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100G single lambda es una especificación óptica ampliamente utilizada basada en la señalización PAM4. 100G single lambda se utiliza habitualmente para la transmisión de flujos de datos 100G a través de una única longitud de onda o láser. 100G Lambda MSA rige el desarrollo de esta especificación y está diseñada para su uso en aplicaciones 400G y 100G.
La aparición de 100G lambda única no es infrecuente, ya que varios transceptores ópticos, como 100GBASE-SR4, 100GBASE-LR4, 100G-CWDM4 y 100G-PSM4, están equipados con cuatro conjuntos de receptores y transceptores para funcionar dentro de carriles paralelos de 25Gb/s. Estas cuatro señales ópticas se multiplexan ópticamente o se acoplan mediante fibras paralelas a una única fibra para la transmisión de datos. Esta disposición no puede implementarse sin el uso de costosos componentes ópticos. En cambio, 100G lambda es una solución rentable que proporciona una mayor eficacia de transmisión a un coste menor. Los transceptores que cumplen esta especificación utilizan la tecnología de señalización 100G PAM4 para la transmisión 100G por longitud de onda, una disposición que reduce el coste total y la complejidad óptica al reducir el número de receptores y transmisores ópticos de cuatro a uno.
100GBASE-LR4 se propone para enlaces estirados de hasta 10 km que constan de 4 longitudes de onda multiplexadas transportadas por una sola fibra. Sin embargo, las longitudes de onda estrechamente espaciadas con LAN WDM no pueden acomodarse sin un costoso embalaje hermético para un control óptimo de la temperatura del láser.
Pasemos ahora a la segunda opción, es decir, 100GBASE-CWDM4. Esta opción es mejor en términos de separación de longitudes de onda, pero no es posible realizar conexiones de más de 2 km con esta configuración. La tercera opción es 100GBASE-PSM4. Esta opción utiliza 4 pares de fibras y una amplia longitud de onda para la transmisión de datos, por lo que puede resolver la complejidad asociada a los láseres con múltiples longitudes de onda. 100GBASE-PSM4 es una buena opción, pero sólo puede considerarse para enlaces de hasta 500 m.
100G Single Lambda Vs. 100G QSFP28 - una comparación
Según una estimación, alrededor del 60% del coste total de un módulo óptico enchufable 100GE corresponde a sus componentes ópticos. Los módulos QSFP28 de 100 G habituales en el mercado (por ejemplo, 100GBASE-SR4) vienen con componentes ópticos discretos para alcanzar 25 Gbps por carril. El número de componentes discretos es lo que determina el precio final de un transceptor óptico. Un transceptor con menos componentes discretos costará menos que uno con un mayor número de componentes discretos.
Pasemos ahora a hablar de 100G single lambda. Los tres transceptores incluidos en la serie 100G single lambda son 100GBASE-LR (100G-LR), 100GBASE-FR (100G-FR) y 100GBASE-DR. Estos transceptores están diseñados para recibir una señal eléctrica del host (en una configuración 4 x 25G) y disponen de un DSP que convierte las señales recibidas utilizando modulación PAM4, a diferencia de PSM4, LR4 o CWDM4, donde se utilizan señales NRZ. La aplicación de señales PAM4 en una sola longitud de onda permite utilizar un solo láser para transmitir todo el flujo de datos 100G. Esta infraestructura de red elimina la necesidad de fibra paralela o WDM, lo que se traduce en una reducción del número de componentes ópticos necesarios, como receptores y transmisores. El 100GBASE-DR admite enlaces de hasta 500 m, mientras que el 100GBASE-FR y el 100GBASE-LR están disponibles para 2 km y 10 km, respectivamente.
Teniendo en cuenta los hechos anteriores, se puede constatar que la última versión de 100G lambda única no sólo proporciona enlaces 100G más baratos, sino que también reduce las complicaciones de los componentes ópticos. Según los expertos del IEEE, la transmisión de señales ópticas 100GE a través de una sola lambda óptica puede suponer un ahorro de costes de despliegue de hasta el 40%. Es decir, pasar de cuatro longitudes de onda a una sola puede suponer una reducción de costes superior al 40%.
100G lambda única en redes de 400G
A medida que crece el tráfico de Internet, la necesidad de módulos ópticos enchufables sencillos y de bajo coste se convierte en una necesidad para el desarrollo de transceptores, especialmente para aplicaciones de alta densidad y alta velocidad como las de 200 y 400G. 100G Lambda puede facilitar la transición de 100 a 400G reduciendo la complejidad estructural de los módulos 400G. Al mismo tiempo, también supondrá un gran ahorro al reducir el número de fibras.
100G Single Lambda para actualización de 100G QSFP28 a 400G QSFP-DD
El grupo 100G Lambda MSA también ha contribuido a la actualización de las normas IEEE 400G existentes. En las normas existentes, los transceptores ópticos de 400G se basan en 8 carriles PAM4 de 50G. Este elevado número de longitudes de onda y la complejidad del demultiplexor y el multiplexor parecen poco prácticos y costosos en diversos entornos de red. Para hacer frente a estos retos, el grupo 100G Lambda MSA tuvo la idea de utilizar 100G por longitud de onda en enlaces de 400G, una disposición que requiere cuatro canales en la red de longitudes de onda CWDM en lugar de ocho. De este modo se creó una vía más rentable hacia la mejora de 400G.
Conclusión:
- 100G Single Lambda es una solución rentable para construir conexiones 100G
- Los tres transceptores utilizados para establecer enlaces 100G lambda simples son 100GBASE-FR, 100GBASE-DR y 100GBASE-LR
- El uso de una sola longitud de onda para la transmisión 100G ahorra hasta un 40% en costes
