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PAM4 ou optique cohérente : quelle est la meilleure solution pour le DWDM 100G ?

Mis à jour depuis le 29 mars, 2022 by
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Avec la demande croissante d'applications réseau à haut débit telles que la 5G, l'informatique en nuage et les réseaux de stockage, les réseaux de transmission optique évoluent également rapidement. Les solutions DWDM 100G se sont progressivement améliorées et ont mûri. Les modules PAM4 100G et les modules cohérents CFP2 sont les plus populaires pour les transmissions de réseaux DWDM 100G. La modulation directe et la technologie cohérente peuvent facilement étendre la distance de transmission jusqu'à 80 km, et même 1000 km pour les réseaux métropolitains et DWDM. Quelle est donc la différence entre ces deux technologies ? Laquelle est la plus adaptée à la transmission DWDM 100G ? La réponse se trouve dans cet article.

 

PAM4 100G QSFP28 vs. optique cohérente

Les émetteurs-récepteurs CFP/CFP2 cohérents sont différents des modules PAM4 QSFP28 à certains égards. Toutefois, ils présentent certaines similitudes en ce qui concerne les applications de réseau 100G.

Qu'est-ce que le module PAM4 ?

QSFP28 PAM4 est une technologie qui code deux bits de données avec quatre niveaux de signal distincts. Auparavant, le format de modulation binaire NRZ traditionnel était utilisé pour les transmissions longue distance 40G et 100G. Avec quatre motifs pour coder deux bits de données, les modules PAM4 doublent la largeur de bande de la connexion, chaque niveau de signal représentant 2 bits d'information logique. Il joue un rôle clé dans la modulation multi-ordre et fait du PAM4 l'outil le plus efficace et le plus rentable pour les solutions DWDM 100G.

Les types courants de technologie PAM4 sont 50G(1*50G PAM4), 200G(4*50G PAM4) et 400G(8*50G/4*100G PAM4). Les émetteurs-récepteurs QSFP28 100G PAM4 utilisent la technologie de modulation PAM4 pour assurer la transmission de signaux à grande vitesse et le contrôle de la qualité.100G PAM4 Signaling Technology

Figure 1 : Technologie de signalisation 100G PAM4

Qu'est-ce que la technologie et l'optique cohérentes ?

La technologie cohérente utilise l'amplitude, la phase et la polarisation de la lumière pour concentrer davantage de données sur l'onde transmise. Ainsi, des débits binaires beaucoup plus élevés peuvent être obtenus sur une seule longueur d'onde grâce à l'adoption d'un DSP (Digital Signal Processor). CFP DCO (Digital Coherent Optic), CFP2 coherent ACO (Analog Coherent Optic), CFP2 coherent DCO sont les types courants d'émetteurs-récepteurs qui utilisent la technologie cohérente pour réaliser une transmission DWDM de 100G.

  • CFP DCO : Ce module est doté d'une puce de traitement du signal numérique (DSP) intégrée, ce qui signifie qu'il peut améliorer l'amplification et la sensibilité de réception sans DSP séparé ni module de compensation de la dispersion (DCM). En outre, le CFP DCO est également équipé d'une compensation électronique de la dispersion (EDC), ce qui permet de transmettre des données au-delà de 100 km.

  • CFP2 ACO : la largeur du CFP2 ACO est deux fois moins importante que celle du CFP. Ce module nécessite un DSP dédié sur la carte hôte car les émetteurs-récepteurs CFP2 DWDM actuels sont analogiques. Par conséquent, il augmente la consommation d'énergie et le coût de la carte mère dans une certaine mesure.

  • 100G CFP2 DCO: Différent du CFP2 ACO, le CFP2 DCO dispose d'un ASIC DSP intégré, mais il est également plus cher. En outre, il peut répondre aux exigences des fournisseurs utilisant le CFP2 sans DSP et permettre une meilleure utilisation des longueurs d'onde.Coherent Optics Working Principle in DWDM Solution

Figure 2 : Principe de fonctionnement de l'optique cohérente dans la solution DWDM

Avantages et inconvénients du PAM4 et de l'optique cohérente

Le tableau suivant décrit en détail les avantages et les inconvénients des modules QSFP28 PAM4 et cohérents dans les applications de réseau DWDM 100G.

  Advantages Inconvénients
100G PAM4 QSFP28 Simplicité et rentabilité : Il peut être utilisé directement dans le commutateur d'un réseau DWDM intégré. Des amplificateurs supplémentaires, des multiplexeurs DWDM et des compensateurs de dispersion sont nécessaires pour une transmission sur 5 km.
Une bande passante plus large et une consommation inférieure : Avec quatre schémas pour coder deux bits de données, les modules PAM4 doublent la largeur de bande de la connexion tout en réduisant la consommation. Perturbation sonore : Un rapport signal/bruit (RSB) plus élevé est généré.
Optique cohérent Puce DSP intégréeet compensation électronique de la dispersion (EDC) pouraméliorer l'amplification et la sensibilité de réception. Consommation d'énergie et coût supérieurs pour le projet.
Idéal pour la transmission longue distance avec une portéede 1000 km. Exigences élevées : Deux DSP du même fournisseur sont nécessaires aux deux extrémités de la liaison. Dans certains cas, les cartes de ligne doivent être identiques.
 

Conclusion

En résumé, les modules PAM4 et les optiques cohérentes fonctionnent efficacement dans la transmission de réseaux DWDM 100G. Par contre, les émetteurs-récepteurs optiques PAM4 100G sont plus rentables et conviennent à une transmission inférieure à 80 km, tandis que les optiques cohérentes 100G constituent un meilleur choix pour une transmission supérieure à 100 km, mais présentent également des limites en termes d'équipement. Les centres de données et les entreprises peuvent choisir n'importe quelle combinaison de modules optiques en fonction de leurs besoins spécifiques.

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