In den letzten zwei Jahrzehnten wurde die Ethernet-Technologie in den Bereichen Business Park, Heim-Breitband, Industriesteuerung, Sicherheitsüberwachung und anderen Bereichen weit verbreitet eingesetzt. Autopilot, 5 G-Peilung, Cloud Computing, Rechenzentrum, wie z. B. eine Szene, können unser Leben ständig beeinflussen.
Die Geschwindigkeit von Ethernet für neue Anwendungen nimmt ebenfalls zu, von 10 M und 10 0M anfangs auf 400 G, das kürzlich standardisiert wurde. Als Reaktion auf die Notwendigkeit, dass Rechenzentren ihre Switch-Kapazität alle zwei Jahre verdoppeln müssen, hat die Ethernet-Allianz in 2018 deutlich gemacht, dass die nächste Generation von Ethernet-Raten 800 G und {{5} }. 6 t wird in den nächsten Jahren verfügbar sein.
Um die entsprechende Schnittstellenrate zu unterstützen, muss die entsprechende optische Modultechnologie geregelt werden. Die aktuellen Ethernet-Schnittstellenspezifikationen entsprechen der Rate des optischen Moduls, der Übertragungsentfernung und der elektrischen Schnittstelle. Derzeit konzentrieren sich die unvollständigen Standards hauptsächlich auf 25 G / 50 G EPON, 100 G FR / LR, 400 G FR 4 / lr {{ 4}} - 6 und 100 G / 4 00G 80 km ZR. Unterschiedliche PMD-Spezifikation unterschiedliche Entfernung, tatsächlich entspricht die optische Modultechnologie in etwa dem Laser / Modulator, allgemeiner Gebrauch VCSEL von Multimode, Fernentfernung im Allgemeinen Verwendung von EML, ZR muss möglicherweise eine kohärente IQ-Modulation verwenden, offensichtlich mit zunehmender Übertragungsentfernung Modulationstechnik wird immer komplexer, bedeutet auch, dass die Kosten immer höher sind.
Unter diesen Standards ist die 50 G PAM 4 -Modulation der Schlüssel und wird zur Grundlage für 50 G bis 400 G-Schnittstellenstandards.
In Bezug auf die kürzlich fokussierten 80 km-Standards für optische Schnittstellen für DCI- und CATV-Anwendungen hat IEEE bereits im November die 80 2. 3 ct-Arbeitsgruppe {{{{1 {{26 }}}}}}, um die Standardformulierung zu starten. Der DCI ist {{4}} G / {{5} km und der CATV ist 100 G / {{5} km. In diesen beiden ZR-Anwendungen ist die aktuelle Industrie der Ansicht, dass nur durch digitale Kohärenztechnologie das 80 km-Niveau der Hochgeschwindigkeitsübertragung erreicht werden kann und dass auch WDM verwendet werden muss, um die Kapazität einzelner Fasern zu verbessern. In Bezug auf FR / LR wurde außerdem ein {{10}} km / 10 km-Schnittstellenstandard, IEEE 80 2. {{1 3} cu gestartet 100 GBASE FR / LR und {{4} GBASE FR 4 / LR 4 im letzten März. Der Schwerpunkt dieser Reihe von Standards liegt auf der Einführung von 100 G PAM 4 -Modulation und CWDM-Multiplex-Wellenlängengittern. Im Vergleich zu 50 G PAM 4 hat die höhere Einzelwellenrate den Vorteil, dass die Anzahl der Transceiver-Geräte verringert und die Kosten gesenkt werden. Da CWDM-Wellenlängen einen Abstand von {{10}} 0 nm haben, sind ungekühlte Laser zulässig, was die Kosten weiter senkt. Offensichtlich ist die Einführung der Einkanal- 100 G-Technologie für die Implementierung von optischen Hochgeschwindigkeitsmodulen von Vorteil, um die Kosten zu senken und die Herstellbarkeit effektiv zu verbessern (weniger Kanäle, optische Module sind einfacher durchzuführen). Darüber hinaus haben die Arbeitsgruppen 80 2. {{1 3} bs und CD auch das LAN-WDM-Wellenlängenzuweisungsschema übernommen. Offensichtlich beträgt das Wellenlängenintervall von LAN WDM nur 80 0 GHz (4. 5 nm), daher muss TEC zur Steuerung der Wellenlängenverschiebung verwendet werden. Es arbeitet jedoch nahe der Nulldispersion des O-Bandes und wird durch die Dispersion während der Hochgeschwindigkeitsübertragung weniger beeinflusst. Im Gegensatz dazu kann die CWDM-Übertragung durch eine große Streuung beeinträchtigt werden, insbesondere im Vergleich zu MZM; EML hat immer noch den Einfluss von Chirp, was eine Herausforderung für {{4} GBASE LR sein kann. 80 2. 3 glaubt auch, dass dies {{4} } G kann nur bis zu 6 km unterstützen, nämlich {{4}} bbase-lr 4 - 6. Für die 100 G / Lamda-MSA-Arbeitsgruppe verwendeten sie jedoch unterschiedliche Wellenlängen, um das Dispersionsproblem zu lösen. Daher definierte MSA die {{4}} gbase-lr 4 - 6 und {{4}} gbase-lr 4 - 10 Spezifikationen.
Für 800 G optische Schnittstellen wurden zwei MSA-Arbeitsgruppen in 2019 eingerichtet, eine qsfp-dd 800 MSA und die andere 800 G Pluggable MSA. In dem neu veröffentlichten Whitepaper 800 G Pluggable wird davon ausgegangen, dass ein einzelner Kanal {{6}} G PAM 4 verwendet werden kann, um 800 G SR zu erreichen, und Einkanal {{6}} G oder 200 G kann verwendet werden, um DR- und FR-Szenarien zu erreichen. Für nachfolgende 1. 6 t kann ein einzelner Kanal 200 G erforderlich sein. Für LR / ER / ZR- und andere 800 G-Fernanwendungen ist die digitale Kohärenztechnologie die geeignetere Wahl.
Gegenwärtig sind in der Schnittstelle mit Raten unter 400 G Einzelkanal 50 G PAM 4 und 100 G PAM 4 die Hauptmodulationsmodi, während Bei Raten über 800 G, Einzelkanal 200 G PAM 4 und sogar kohärenter Technologie wird diese Nachfrage wahrscheinlich dominieren, vielleicht drei oder vier Jahre.
Insgesamt definiert IEEE 802. 3 nur die gesamte fotoelektrische Leistung des optischen Senders und Empfängers. Spezifische Parameter wie die mechanische Größe, die PIN-Definition, die Definition der Verwaltungsschnittstelle usw. werden vom Multi-Source-Protokoll MSA der Branche {{2}. Derzeit werden häufig verschiedene MSA-Spezifikationen für optische Hot-Plug-Module verwendet. Für 100 G sind CFP / CFP 2 / CFP 4 und OSFP am beliebtesten, während für mehr als 100 G (2 00G / {{ 10}} G) ist die Branche eher zu QSFP-DD, OSFP geneigt.
Es muss gesagt werden, dass mit dem schnellen Wachstum des internen Datenverkehrs die Switch-Kapazität, Port-Dichte und Schnittstellenrate vor großen Herausforderungen stehen werden. Insbesondere das PCB-Routing zwischen dem Port des optischen Moduls 0010010 # 39 und dem internen Switching-Chip des Switches 0010010 # 39 beeinflusst die Signalintegrität und Der Stromverbrauch im Bedienfeld des Switches 0010010 # 39 wird ebenfalls zu einem Engpass. Um beides anzugehen, sucht die Industrie auch nach neuen Möglichkeiten, die derzeitigen steckbaren optischen Module zu ersetzen.
