【導讀】QSFP-100G-ZR4-S可插拔模塊不僅是容量的升級。它將成熟的100G QSFP28傳輸距離擴展至長(cháng)達80km。使用QSFP-100G-ZR4-S，廣大的網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商可以轉變他們的容量和客戶(hù)服務(wù)。
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擴展你的100G傳輸到80公里
隨著(zhù)全球數字化轉型進(jìn)入高速檔，服務(wù)提供商和網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商需要轉變他們的產(chǎn)品以跟上市場(chǎng)步伐。企業(yè)、消費者和政府現在期望將高速連接覆蓋到任何區域，包括農村地區。隨著(zhù)數據密集應用的持續增長(cháng)，帶寬需求成倍增加，是時(shí)候將現有的10G擴展網(wǎng)絡(luò )轉換為100G網(wǎng)絡(luò )了。
再實(shí)際行動(dòng)上，許多運營(yíng)商依賴(lài)于成熟的100G技術(shù)，然而光信號的損耗將覆蓋范圍限制在最大40公里左右?，F在，新型QSFP-100G-ZR4-S可以在最遠80公里*范圍內提供經(jīng)濟高效的100G連接，為更遙遠地區提供連接服務(wù)。（見(jiàn)圖1）
圖1 思科QSFP-100G-ZR4-S可插拔光模塊（實(shí)際傳輸距離依賴(lài)于運行的光纖和連接器插損）
將QSFP 100G擴大到80公里
市場(chǎng)上已經(jīng)有多種100G QSFP28光模塊支持從100m到40 km不同距離的傳輸。在大于40km的距離上，色散和光信號衰減將會(huì )增加，這回降低光信噪比 (SNR) 并增加誤碼率。
因此，在大于40km的距離上使用QSFP28實(shí)現100G傳輸在傳統上表示著(zhù)要增加色散補償/光放，使用基于相干光學(xué)的光傳輸系統，或者在中繼器位置之間部署更多40km QSFP 100G模塊和設備。這些方法都會(huì )增加成本、復雜性和功耗。
希望將80km 10G鏈路升級到100G的客戶(hù)可采取的替代方案包括使用基于400G 相干技術(shù)的CFP2-DCO模塊或QSFP-DD ZR。兩個(gè)模塊均專(zhuān)為傳輸應用而設計，這些應用支持更長(cháng)的距離并提供比80km 100G應用所需速度更高的速度，當然功耗也會(huì )更高。它們還需要CFP2或QSFP-DD端口，這些端口在現有設備上或不可使用。
鑒于這類(lèi)問(wèn)題，對于擁有擴展傳輸范圍應用的服務(wù)提供商和網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，企業(yè)連接到區域數據中心、服務(wù)提供商連接到區域外設施，或者電信公司/MSO將寬帶部署到農村區域，例如大于40km的100G傳輸在傳統的經(jīng)濟效益上是無(wú)法行通的。因此，這些公司通常會(huì )繼續投資10G網(wǎng)絡(luò )。
盡管10G鏈路沒(méi)有100G鏈路那般的限制，但它們也只能提供十分之一的傳送容量。與此同時(shí)，每年都有更多互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)使用更多聯(lián)網(wǎng)設備運行更多數據密集型的應用。增加更多10G波長(cháng)或投資更多光纖會(huì )導致成本高昂且不易擴展。這些組織需要實(shí)用的100G解決方案，讓他們的傳輸距離超過(guò)40 km?，F在，隨著(zhù)QSFP-100G-ZR4-S模塊的發(fā)布，它們可以簡(jiǎn)單且經(jīng)濟高效地部署長(cháng)達80km距離的傳輸網(wǎng)絡(luò )。
QSFP-100G-ZR4-S光模塊提供無(wú)需中繼器的80km 100G連接，這得益于集成了半導體光放大器(SOA)。該技術(shù)使運營(yíng)商和服務(wù)提供商能夠改造他們的網(wǎng)絡(luò )（見(jiàn)圖 2）。 與現有的單個(gè)或多個(gè)10G鏈路相比，它們將帶寬提升至10倍。他們可以釋放光纖用于其他應用或完全釋放而不是運行或租賃新光纖來(lái)滿(mǎn)足增長(cháng)的需求。升級使他們能夠為更遠距離提供100G容量，同時(shí)降低每比特成本。
圖2 QSFP-100G-ZR4-S將幫助網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商轉變他們?yōu)榭蛻?hù)提供的服務(wù)
QSFP-100G-ZR4-S光模塊內部
QSFP-100G-ZR4-S響應客戶(hù)對80km傳輸距離的實(shí)用100G模塊的需求而開(kāi)發(fā)的。其各項技術(shù)均已成熟；而面臨的挑戰是需要找到一種方法將它們組合成一個(gè)能夠在QSFP28 功率范圍內工作的小型器件。這需要結合多項關(guān)鍵技術(shù)來(lái)實(shí)現。
??· 4個(gè)25G光電通道（QSFP28標配，全球百萬(wàn)端口部署的成熟技術(shù)）
??· O波段工作（1295/1300/1304 /1309 nm）以最大限度地減少色散
??· 用于補償衰減的集成SOA（見(jiàn)圖 3）
??· 大功率發(fā)射器可最大限度地提高信噪比(SNR)
??· NRZ調制可簡(jiǎn)化傳輸和接收并確保與現有硬件的兼容性
圖3 QSFP-100G-ZR4-S示意圖
由于模塊集成了SOA，QSFP-100G-ZR4-S體積比光模塊加放大器模塊的組合更小，成本更低，功耗更低，同時(shí)無(wú)需安裝、調整和管理外部設備。更少的組件意味著(zhù)更快、更容易的部署和維護。
表1 QSFP-100G-ZR4-S模塊規格
QSFP-100G-ZR4-S模塊擴展了思科QSFP-100G產(chǎn)品組合，現在包含80km的鏈路。該產(chǎn)品系列包括QSFP28模塊，傳輸距離覆蓋100 m、500 m、2 km、10 km、25 km 和 40 km。 現在，借助QSFP-100G-ZR4-S，客戶(hù)可以在標準QSFP28模塊規格中獲得從100米到80 公里的全面覆蓋（見(jiàn)圖 3）。
圖4 隨著(zhù)QSFP-100G-ZR4-S的加入，網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商和集成商現在擁有一完整的0-80km的 100G模塊
QSFP-100G-ZR4-S 的實(shí)際應用
QSFP-100G-ZR4-S在擴展范圍應用中優(yōu)勢明顯，例如跨城地區或農村。特別是對于功率、空間或成本受限的網(wǎng)絡(luò )，它可以真正改變行業(yè)規則。
??· 企業(yè)：QSFP-100G-ZR4-S 是一種有效的解決方案，可將企業(yè)連接到其他城域或遠程節點(diǎn)，例如辦公室到零售店、工廠(chǎng)、倉庫或醫療設施（見(jiàn)圖 5）。 它還支持私有云和私人管理的故障轉移/災難恢復操作。在每種情況下，需求都是相同的，即在最遠80km的范圍內提供從一個(gè)邊緣路由器到另一個(gè)邊緣路由器的高速、可靠的連接。
圖5 QSFP-100G-ZR4-S企業(yè)應用
??·· 連接到區域數據中心：隨著(zhù)企業(yè)將應用卸載到區域數據中心，高帶寬連接變得非常重要。 QSFP-100G-ZR4-S可以為數據中心鏈接設施提供80km內所需的速度、可靠性和易用性（見(jiàn)圖6）
??· 服務(wù)提供商：電信公司、有線(xiàn)電視公司和公用事業(yè)公司等服務(wù)提供商可以使用QSFP-100G-ZR4-S模塊擴展距離連接中心機房或為客戶(hù)提供 100G 服務(wù)（見(jiàn)圖 7）。該解決方案提供高帶寬，并避免為長(cháng)達 80km的鏈路添置昂貴的中繼器。
圖7 QSFP-100G-ZR4-S服務(wù)提供商應用
??· 鄉村寬帶：全球多國發(fā)起支持高速農村網(wǎng)絡(luò )的建設和運營(yíng)計劃。憑借80km的覆蓋范圍，QSFP-100G-ZR4-S模塊可幫助電信公司在彌合數字?zhù)櫆?，將農村網(wǎng)絡(luò )升級到 100G（見(jiàn)圖 8）。
圖8 QSFP-100G-ZR4-S農村網(wǎng)絡(luò )寬帶應用
??· 無(wú)限移動(dòng)：特別是隨著(zhù)5G的發(fā)展，無(wú)線(xiàn)提供商需要100G鏈路來(lái)匯聚4G和5G流量。 QSFP-100G-ZR4-S模塊可用于連接匯聚路由器和核心路由器，其充足的傳輸距離可以服務(wù)于最遠80km的遠程分布式站點(diǎn)（見(jiàn)圖 9）
圖9 QSFP-100G-ZR4-S的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )應用
打破80km帶寬瓶頸
QSFP-100G-ZR4-S可插拔模塊不僅是容量的升級。它將成熟的100G QSFP28傳輸距離擴展至長(cháng)達80km。使用QSFP-100G-ZR4-S，廣大的網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商可以轉變他們的容量和客戶(hù)服務(wù)。企業(yè)、服務(wù)提供商和無(wú)線(xiàn)運營(yíng)商，以及為農村網(wǎng)絡(luò )提供服務(wù)的電信公司，可以使用這些模塊在更遠的距離上提供100G傳輸速度。它們可以最大限度地提高網(wǎng)絡(luò )效率，為其他應用騰出光纖資源或完全釋放它們。
QSFP-100G-ZR4-S模塊具有集成的SOA，比標準模塊和外部放大器的組合更小、更簡(jiǎn)單、更便宜且功耗更低。除此之外，還增強了易用性并提升了安裝維護速度。這些模塊完善了Cisco 100G QSFP28產(chǎn)品組合，包括100米、500米、2公里、10公里、25公里、40公里和現在的80公里，讓網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商能夠依據客戶(hù)需求靈活地在提供不同傳輸距離的連接服務(wù)。
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