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100G DWDM光模块中的PAM4与相干技术

通过使用标准的光模块(例如CFP和QSFP28),数据中心内的100G传输成为可能。尽管它们非常适合在机架和数据中心内传输100G流量,但是当需要长距离传输100G流量时(例如,不同数据中心之间的长距离连接(例如超过40km)),这将成为一个问题,这就需要100G DWDM光模块。

由于DWDM SFP收发器被广泛用于10G网络容量的扩展,因此DWDM技术在业界并不是新事物。在功能方面,100G DWDM与它的前身非常相似。但是,在100G网络中它通常用于实现更长距离的传输。

PAM4和相干是两个行业领先的解决方案,可提供更大的带宽和传输距离。在比较100G DWDM PAM4与相干光模块时,它取决于网络需要哪些功能并从中受益。在本文中,我们将分析这两种选择,以帮助企业做出明智的决定。

 

PAM4光模块

创建脉冲幅度调制(或PAM4光器件)是为了响应短距离链路对光模块的需求。它使用四个不同的脉冲幅度来传达信息。每个幅度都有两位,这使数据速率加倍,并使PAM4的带宽效率是传统二进制模型的两倍。

 

PAM4优势

在PAM4之前,二进制NRZ调制格式用于100G长距离和40G数据传输网络。PAM4带有四个不同的码型,用于对两个数据位进行编码,因此,采用这种调制格式,连接的带宽可以增加一倍。如今,单波长PAM4调制技术正在被使用,因为它被认为是100G数据传输的最有效和最具成本效益的推动力。

PAM4光模块可以直接用于嵌入式DWDM网络的交换机中。这对于愿意构建嵌入式DWDM数据网络的客户是一种经济高效且简单的解决方案。

 

PAM4缺点

它的缺点之一是PAM4光模块传输超过5km需要放大器。在这种情况下,需要一个单独的DWDM多路复用器,该多路复用器需配备色散补偿和一个放大器来连接数据中心。另外,如果将PAM4光模块与现有DWDM网络配合使用,则必须先准备DCM和放大器,以免日后出现问题。

另一个缺点是PAM4容易受到噪声干扰。其额外的电压电平要求减小的电平间隔,从而导致需要更高的信噪比,这也是为什么PAM4在短距离光学系统中效果最好的原因。

100G PAM4

案例一:5km以下的应用

100G PAM4

案例二:5km以上的应用

 

相干光模块

相干光通信是采用本振光进行相干检测的光传输,它采用数字信号处理器(DSP)。它具有达到甚至超过100吉比特的传输速率的能力,仅需要一对光纤就可以传输太比特的数据,通常用于长距离应用。

 

相干优势

相干光模块主要优点是内置的DSP芯片和电子色散补偿(EDC),这是PAM4所没有的。这种芯片不需要单独的DSP和色散补偿模块,而是使用EDC来提高放大率。

相干光学器件的传输距离可达1000km,无需第三方系统即可进行长距离支持。使用无线电通信中的技术,相干光学可以提高接收器灵敏度,同时保持选择性调谐,这样可以使通道间距接近但仍保持分离。

 

相干劣势

尽管CFP和CFP2数字相干光学器件可以快速高效地工作,但与其他封装相比,它们使用的功率更大且成本更高,这些缺点可能会影响总运营成本,这给在经济预算内需要优质100G DWDM可插拔光模块的企业带来了挑战。

相干光模块的另一个缺点是,在链路的两端,将需要两个来自同一供应商的DSP。不同的DSP不能一起工作,在某些情况下,线卡也必须相同。

 

总结

综上所述,在80km以内可选择100G PAM4光模块,超过80km可选择100G相干光模块,数据中心也可以根据其特定要求以任意组合使用光模块。流行的DWDM技术已扩展到200G速率,有助于保持数据通信网络的复杂性和降低成本。与无源复用器启用多通道CWDM/ DWDM网络的10G以下服务相比,DWDM将成为100G系统的主要复用器。

 

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