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(shù)據(jù)中心互聯(lián)每比特成本。隨著云計算在全球各地已有500多個超大型數(shù)據(jù)中心，云基礎設施由數(shù)據(jù)中心、 用戶以及數(shù)據(jù)中心之間的互連組成。80公里距離的400Gb/s或更高速網絡運營越來越需要使用相干傳輸，以獲得高速率和低成本。

  如今，相同距離場景的400Gb/s可插拔相干收發(fā)器模塊成為可能，在一個“IP over DWDM”架構中直接連接交換機和路由器可以管理數(shù)據(jù)中心之間的光信號。為了說明這一點，圖1顯示了一個400G連接，它在相距80公里的不同數(shù)據(jù)中心兩個路由器之間是需要的，可以使用基于機框的系統(tǒng)和線卡來建立連接，也可以通過一個機架單元“白盒”或機框中新的標準400ZR可插拔收發(fā)器模塊來進行連接。

       在這種新架構中，可以通過將400ZR可插拔收發(fā)器插入每個路由器并通過“開放線路系統(tǒng)”DWDM波長波分復用器連接光纖來建立連接，而不是使用專有接口的多個連接。300km甚至更遠距離也可以適用400ZR+模塊。

圖1 數(shù)據(jù)中心互聯(lián)架構傳送

  新架構取消了兩個網絡設備盒子和四個短距離收發(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)，可以將一個線卡的長距離傳輸能力封裝在一個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。每個相干可插拔收發(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(shù)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效率在較低功率時提升到最大，光器件必須在未經DSP補償或補償不足的區(qū)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(zhàn)性的性能要求，以便在較低總功率下運行時，其性能在規(guī)模部署中也足以跟傳統(tǒng)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(tǒng)硬件和軟件分開，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(tǒng)中。也就是說，從基于機框的專用系統(tǒng)過渡到使用可互操作的可插拔模型，“開放”線路系統(tǒng)和開源控制軟件的解耦系統(tǒng)。該方法一個示例是上述的“ZR架構”，它可以靈活獨立推動技術迭代，甚至直接從供應廠商采購模塊。

  為了真正實現(xiàn)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，例如長距離傳輸色散和偏振模色散。

      另外，由于城域核心和長途骨干系統(tǒng)相比ZR系統(tǒng)，對系統(tǒng)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。