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Vergleich der 100G 80KM DCI-Lösungen: Coherent, PAM4 oder QSFP28 ZR4

Aktualisierung: 08. Mär 2023 by
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Mit der rasanten Entwicklung von künstlicher Intelligenz, virtueller Realität und dem Internet der Dinge explodiert der Datenverkehr, was zu einer weit verbreiteten Einführung von Rechenzentren führt. Für die gemeinsame Nutzung von Rechenzentrumsressourcen, die Geschäftskontinuität und die Wiederherstellung des Systems im Notfall ist Data Center Interconnect (DCI) erforderlich und unerlässlich. Es gibt drei Lösungen für 100G 80km DCI, die 100G kohärente DWDM-Technologie, 100G PAM4 DWDM-Übertragung und 100G QSFP28 ZR4-Optik verwenden. Dieser Artikel stellt diese drei Lösungen vor und vergleicht sie, um die optimale Wahl für 100G-Langstrecken-DCI zu finden.

Rechenzentrum-Verbindung

100G 80 km DCI-Lösungsoptionen

100G kohärent

Die kohärente 100G DWDM-Technologie ermöglicht den Transport von 100G-Kapazität über eine einzige Wellenlänge über große Entfernungen. Mit kohärenten optischen Geräten können Signale sogar über Entfernungen von bis zu 1000 km übertragen werden. Die kohärente Optik verwendet fortschrittliche Modulationstechniken wie QPSK, 8QAM oder 16QAM, um mehrere Symbole pro Bit zu übertragen und die Signale für Geschwindigkeitsvorteile zu verdichten. Diese Art der Modulation führt jedoch zu hohen technischen Anforderungen. Kohärente Erkennung und DSP-Technologie sind erforderlich, um verschiedene Übertragungsstörungen im elektrischen Bereich zu kompensieren und die Übertragungsstrecke zu vereinfachen.

Unten sehen Sie das Konnektivitätsdiagramm einer kohärenten 100G-DWDM-Lösung, bei der die M6500-Plattform nahtlos mit Muxponder/Transpondern integriert ist, um Flexibilität und Skalierbarkeit für die Verbindung von Rechenzentren zu bieten. Die OTN-Plattform FS M6500 bietet eine verwaltete, flexible und skalierbare Architektur für den Aufbau eines optischen 100G-Transportnetzes mit hoher Kapazität über eine einzige Wellenlänge.

100G kohärente DWDM-Lösung

100G PAM4 DWDM

PAM4 ist die Schlüsseltechnologie dieser Lösung, bei der zwei Bits in einem Symbolslot übertragen werden, wodurch die Signalbandbreite halbiert wird. Außerdem kann PAM4 die Signalverschlechterung minimieren und die Datenrate verdoppeln. Darüber hinaus können optische PAM4-Module direkt in den Switches von eingebetteten DWDM-Netzwerken verwendet werden, was eine kostengünstige und einfache Lösung für Kunden darstellt, die eingebettete DWDM-Datennetzwerke aufbauen möchten.

Die folgende Abbildung zeigt, wie die 100G PAM4 DWDM-Lösung für 80 km DCI verwendet wird. Das FS 100G PAM4 DWDM Open Line System ist hoch integriert mit einem 40 CH DWDM Mux/Demux, optischen Verstärkern, Dispersionkompensationsmodulen und einem optischen Überwachungskanal, was zu erheblichen Platzeinsparungen und verbesserter Betriebs- und Wartungseffizienz führt.

100G PAM4 DWDM-Lösung

100G QSFP28 ZR4

Das 100G QSFP28 ZR4 unterstützt 100G-Ethernet für eine erweiterte Reichweite von bis zu 80 km und bietet Punkt-zu-Punkt-Netzwerkverbindungslösungen zwischen Rechenzentren, ohne dass komplizierte und kostspielige Open-Line-Systeme oder ältere CFP/CFP2-Schnittstellen eingesetzt werden müssen. Das Modul unterstützt die Standard-KR4-FEC-Baudraten (Forward Error Correction), die auf der Empfangsseite die Erkennung und Korrektur von Bitfehlern ermöglichen und die Gesamtqualität der Verbindung verbessern. Daher kann der 100G ZR4 QSFP28-Transceiver auf einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung bis zu 80 km ohne optische Verstärkung und Dispersionskompensation arbeiten.

100G QSFP28 ZR4

100G DCI-Lösungen im Vergleich

  • 100G kohärent: Vor- und Nachteile

Die kohärente Optik ist ideal für die Übertragung über große Entfernungen (80 km bis 1000 km), hat aber Einschränkungen bei den Kosten und dem Stromverbrauch. Die kohärenten Transceiver sind teuer und nur in CFP- und CFP2-Gehäusen mit hohem Stromverbrauch erhältlich. Die oben genannte kohärente 100G-DCI-Lösung ist jedoch für DWDM-Anforderungen mit hoher Kapazität erweiterbar. Mit der hochintegrierten M6500-Plattform können 200G-Transponder/Muxponder je nach Bedarf zum bestehenden Netz hinzugefügt werden, was eine große Flexibilität für das gesamte optische Übertragungsnetz bietet.

  • 100G PAM4 DWDM: Vor- und Nachteile

Die 100G PAM4 DWDM-Lösung ist eine hochintegrierte Plattform, die wirtschaftlicher und bequemer ist als eine kohärente 100G DWDM-Lösung, insbesondere in 80km DCI-Netzen. Das 100G PAM4 DWDM-Open-Line-System umfasst einen DWDM-Multiplexer, einen EDFA und einen Dispersionskompensator, was den Betrieb und die Verwaltung durch Plug-and-Play vereinfacht. Diese Lösung ist jedoch nur für die Verbindung von Rechenzentren innerhalb von 80 km geeignet.

  • 100G QSFP28 ZR4: Vor- und Nachteile

Im Vergleich zu den beiden oben erwähnten 100G 80km DCI-Lösungen ist QSFP28 ZR4 eine kostenoptimierte und stromsparende Lösung, ohne dass redundante und komplexe Geräte eingesetzt werden müssen. Allerdings ist 100G QSFP28 ZR4 auch nur für 0-80km DCI-Lösungen verfügbar. Wenn der Verlust der gesamten optischen Verbindung zu hoch ist, kann eine Übertragung von bis zu 80 km nicht erreicht werden. Und ohne den Einsatz der DWDM-Technologie werden mehr Glasfaserkabel benötigt.

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