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100G Single Lambda ist eine weit verbreitete, auf PAM4-Signalisierung basierende optische Spezifikation. 100G single lambda wird häufig für die Übertragung von 100G-Datenströmen über eine einzige Wellenlänge oder einen einzigen Laser verwendet. 100G Lambda MSA regelt die Entwicklung dieser Spezifikation und sie wurde für den Einsatz in 400G- und 100G-Anwendungen entwickelt.
Das Auftreten von 100G Single Lambda ist nicht ungewöhnlich, da verschiedene optische Transceiver wie 100GBASE-SR4, 100GBASE-LR4, 100G-CWDM4 und 100G-PSM4 mit vier Sets von Empfängern und Transceivern ausgestattet sind, um innerhalb von 25Gb/s parallelen Lanes zu arbeiten. Diese vier optischen Signale werden entweder optisch gemultiplext oder über parallele Fasern auf eine einzige Faser zur Übertragung der Daten gekoppelt. Diese Anordnung ist ohne den Einsatz teurer optischer Komponenten nicht zu realisieren. Auf der anderen Seite ist 100G-Lambda eine kostengünstige Lösung, die zu einer höheren Übertragungseffizienz bei geringeren Kosten führt. Transceiver, die dieser Spezifikation entsprechen, nutzen die 100G-PAM4-Signaltechnologie für die 100G-Übertragung pro Wellenlänge - eine Anordnung, die die Gesamtkosten und die optische Komplexität verringert, indem die Anzahl der optischen Empfänger und Sender von vier auf einen reduziert wird.
100GBASE-LR4 wird für bis zu 10km gestreckte Verbindungen vorgeschlagen, die aus 4 gemultiplexten Wellenlängen bestehen, die von einer einzigen Faser getragen werden. Eng beieinander liegende Wellenlängen mit LAN-WDM-Wellenlängenabständen können jedoch nicht ohne teure hermetische Verpackung für eine optimale Lasertemperatursteuerung berücksichtigt werden.
Lassen Sie uns nun mit der zweiten Option fortfahren, d. h. 100GBASE-CWDM4. Diese Option ist in Bezug auf den Wellenlängenabstand besser, allerdings sind bei dieser Konfiguration keine Verbindungen über 2 km möglich. Hier kommt die dritte Option, d. h. 100GBASE-PSM4. Diese Option verwendet 4 Faserpaare und eine breite Wellenlänge für die Datenübertragung und kann somit die Komplexität, die mit Lasern mit mehreren Wellenlängen einhergeht, auflösen. 100GBASE-PSM4 ist eine gute Option, kann aber nur für Verbindungen bis zu 500 m in Betracht gezogen werden.
100G Single Lambda Vs. 100G QSFP28 - ein Vergleich
Einer Schätzung zufolge entfallen etwa 60 % der Gesamtkosten eines steckbaren optischen 100GE-Moduls auf seine optischen Komponenten. Gängige 100G-QSFP28-Module, die auf dem Markt erhältlich sind (z. B. 100GBASE-SR4), kommen mit diskreten optischen Komponenten, um 25 Gbps pro Lane zu erreichen. Es ist die Anzahl der diskreten Komponenten, die den Endpreis eines optischen Transceivers bestimmt. Ein Transceiver mit weniger diskreten Komponenten wird weniger kosten als einer mit einer größeren Anzahl diskreter Komponenten.
Lassen Sie uns nun 100G single lambda in die Diskussion einbringen. Die drei Transceiver, die in der Reihe der 100G Single Lambda enthalten sind, sind 100GBASE-LR (100G-LR), 100GBASE-FR (100G-FR) und 100GBASE-DR. Diese Transceiver sind für den Empfang eines elektrischen Signals vom Host (in einer 4 x 25G-Konfiguration) ausgelegt und verfügen über einen DSP, der die empfangenen Signale unter Verwendung von PAM4-Modulation umsetzt, im Gegensatz zu PSM4, LR4 oder CWDM4, wo NRZ-Signale verwendet werden. Die Anwendung von PAM4-Signalen auf einer Wellenlänge bedeutet, dass ein einziger Laser für die Übertragung des vollen 100G-Datenstroms verwendet werden kann. Diese Netzwerkinfrastruktur ermöglicht den Verzicht auf parallele Fasern oder WDM, was zu einer Reduzierung der benötigten optischen Komponenten wie Empfänger und Sender führt. Der 100GBASE-DR unterstützt Verbindungen bis zu 500m, während der 100GBASE-FR und der 100GBASE-LR für 2km bzw. 10km verfügbar sind.
In Anbetracht der oben genannten Fakten konnte festgestellt werden, dass die neueste Version von 100G Single Lambda nicht nur günstigere 100G-Links bietet, sondern auch die Komplikationen der optischen Komponenten reduziert. Laut IEEE-Experten kann die Übertragung von optischen 100GE-Signalen über eine einzige optische Lane zu Einsparungen von bis zu 40 % bei den Bereitstellungskosten führen. Das heißt, die Verlagerung von vier Wellenlängen auf eine Wellenlänge kann zu einer Kostenreduzierung von über 40 % führen.
100G Single Lambda in 400G Netzwerken
Da der Internetverkehr wächst, wird der Bedarf an kostengünstigen und einfachen steckbaren optischen Modulen zur Notwendigkeit der Transceiver-Entwicklung, insbesondere für Anwendungen mit hoher Dichte und hoher Geschwindigkeit wie 200 und 400G. 100G Lambda kann den Übergang von 100 zu 400G erleichtern, indem es die strukturelle Komplexität von 400G-Modulen reduziert. Gleichzeitig wird es auch
große Einsparungen durch die Reduzierung der Faseranzahl bringen.
100G Single Lambda für 100G QSFP28 auf 400G QSFP-DD Aufrüstung
Die 100G-Lambda-MSA-Gruppe hat auch zur Aufwertung der bestehenden 400G-IEEE-Standards beigetragen. In den bestehenden Standards basieren die optischen 400G-Transceiver auf 8 x 50G PAM4-Lanes. Diese hohe Anzahl von Wellenlängen und die Komplexität von Demultiplexer und Multiplexer erscheinen in verschiedenen Netzwerkumgebungen unpraktisch und kostspielig. Um diesen Herausforderungen gerecht zu werden, kam die 100G Lambda MSA-Gruppe auf die Idee, 100G pro Wellenlänge in 400G-Links zu verwenden - eine Anordnung, bei der vier statt acht Kanäle auf dem CWDM-Wellenlängenraster erforderlich sind. Dadurch entstand ein kostengünstigerer Weg zum 400G-Upgrading.
Fazit:
- 100G Single Lambda ist eine kostengünstige Lösung für den Aufbau von 100G-Verbindungen
- Die drei Transceiver, die beim Aufbau von 100G-Single-Lambda-Links verwendet werden, sind 100GBASE-FR, 100GBASE-DR und 100GBASE-LR
- Die Verwendung einer einzigen Wellenlänge für die 100G-Übertragung spart bis zu 40 % an Kosten
