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Le Single Lambda 100G offre des solutions rentables pour 100G et 400G

28 avril 2022

Transceiver 100G Lambda

Il y a déjà sur le marché des émetteurs-récepteurs optiques fonctionnant à 100 Gb/s comme 100GBASE-LR4, 100G-CWDM4, 100G-PSM4 et 100GBASE-SR4. Mais pour réduire le coût total et obtenir une meilleure efficacité de transmission, une spécification d'émetteur-récepteur Single Lambda 100G a été proposée. Cet article présente une introduction approfondie au 100G Single Lambda, depuis la définition, la comparaison avec les avantages du 100G QSFP28 standard, les performances et les perspectives de développement.

Qu'est-ce que le 100G Single Lambda ?

100G Single Lambda est une spécification optique qui utilise la signalisation PAM4 (modulation d'amplitude d'impulsion à quatre niveaux) pour transmettre des flux de données 100G via un seul laser/longueur d'onde. Elle a été normalisée pour la première fois par le 100G Lambda MSA (Multi-Source Agreement), un consortium industriel dont l'objectif commun est de fournir un nouvel ensemble de spécifications d'interface optique. Ces spécifications sont développées autour d'un débit de données de 100Gb/s sur canal optique, visant à être utilisé dans des applications 100G et 400G de manière rentable. Les émetteurs-récepteurs utilisant cette spécification utilisent la signalisation PAM4 à 100G par longueur d'onde, ce qui réduit la complexité et le coût optiques en réduisant le nombre d'émetteurs et de récepteurs optiques de quatre à un.

100G Single Lambda contre le 100G QSFP28 standard : différences et avantages

Une structure plus simple

Les optiques Single-λ 100G regroupent le 100GBASE-DR, le 100GBASE-FR (100G-FR) et le 100GBASE-LR (100G-LR). Ces émetteurs-récepteurs prennent un signal électrique 4x 25G de l'hôte et convertissent le signal en modulation PAM4 à l'aide d'un DSP, ce qui signifie que l'ensemble du flux de données 100G est transmis par un seul laser, ce qui élimine le besoin de WDM ou de fibre parallèle et réduit le nombre de composants optiques tels que les émetteurs et les récepteurs de quatre à un.
Normes SMF 100G

Distance de transmission plus longue

Le QSFP28 100GBASE-DR a été conçu pour des liaisons de 500 mètres. Par la suite, le 100G Lambda MSA a étendu la portée du 100GBASE-FR à 2 km, ce qui a permis de réaliser des liaisons plus longues ou des environnements à fortes pertes. Jusqu'à présent, MSA a élargi la couverture à 10 km avec le 100GBASE-LR, répondant ainsi aux mêmes applications que le module QSFP28 100GBASE-LR4.

Coût inférieur

Selon l'IEEE, la capacité de prendre en charge 100G par λ (longueur d'onde) peut réduire le coût des signaux optiques 100GE d'au moins 40% avec une seule voie optique. Cela signifie que le passage de 4 longueurs d'onde/lambda à 1 longueur d'onde/lambda réduit le coût relatif de plus de 40%.
100G CWDM4 vs Single Lambda

Comment le 100G Single Lambda facilitera-t-il le 400G ?

Avec la croissance continue du trafic, le besoin de modules optiques enfichables plus simples et plus rentables deviendra un élément essentiel du développement du marché des émetteurs-récepteurs, en particulier dans les applications à grande vitesse et à haute densité comme les 200G et 400G. Il facilite la transition des applications 100G vers 400G et réduit la complexité interne des modules 400G, ce qui est plus favorable au développement du 400G. En même temps, le nombre de fibres est réduit, ce qui permet de réduire les coûts.

100G Single Lambda : Une voie pour passer du QSFP28 100G au QSFP-DD 400G

Depuis que la modulation PAM4 a rendu possible le 100G à voie unique, le passage du 100G au 4x 100G devient une réalité. Par exemple, l'IEEE a exploité le 100GBASE-DR pour la norme optique 400GBASE-DR4. Le 400GBASE-DR4 peut être divisé en quatre modules 100GBASE-DR parallèles et fournir une connectivité 400G sur 500m. Avec des émetteurs-récepteurs 100G Single Lambda, il est facile d'établir des connexions 100G à partir d'un port 400G.
Passage du QSFP28 100G au QSFP-DD 400G

Conclusion : 100G Single Lambda rend les modules 400G plus économiques

Le groupe 100G Lambda MSA contribue également à la mise à niveau des normes IEEE 400G existantes. Dans les normes 400G existantes, les émetteurs-récepteurs 400G reposent sur 8 voies de signaux optiques PAM4 50G sur la grille de longueur d'onde LAN-WDM, ce qui présente les mêmes problèmes que le 100GBASE-LR4 expliqué ci-dessus. Le nombre de canaux de longueur d'onde requis et la complexité du multiplexeur et du démultiplexeur semblent coûteux. Consciente de cette lacune, la MSA a décidé d'utiliser 100G par longueur d'onde au lieu de 50G et d'utiliser quatre canaux sur la grille de longueur d'onde CWDM avec une marge de tolérance plus large, ce qui permet d'atteindre le 400G à moindre coût.

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