Veri Merkezi Bağlantısında (DCI) 400G Optik Modüller

Veri Merkezi Bağlantısında (DCI) 400G Optik Modüller

         IDC verilerine göre, 2025 yılına kadar küresel veri trafiğinin neredeyse %80'inin çekirdek ve kenar sunucularda depolanması bekleniyor. Bu arada, veri merkezleri içindeki doğu-batı trafiğinin büyüme oranı, kuzey-güney trafiği ve veri merkezleri arasındaki trafikten çok daha yüksek olacaktır. Bulut bilişimin yaygınlaşmasıyla geleneksel veri merkezleri yerini giderek bulut veri merkezlerine bırakmakta, bu da 400G optik modüller için pazar talebini önemli ölçüde uyarmıştır.

         Tipik olarak, müşteri ihtiyaçları uygulama senaryosuna göre ayarlanır. Uzun mesafeli WDM iletimi için, modül performansı, müşterilerin daha yüksek kapasite ve daha uzun iletim mesafeleri peşinde koşmaları için önemli bir faktördür. Buna karşılık, veri merkezleri içindeki kısa mesafeli iletim için iletim maliyeti daha kritiktir.

Daha yüksek kapasite elde etmek için, 400G optik modüllerin bit başına maliyeti düşürmek için üç ana yaklaşımı vardır:

 * PAM4 Teknolojisi: PAM4 teknolojisi bant genişliği kullanım verimliliğini etkili bir şekilde artırır. Aynı baud hızında, bir PAM4 sinyalinin bit hızı bir NRZ sinyalinin iki katıdır, böylece iletim verimliliğini artırırken maliyetleri düşürür.

 * Çoklu Hat: 4 hatlı iletime kıyasla, 8 hatlı iletim çözümleri maliyet ve güç tüketimi arasında denge kurma konusunda avantajlar sunar.

 * Daha Yüksek Baud Hızlı Optik Çipler: Bu çipler iletim mesafesini etkilemeden iletim hızlarını artırır. Çeşitli 25G baud hızlı optik çipler (DML, EML, VCSEL) giderek 56G baud hızlı çiplere yükseltilmektedir.

          400G optik modüller veri merkezi uygulamalarında çok yaygındır. Örneğin, 400G QSFP-DD XDR4 modülü, bir QSFP28-FR-100G'den 4x100G kırılma uygulamalarında kullanılabilir. DCI uygulamaları için, 400G QSFP-DD FR4 modülü tek modlu fiber üzerinde 2 km iletimi destekler. 400G QSFP-DD LR8 ve 400G QSFP-DD LR4 modülleri, dört CWDM dalga boyunu ileterek 10 km'ye kadar bağlantı uzunluklarını destekler. Ek olarak, daha uzun mesafeler için tasarlanmış 400G QSFP-DD ER8 modülü, G.652 tek modlu fiber bağlantılarında 40 km'yi kapsayabilir. Aşağıdaki şekil, 400G veri merkezi ağları için optik modül çözümlerini göstermektedir.

         5G baz istasyonlarında milyonlarca optik modülün kullanılması beklendiğinden, operatörlerin ağ altyapısı yatırımlarında optik modül maliyetini düşürmeleri acil bir ihtiyaçtır. Ayrıca, telekom taşıma ağlarındaki optik modüllerin 10 yıldan fazla hizmet ömrüne sahip olması ve 80 km'ye kadar iletim mesafelerini desteklemesi gerekmektedir, bu da metro taşıma ağı senaryolarında güvenilirlik ve performans için daha yüksek gereksinimler getirmektedir.

        Daha yüksek iletim hızları ve daha düşük üretim maliyetleri elde etmek için, entegre metro taşıma ağları için 400G modülleri, veri merkezi ağlarında kullanılanlara benzer teknolojileri benimser:

 * Daha Yüksek Güvenilirlik Modülleri: 10 yıllık hizmet ömrü ve 0 ila 70°C çalışma sıcaklığı aralığı gereksinimlerini karşılamak için hermetik paketleme kullanılır.

 * Yüksek Performanslı APD Alıcısı: Geliştirilmiş alıcı hassasiyeti.

 * Koherent Teknoloji: 80 km'nin ötesindeki iletim mesafelerini elde etmek için, 400G çözümleri koherent teknolojiyi kullanır. Bu arada, SiP ve InP entegrasyon teknolojilerinin gelişimi ve CMOS teknolojisinin sürekli evrimi ile, koherent modüller daha küçük boyut ve daha düşük güç tüketimi yönünde eğilim göstermektedir. 400G ZR modüllerinin düşük güç tüketimi ve küçük boyutu, onları metro kenar erişim senaryolarında geniş uygulama için konumlandırır.

Koherent optik modüller üç yönde gelişmektedir:

 * Spektral Verimlilik: Spektral verimliliği ve tek fiber kapasitesini iyileştirmek için sürekli gelişen oDSP algoritmalarından yararlanma.

 * Baud Hızı: Daha yüksek port başına bant genişliği elde etmek için dalga boyu başına baud hızını artırma, böylece bit başına maliyeti ve güç tüketimini düşürme.

 * Daha Küçük Boyut ve Daha Düşük Güç Tüketimi: 400G modüllerinin boyutunu ve güç tüketimini azaltmak için entegre optoelektronik bileşenler, gelişmiş üretim süreçleri ve özel oDSP algoritmaları benimseme.

Sonuç

        Mevcut ana akım 400G optik modüller, veri merkezi ağları, metro taşıma ağları ve uzun mesafeli, yüksek kapasiteli iletim ağları dahil olmak üzere çeşitli ağ senaryolarında zaten yaygın olarak kullanılmaktadır. Daha yüksek kapasite, daha düşük bit başına maliyet ve daha düşük güç tüketimi talepleri, optik modülleri daha da yüksek veri hızlarına doğru yönlendirmektedir.