400ZR可插拔模块降低DCI每比特成本

  ICC讯（编译：Aiur）  近日，Neophotonics（新飞通）市场副总裁Ferris Lipscomb博士在一篇博文中介绍400ZR可插拔模块如何降低数据中心互联每比特成本。随着云计算在全球各地已有500多个超大型数据中心，云基础设施由数据中心、 用户以及数据中心之间的互连组成。80公里距离的400Gb/s或更高速网络运营越来越需要使用相干传输，以获得高速率和低成本。

  如今，相同距离场景的400Gb/s可插拔相干收发器模块成为可能，在一个“IP over DWDM”架构中直接连接交换机和路由器可以管理数据中心之间的光信号。为了说明这一点，图1显示了一个400G连接，它在相距80公里的不同数据中心两个路由器之间是需要的，可以使用基于机框的系统和线卡来建立连接，也可以通过一个机架单元“白盒”或机框中新的标准400ZR可插拔收发器模块来进行连接。

       在这种新架构中，可以通过将400ZR可插拔收发器插入每个路由器并通过“开放线路系统”DWDM波长波分复用器连接光纤来建立连接，而不是使用专有接口的多个连接。300km甚至更远距离也可以适用400ZR+模块。

图1 数据中心互联架构传送

  新架构取消了两个网络设备盒子和四个短距离收发器，将光链路每比特成本减少一半以上。相干技术使新基础架构成为可能，利用高度集成的光子集成电路(PIC)，可以将一个线卡的长距离传输能力封装在一个小型尺寸可插拔收发器中。为了使这种架构成为标准，可插拔收发器必须具有成本效益，并且要能大批量生产。每个相干可插拔收发器由都包含以下组件：

  一颗窄带宽激光器，包含一颗相干调制和相干接收机

  一颗数字相干处理(DSP)和其他电子器件

  可插拔收发器的小尺寸对可消耗的电功率设置了严格的限制。限制DSP使用功率意味着限制它可以纠正的损伤。DSP处理不完美信号的难度越大，所需的功率就越大。因此，为了将DSP效率在较低功率时提升到最大，光器件必须在未经DSP补偿或补偿不足的区域内(例如激光噪声和RF带宽)具有足够高的性能。这就需要优化光器件的设计，让紧凑型可插拔尺寸能应对极具挑战性的性能要求，以便在较低总功率下运行时，其性能在规模部署中也足以跟传统机框方案竞争。

  可插拔相干模块是行业“解耦”趋势一部分。分解将系统硬件和软件分开，可以单独优化硬件或软件单元，再依靠标准化接口将各部分集成到系统中。也就是说，从基于机框的专用系统过渡到使用可互操作的可插拔模型，“开放”线路系统和开源控制软件的解耦系统。该方法一个示例是上述的“ZR架构”，它可以灵活独立推动技术迭代，甚至直接从供应厂商采购模块。

  为了真正实现相干可插拔模块在降低每比特成本上的作用，可插拔模块需要尽可能覆盖更多的应用场景。在理想情况下，相干的可插拔器件不仅可以覆盖ZR距离(最远120公里)，还可以覆盖ZR+，后者可以延伸到地铁甚至长途骨干距离。同样，它特取决于可以电功率的容限，是否需要使用更大尺寸模模块，例如CFP2-DCO，因为DSP需要尽可能纠正传输障碍，例如长距离传输色散和偏振模色散。

      另外，由于城域核心和长途骨干系统相比ZR系统，对系统性能要求更高，ZR+可插拔模块可能需要具有更窄带宽的可调谐激光器和更宽带宽的调制器/接收机。因此，对于400ZR+应用而言，光器件性能和降低DSP负载程度就变得尤为重要。