Soluzione 8×100G per scenario SR

La crescita vertiginosa del traffico generato da grandi quantità di dati provenienti da cloud computing, AR/VR, AI e 5G, mette ulteriormente a dura prova le architetture dei data center e le interconnessioni sottostanti. Con l'aumento della domanda di larghezza di banda di rete elevata e delle sue prestazioni, l'esplorazione dei moduli ottici 800G inizia ad attirare l'attenzione del settore. MSA pluggable 800G ha pubblicato un white paper sulla tecnologia dei moduli ottici 800G che introduce i principali scenari applicativi dell'800G. L'articolo illustra la soluzione 8×100G per lo scenario SR.

Analisi dei requisiti dello scenario 800G SR

Per la trasmissione alla classe di 100m, molti operatori di data center hyper-scale utilizzano la tecnologia multimodale VCSEL che probabilmente consente di raggiungere 30-50m, coprendo quindi solo parzialmente la classe SR. MSA mira a sviluppare un modulo 8×100G a basso costo per applicazioni SR, in grado di supportare una trasmissione di 60-100m. In particolare, MSA intende specificare una tecnologia di trasmettitore a basso costo con il potenziale di sfruttare la scalabilità sub-lineare dei costi con un elevato grado di integrazione. L'SR8 800G a basso costo potrebbe anche fornire un'interconnessione seriale 100G a basso costo per supportare le attuali tendenze dei data center che prevedono un aumento delle porte degli switch e una diminuzione del numero di server per rack.

Rispetto ai moduli SR convenzionali, l'SR8 800G non utilizzerà la tecnologia multimodale basata su VCSEL ma adotterà il PSM8, con formati di modulazione PAM4 e DSP integrato, per soddisfare i requisiti dello scenario SR 800G, come illustrato di seguito.

Fattibilità tecnica delle soluzioni 8×100G

Per garantire i vantaggi in termini di costo e consumo energetico della soluzione basata su SMF, MSA 800G Pluggable ha stabilito tre principi per la definizione di requisiti standard PMD ragionevoli che sono indispensabili in 800G-SR8.

1. In questi scenari si possono applicare diverse tecniche di trasmissione, come DML, EML e silicon photonics (SiPh).

2. Tutte le potenzialità dei componenti possono essere sfruttate appieno per ottenere le prestazioni del collegamento desiderato.

3. I parametri chiave del livello PMD devono essere rilassati il più possibile, pur mantenendo una prestazione affidabile del collegamento.

Il budget di potenza della soluzione 800G-SR8 basata su SMF sarebbe simile a quello definito in IEEE 400G-SR8, con l'unico problema della perdita di inserzione dei nuovi connettori PSM8 SMF. Ciò significa che i componenti ottici ed elettronici e gli ASIC DSP attualmente maturi utilizzati nelle connessioni ottiche 400GE sono sufficienti per soddisfare i requisiti di power budget dell'800G-SR8.

Inoltre, la definizione dei parametri PMD in uno scenario SR8 800G comporta anche la sfida di trovare l'ampiezza di modulazione ottica (OMA), il rapporto di estinzione (ER), il quaternario di chiusura dell'occhio di dispersione del trasmettitore (TDECQ) e la sensibilità del ricevitore. L'MSA 800G Pluggable ha confrontato le prestazioni del tasso di errore di bit (BER) di diversi trasmettitori per trovare le metriche appropriate per questi parametri.

Queste sono tre curve BER vs OMA di un segnale PAM4 a 100Gbps basato su ASIC DSP 400G commerciali, corrispondenti rispettivamente a diverse tecnologie di trasmissione. Le prestazioni BER di EML e SiPh per 100G per corsia sono risultati ben noti. Le prestazioni BER del DML mostrano che la sensibilità dell'OMA, in questo caso, è paragonabile a quella dell'EML o del SiPh. Considerando la potenza ottica di lancio relativamente bassa del trasmettitore SiPh e la sensibilità sufficientemente buona di tutte e tre le soluzioni, si raccomanda di allentare opportunamente il requisito minimo dell'OMA nell'800G-SR8. La sensibilità comparabile indica anche che gli ASIC DSP commerciali hanno una capacità di equalizzazione molto più forte rispetto al ricevitore di riferimento IEEE definito in 400GE.

Nel frattempo, considerando i requisiti di sensibilità relativamente bassi nello scenario SR e la limitazione del consumo di energia del modulo 800G, si raccomanda una modalità DSP a bassa complessità nei moduli futuri. L'ER è direttamente correlato al consumo di energia. Un ER più basso è teoricamente auspicabile a condizione che non influisca sull'affidabilità del collegamento. Sulla base dell'analisi di cui sopra, l'MSA ritiene che una soluzione basata su SMF a basso costo e basso consumo energetico sia fattibile e promettente nello scenario 800G-SR8.