QSFP28 PAM4: Una soluzione per l'estensione dei segnali 100G/400G

Con la diffusione dei servizi cloud e del 5G, il QSFP28 PAM4 è stato ideato e sviluppato per soddisfare la crescente domanda di velocità di trasmissione dati e larghezza di banda più elevate. Attualmente, la rete principale ha implementato velocità di trasferimento dati di 100G e sta richiedendo 400G, spingendo i data center a cercare soluzioni di transceiver con densità di porte più elevate e un costo per bit inferiore. Grazie alla sua grande capacità di dati e al consumo energetico ridotto, nel 2016 è stato sviluppato il DWDM PAM4 QSFP28 per supportare la trasmissione a 80 km per la rete metropolitana 100G/400G. In questo post si parlerà di cosa sia il PAM4 QSFP28 100G e di come si comporti come soluzione per applicazioni 100G/400G.

Che cos'è la tecnologia di segnalazione PAM4?

La PAM4, detta anche Pulse Amplitude Modulation a 4 livelli, è una delle tecnologie di trasmissione ottica più diffuse dopo la NRZ (non-return-to-zero). PAM4 è una tecnologia che codifica due bit di dati con quattro livelli di segnale distinti. In sostanza, raddoppia la larghezza di banda del segnale di una connessione con ogni livello di segnale che rappresenta 2 bit di informazioni logiche. Inoltre, grazie al suo ruolo chiave nella modulazione multi-ordine, è in grado di ridurre al minimo il degrado del segnale ottico raddoppiando al contempo la velocità di trasmissione dei dati, il che la rende il fattore abilitante più efficiente ed economico di 100G e 400G. Per essere più precisi, la figura seguente mostra come il PAM4 raddoppi la velocità di trasmissione dei dati con quattro livelli di segnale rispetto all'NRZ.

Figura 1: Confronto tra le forme d'onda dei segnali NRZ e PAM4

Il fattore di forma in cui i ricetrasmettitori DWDM 100G utilizzano PAM4 è QSFP28. Quindi vediamo come PAM4 DWDM QSFP28 supporta le applicazioni 100G/400G.

Come si comporta PAM4 QSFP28 come soluzione per 100G/400G?

In quanto alternativa molto valida per l'estensione dei segnali 100G/400G, il QSFP28 PAM4 è diventato di recente un prodotto di tendenza per gli operatori di rete. Ecco i vantaggi dell'adozione QSFP28 PAM4 DWDM nelle applicazioni 100G/400G:

Capacità dati di grandi dimensioni

QSFP28 PAM4 DWDM è in grado di fornire fino a 4,8Tb/s di capacità di dati su fibra monomodale (SMF) e di ridurre al minimo la degradazione del segnale. Può essere utilizzato per estensioni 100G/400G tra data center con collegamenti point-to-point e distanza di trasmissione fino a 80 km.

Ridotto consumo di energia

È stato progettato per offrire un consumo energetico ridotto per le interconnessioni ad alta velocità e a portata estesa dei data center (DCI) e per la connettività ad alta densità.

DWDM integrato

Grazie alla funzionalità DWDM integrata, il transceiver PAM4 DWDM può essere inserito direttamente nei router o negli switch dei data center senza la necessità di una piattaforma di conversione DWDM separata, riducendo significativamente i costi e semplificando l'implementazione e la manutenzione. Inoltre, con i moduli di compensazione della dispersione (DCM) e il sistema di amplificazione adeguati, i moduli QSFP28 PAM4 possono essere aggiunti a una rete DWDM esistente per ottenere una trasmissione ibrida.

Grazie ai vantaggi che offrono, i moduli DWDM QSFP28 PAM4 sono spesso adottati per la realizzazione di strutture 100G e 400G, come interconnessioni point-to-point tra data center (DCI), accesso metro Ethernet 100G su DWDM, collegamenti tra campus e aziende, architettura di accesso mobile 5G, ecc.

Figura 2: Applicazioni PAM4 nei data center e nell'architettura 5G

Per i moduli transceiver 100G, QSFP28 PAM4 può ridurre il numero di laser ed eliminare la necessità di multiplexing ottico. Per i 400G, la spesa maggiore è rappresentata dai componenti ottici e dai relativi pacchetti a radiofrequenza. Il PAM4 può trasmettere due bit di informazioni logiche e raddoppiare la larghezza di banda per ridurre efficacemente i costi di trasmissione e, allo stesso tempo, soddisfare le esigenze di miglioramento della larghezza di banda.

Soluzione 100G DWDM QSFP28 PAM4 di FS

In base alle richieste di larghezza di banda degli utenti globali, FS fornisce una soluzione DWDM QSFP28 PAM4 100G integrata con transceiver DWDM QSFP28 PAM4 e cavi in fibra per ottenere una trasmissione del segnale ad alta velocità e la costruzione di 100G.

Transceiver DWDM QSFP28 PAM4 100G - DWDM2-Q28100G-80

Figura 3: Soluzione FS QSFP28 PAM4 - DWDM2-Q28100G-80

Questo transceiver DWDM QSFP28 PAM4 100G utilizza la modulazione PAM4 per raggiungere i 100G. Supporta collegamenti multipli 100G fino a 80 km su fibra monomodale (SMF) tramite un connettore CS. Dotato di un chip Broadcom BCM81128, è in grado di realizzare una trasmissione stabile del segnale con un consumo energetico inferiore a 5W, riducendo in modo significativo i costi. Può anche essere aggiunto alla rete DWDM 1G/10G esistente per ottenere una trasmissione di dati ibrida.

Grazie al basso consumo energetico, all'alta velocità e alla lunga distanza di trasmissione, QSFP28 PAM4 è la soluzione più economica ed efficiente per i data center o per i campus e i collegamenti aziendali per l'aggiornamento delle reti a 100G/400G.