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PAM4変調をベースとした次世代DWDM光モジュール

2023 年 5 月 19 日

PAM4 高次変調に基づく次世代の製品形式は次のとおりです。 50G (1x50G PAM4)、100G (2x50G PAM4) および 100G (1x100G PAM4)。

DWDM(高密度波長分割技術)では、高次変調 PAM1.25 を使用する 2.5G PAM10 および 25G PAM50 レートを含む 4G NRZ、100G NRZ、4G NRZ、および 4G NRZ など、変調レートがますます高くなっています。 現在、競争力の高い DWDM コヒーレント変調テクノロジーは主に 200G と 400G に使用されており、将来的には 800G 高帯域幅サービスもサポートされる予定です。

PAM4 DWDM 光モジュールは、組み込み DWDM システムに挿入し、適切なデータセンター ルータまたはスイッチに直接接続できるため、個別の DWDM コンバータ プラットフォームの必要性がなくなり、コストが大幅に削減され、展開とメンテナンスが簡素化されます。 さらに、PAM4 モジュールを、適切な分散補償モジュール (DCM) および EDFA 増幅システムとともに、ハイブリッド伝送用の既存の DWDM ネットワークに追加できます。

PAM4 高次変調に基づく次世代の製品形式は、50G (1x50G PAM4)、100G (2x50G PAM4)、および 100G (1x100G PAM4) です。

50G (1X50G PAM4) プログラム

50G (1X50G PAM4) 方式の光モジュールは、50G SFP56 DWDM 光モジュール (C バンド、50Ghz 波長間隔) です。この製品は、同じサイズの SFP56 でパッケージ化されています。 SFP +、元の展開アーキテクチャを変更せずに、50G に直接アップグレードできます。モジュールは50Gを利用します PAM4 光側と電気側の両方で変調を行い、送信側には DWDM EML レーザーを採用しており、DCM 分散補償と EDFA のサポートにより少なくとも 80km の伝送距離の要件を満たすことができます。 単一ファイバーの総帯域幅は 96 波 x 50G = 4800G をサポートし、その工業グレードの温度積形式は 5G フロント伝送システムの需要を満たすことができます。

50G SFP56 DWDM 光モジュールの回路図
図 1: 50G SFP56 DWDM 光モジュールの回路図

100G (2X50G PAM4) ソリューション

100G (2X50G PAM4) 方式の光モジュールは 100G QSFP28 DWDM 光モジュール (C バンド、50Ghz 波長間隔) で、業界では通常 100G PAM4 QSFP28 と呼ばれています。 その光ポートは、100 つの異なる 2G DWDM 波長を使用して 50GE サービスを伝送します。 電気ポート側では 4X25G NRZ が使用され、光ポート側では CS インターフェイスと LC インターフェイスの 2 つのオプションが提供されます。 CS インターフェイスは 2 つの入力と 4 つの出力を使用し、合計 2 つのファイバーを使用します。 一方、デュプレックス LC インターフェイス オプションは、内部で WDM 多重化テクノロジーを使用し、わずか 80 つのファイバーで伝送を可能にします。 DCM 分散補償と EDFA (エルビウム添加ファイバー増幅器) の追加により、少なくとも 96km の伝送近接要件を満たすことができ、単一ファイバーの総帯域幅は 50 波 x 4800G = XNUMXG をサポートします。

100G QSFP28 DWDM 光モジュール (CS インターフェイス) の回路図
図 2: 100G QSFP28 DWDM 光モジュール (CS インターフェイス) の回路図
100G QSFP28 DWDM 光モジュール (LC インターフェイス) の回路図
図 3: 100G QSFP28 DWDM 光モジュール (LC インターフェイス) の回路図

100G (1x100G PAM4) ソリューション

100G (1x100G) 方式の光モジュールは、100G QSFP28 DWDM 光モジュール (C バンド、100GHZ) です。 この製品は主に DWDM 光源 + シリコン光変調技術によって実現されています。 DCM + EDFA の追加により、80km の伝送距離要件を満たし、単一ファイバーの総帯域幅は 48 波 x 100G = 4800G をサポートします。

100G QSFP28 DWDM 光モジュールの回路図
図 4: 100G QSFP28 DWDM 光モジュールの回路図

PAM4 DWDM 光モジュールは、その利点により、ポイントツーポイント データセンター インターコネクト (DCI)、DWDM ベースの 100G イーサネット メトロ アクセス、キャンパスおよびエンタープライズ リンク、400G モバイル アクセス アーキテクチャなどの 100G および 5G 構築で広く使用されています。データセンター DCI における 80 km ~ 120 km のアプリケーション距離の場合、高次 PAM4 変調 50G/100G DWDM ベースのテクノロジーは、コヒーレント 200G/100G DWDM テクノロジーと市場シェアを争うことができ、低コストの利点を提供します。 次の表に示すとおりです。

アイテムを比較するデュアルウェーブ50GPAM4DWDMソリューション単一波 100G PAM4 ソリューションコヒーレント DP-QPSK 方式
製品の消費電力5.5Wについて5.5Wについて20W以上
製品パッケージQSFP28QSFP28CFP2 / CFP
DWDM 間隔50GHz100GHz50GHz
EDFAは必要ですか必要必要必要
DCM分散補償必要必要必須ではありません
RXOSNR許容値非常に低く、カスケードで最大2つのEDFA非常に低く、カスケードで最大2つのEDFA高カスケード可能な N EDFA
一般的な合計帯域幅96X50G48X100G96X100G
単心二心伝送が可能かどうか初級初級非常に難しく、XNUMX つの異なる ITLA 光源が必要です。
伝送距離80km〜120km80km〜100km80kmをはるかに超える
データセンター DCI アプリケーションスイッチやルーターで直接使用、低コストスイッチやルーターで直接使用、低コストコヒーレント モジュールはスイッチやルーターに直接接続できず、連携するにはコヒーレント サブシステムが必要であり、コストがかかります
表 1: 50G PAM4 DWDM システム VS 100G PAM4 DWDM システム VS 100G DWDM コヒーレント システム