệu có thể được truyền trên cùng một sợi quang, từ đó làm tăng khả năng truyền tải tổng thể. Phương pháp này có thể tăng tốc độ truyền của mô-đun quang một cách hiệu quả mà không cần thay đổi các bộ phận khác của mô-đun quang.

Thông qua công nghệ WDM, các tín hiệu quang có bước sóng khác nhau có thể được truyền độc lập trong sợi quang và chúng sẽ không gây nhiễu lẫn nhau. Bằng cách này, mục tiêu về tốc độ truyền cao hơn của mô-đun quang có thể đạt được, đồng thời tốc độ sử dụng và hiệu suất truyền của sợi quang cũng có thể được cải thiện.

Tùy thuộc vào khoảng bước sóng, các mô-đun quang sẽ sử dụng các công nghệ CWDM, LWDM và SWDM.

(1) Công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng thô CWDM, dải bước sóng nằm trong khoảng 1270nm-1610nm, khoảng bước sóng là 20nm và có thể ghép 8 đến 16 bước sóng trên cùng một sợi quang. Các mô-đun quang đại diện bao gồm QSFP+ LR4 và QSFP28 CWDM4.

(2) Công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng tốt LWDM, dải bước sóng nằm trong khoảng từ 1269nm đến 1332nm, thuộc dải O, khoảng bước sóng là 4nm và các bước sóng hoạt động là 1295nm, 1300nm, 1304nm và 1309nm. Các mô-đun quang đại diện bao gồm QSFP28 LR4, QSFP28 ER4 và QSFP28 ZR4.

(3) Công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng ngắn SWDM, dải bước sóng nằm trong khoảng từ 850 đến 950nm, khoảng cách băng tần là 30nm và bốn cửa sổ băng tần là 850nm, 880nm, 910nm và 940nm. Các mô-đun quang đại diện là 40G SWDM4 và 100G SWDM4 đa chế độ.

2. Tăng số lượng kênh truyền tín hiệu

Bằng cách tăng số lượng kênh truyền tín hiệu, nhiều kênh có cùng bước sóng được sử dụng để truyền tín hiệu, được gọi là công nghệ quang học song song. Các bước sóng hoạt động là 850nm và 1310nm, đây là giải pháp tiết kiệm chi phí cho 4 * 25G, 4 * 50G và 8 * 50G. Các mô-đun quang đại diện bao gồm QSFP+ SR4, QSFP28 SR4 và QSFP-DD SR4.

3. Tăng tốc độ kênh đơn

NRZ (điều chế không trở về 0) và PAM4 (điều chế biên độ xung 4 cấp) là hai công nghệ điều chế phổ biến được sử dụng để tăng tốc độ kênh đơn của mô-đun quang.

Công nghệ NRZ là một phương pháp điều chế nhị phân phổ biến gửi một xung có biên độ cố định trong mỗi chu kỳ xung nhịp để biểu thị bit dữ liệu. Tốc độ truyền của công nghệ NRZ bị hạn chế vì nó chỉ có thể truyền một bit trên một đơn vị thời gian. Tuy nhiên, công nghệ NRZ vẫn được sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống thông tin quang.

Công nghệ PAM4 mã hóa dữ liệu bằng cách gửi 4 xung có biên độ khác nhau trong mỗi chu kỳ xung nhịp. So với phương pháp điều chế nhị phân truyền thống, PAM4 có thể truyền nhiều bit hơn trên một đơn vị thời gian, do đó làm tăng tốc độ truyền của một kênh. Công nghệ PAM4 đã được sử dụng rộng rãi trong kết nối trung tâm dữ liệu và truyền thông quang tốc độ cao.

Là thế hệ tiếp theo của công nghệ truyền kết nối tín hiệu tốc độ cao, PAM4 đạt được tốc độ truyền trên mỗi kênh trên mỗi đơn vị thời gian cao hơn với nhiều mức tín hiệu hơn. Trong khi vẫn đảm bảo số lượng kênh hiện tại và các thiết bị quang hiện có không thay đổi, tốc độ giao diện mạng có thể tăng lên gấp đôi so với ban đầu bằng cách nâng cấp chip điện bên trong của mô-đun quang. Các mô-đun quang đại diện bao gồm 50G SFP56-DD SR (1*50G PAM4), 200G QSFP56 FR4 (4*50G PAM4) và 400G QSFP-DD SR8 (8*50G PAM4).

So với tín hiệu NRZ truyền thống, tín hiệu PAM4 có thêm hai tín hiệu mức để truyền tín hiệu. Trong cùng khoảng thời gian ký hiệu, tốc độ bit của tín hiệu PAM4 gấp đôi tốc độ bit của tín hiệu NRZ.

Để tìm hiểu thêm vềmô-đun quang học, Xin vui lòngliên hệ với chúng tôiHiện nay.