400ZR可插拔模塊降低DCI每比特成本

  ICC訊（編譯：Aiur）  近日，Neophotonics（新飛通）市場(chǎng)副總裁Ferris Lipscomb博士在一篇博文中介紹400ZR可插拔模塊如何降低數據中心互聯(lián)每比特成本。隨著(zhù)云計算在全球各地已有500多個(gè)超大型數據中心，云基礎設施由數據中心、 用戶(hù)以及數據中心之間的互連組成。80公里距離的400Gb/s或更高速網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)越來(lái)越需要使用相干傳輸，以獲得高速率和低成本。

  如今，相同距離場(chǎng)景的400Gb/s可插拔相干收發(fā)器模塊成為可能，在一個(gè)“IP over DWDM”架構中直接連接交換機和路由器可以管理數據中心之間的光信號。為了說(shuō)明這一點(diǎn)，圖1顯示了一個(gè)400G連接，它在相距80公里的不同數據中心兩個(gè)路由器之間是需要的，可以使用基于機框的系統和線(xiàn)卡來(lái)建立連接，也可以通過(guò)一個(gè)機架單元“白盒”或機框中新的標準400ZR可插拔收發(fā)器模塊來(lái)進(jìn)行連接。

       在這種新架構中，可以通過(guò)將400ZR可插拔收發(fā)器插入每個(gè)路由器并通過(guò)“開(kāi)放線(xiàn)路系統”DWDM波長(cháng)波分復用器連接光纖來(lái)建立連接，而不是使用專(zhuān)有接口的多個(gè)連接。300km甚至更遠距離也可以適用400ZR+模塊。

圖1 數據中心互聯(lián)架構傳送

  新架構取消了兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )設備盒子和四個(gè)短距離收發(fā)器，將光鏈路每比特成本減少一半以上。相干技術(shù)使新基礎架構成為可能，利用高度集成的光子集成電路(PIC)，可以將一個(gè)線(xiàn)卡的長(cháng)距離傳輸能力封裝在一個(gè)小型尺寸可插拔收發(fā)器中。為了使這種架構成為標準，可插拔收發(fā)器必須具有成本效益，并且要能大批量生產(chǎn)。每個(gè)相干可插拔收發(fā)器由都包含以下組件：

  一顆窄帶寬激光器，包含一顆相干調制和相干接收機

  一顆數字相干處理(DSP)和其他電子器件

  可插拔收發(fā)器的小尺寸對可消耗的電功率設置了嚴格的限制。限制DSP使用功率意味著(zhù)限制它可以糾正的損傷。DSP處理不完美信號的難度越大，所需的功率就越大。因此，為了將DSP效率在較低功率時(shí)提升到最大，光器件必須在未經(jīng)DSP補償或補償不足的區域內(例如激光噪聲和RF帶寬)具有足夠高的性能。這就需要優(yōu)化光器件的設計，讓緊湊型可插拔尺寸能應對極具挑戰性的性能要求，以便在較低總功率下運行時(shí)，其性能在規模部署中也足以跟傳統機框方案競爭。

  可插拔相干模塊是行業(yè)“解耦”趨勢一部分。分解將系統硬件和軟件分開(kāi)，可以單獨優(yōu)化硬件或軟件單元，再依靠標準化接口將各部分集成到系統中。也就是說(shuō)，從基于機框的專(zhuān)用系統過(guò)渡到使用可互操作的可插拔模型，“開(kāi)放”線(xiàn)路系統和開(kāi)源控制軟件的解耦系統。該方法一個(gè)示例是上述的“ZR架構”，它可以靈活獨立推動(dòng)技術(shù)迭代，甚至直接從供應廠(chǎng)商采購模塊。

  為了真正實(shí)現相干可插拔模塊在降低每比特成本上的作用，可插拔模塊需要盡可能覆蓋更多的應用場(chǎng)景。在理想情況下，相干的可插拔器件不僅可以覆蓋ZR距離(最遠120公里)，還可以覆蓋ZR+，后者可以延伸到地鐵甚至長(cháng)途骨干距離。同樣，它特取決于可以電功率的容限，是否需要使用更大尺寸模模塊，例如CFP2-DCO，因為DSP需要盡可能糾正傳輸障礙，例如長(cháng)距離傳輸色散和偏振模色散。

      另外，由于城域核心和長(cháng)途骨干系統相比ZR系統，對系統性能要求更高，ZR+可插拔模塊可能需要具有更窄帶寬的可調諧激光器和更寬帶寬的調制器/接收機。因此，對于400ZR+應用而言，光器件性能和降低DSP負載程度就變得尤為重要。