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

В связи с быстрым ростом облачных вычислений и больших данных центры обработки данных и операторы связи предъявляют все более высокие требования к скорости передачи данных. оптические модулиС 1998 года оптический модульОптические модули постоянно совершенствуются в сторону более высоких скоростей и уменьшения размеров корпусов. В оптических модулях обычно используются такие технические решения, как увеличение числа длин волн, увеличение числа каналов передачи сигнала и увеличение скорости передачи данных в одном канале для достижения более высокой скорости передачи данных. В данной статье кратко рассматриваются эти три технических решения.

1. Увеличить количество длин волн

Принцип увеличения количества длин волн для повышения скорости передачи оптического модуля основан на технологии спектрального уплотнения (WDM). Оптические сигналы разных длин волн подаются в оптическое волокно через сумматор для передачи, а затем оптический сигнал разлагается на исходные несколько оптических волн с помощью демультиплексора, что обычно называется технологией WDM.

Технология WDM позволяет передавать несколько оптических сигналов с разными длинами волн по одному и тому же оптоволокну, обеспечивая мультиплексирование и повышая пропускную способность и скорость передачи данных. При увеличении количества длин волн каждая из них может передавать независимый поток данных, что позволяет передавать несколько потоков данных по одному и тому же оптоволокну, увеличивая общую пропускную способность. Этот метод может эффективно…Этзначительно увеличить скорость передачи данных оптического модуля без изменения других частей оптического модуля.

Благодаря технологии WDM оптические сигналы разных длин волн могут передаваться по оптоволокну независимо, не создавая помех друг другу. Таким образом, достигается более высокая скорость передачи данных оптического модуля, а также повышается коэффициент использования и эффективность передачи оптоволокна.

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

(1) Технология грубого спектрального уплотнения CWDM, диапазон длин волн составляет 1270–1610 нм, интервал длин волн — 20 нм, и в одном оптическом волокне можно мультиплексировать от 8 до 16 длин волн. Типичные оптические модули включают QСфп+ LR4 и QSFP28 CWDM4.

(2) Технология тонкого спектрального уплотнения LWDM, диапазон длин волн составляет от 1269 до 1332 нм, относящийся к O-диапазону, интервал длин волн составляет 4 нм, а рабочие длины волн — 1295 нм, 1300 нм, 1304 нм и 1309 нм. В качестве оптических модулей используются QSFP28 LR4, QSFP28 ER4 и QSFP28 ZR4.

(3) Технология коротковолнового мультиплексирования SWDM. Диапазон длин волн составляет от 850 до 950 нм, ширина полосы пропускания — 30 нм, четыре диапазона — 850 нм, 880 нм, 910 нм и 940 нм. В качестве оптических модулей используются многомодовые 40G SWDM4 и 100G SWDM4.

2. Увеличить количество каналов передачи сигнала

Увеличивая количество каналов передачи сигнала, мы используем несколько каналов с одинаковой длиной волны для передачи сигналов, что называется параллельной оптической технологией. Рабочие длины волн составляют 850 нм и 1310 нм, что является экономичным решением для 4*25G, 4*50G и 8*50G. В число оптических модулей входят QSFP+ SR4, QSFP28 SR4 и QSFP-DD SR4.

3. Увеличьте скорость одноканального обмена

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

Технология NRZ — это распространённый метод двоичной модуляции, при котором бит данных передаётся импульсом фиксированной амплитуды в каждом тактовом цикле. Скорость передачи данных по технологии NRZ ограничена, поскольку она позволяет передавать только один бит в единицу времени. Тем не менее, технология NRZ по-прежнему широко используется во многих системах оптической связи.

Технология PAM4 кодирует данные, посылая 4 импульса разной амплитуды за каждый такт. По сравнению с традиционным методом двоичной модуляции, PAM4 позволяет передавать больше битов в единицу времени, тем самым увеличивая скорость передачи данных по одному каналу. Технология PAM4 широко используется в высокоскоростной оптической связи и межсетевых соединениях центров обработки данных.

PAM4, представляющая собой следующее поколение технологии высокоскоростной передачи сигналов, обеспечивает более высокую скорость передачи на канал в единицу времени благодаря большему количеству уровней сигнала. Сохраняя текущее количество каналов и существующих оптических устройств неизменным, скорость сетевого интерфейса может быть увеличена вдвое по сравнению с исходной за счет модернизации внутреннего электронного чипа оптического модуля. К числу оптических модулей относятся 50G SFP56-DD SR (1 модуль PAM4 50G), 200G QSFP56 FR4 (4 модуля PAM4 50G) и 400G QSFP-DD SR8 (8 модулей PAM4 50G).

По сравнению с традиционным сигналом NRZ, сигнал PAM4 имеет на два уровня больше для передачи сигнала. За тот же период символа скорость передачи битов сигнала PAM4 вдвое выше, чем у сигнала NRZ.

Чтобы узнать больше о оптические модули, пожалуйста связаться с нами сейчас.