OFC23：什么是100ZR?它為何這么重要?

  ICC訊（編譯：Nina）2022年6月，收發(fā)器開發(fā)商II-VI公司(現(xiàn)為Coherent公司)和光網(wǎng)絡(luò)解決方案提供商ADVA宣布推出業(yè)界首款100ZR可插拔相干收發(fā)器。電信行業(yè)關(guān)于400G以上相干技術(shù)的未來(lái)討論通常集中在800G產(chǎn)品上，但針對(duì)網(wǎng)絡(luò)邊緣和商業(yè)服務(wù)中的某些應(yīng)用，大家對(duì)“降級(jí)(Downscaling)”到100G相干產(chǎn)品的興趣越來(lái)越濃厚。本文將討論推動(dòng)這種轉(zhuǎn)變的市場(chǎng)和技術(shù)力量。

  電信部署中的100G傳輸需求

  400ZR可插拔器件已經(jīng)成為數(shù)據(jù)通信應(yīng)用的主流，但對(duì)于光網(wǎng)絡(luò)邊緣來(lái)說(shuō)，它們過(guò)于昂貴和耗電。因此，運(yùn)營(yíng)商對(duì)100G可插拔器件非常感興趣，這種器件可以像400ZR可插拔器件一樣，以緊湊的外形容納相干光學(xué)器件。業(yè)界將這些可插拔設(shè)備標(biāo)記為100ZR。

  最近發(fā)布的Heavy Reading調(diào)查顯示，超過(guò)75%的受訪運(yùn)營(yíng)商認(rèn)為，100G相干可插拔光學(xué)器件將在其邊緣和接入發(fā)展戰(zhàn)略中廣泛使用。然而，這種興趣并沒(méi)有真正體現(xiàn)在100ZR市場(chǎng)上，因?yàn)檫€沒(méi)有價(jià)格合理或節(jié)能的產(chǎn)品可用。該行業(yè)能提供的最多的是400ZR可插拔，以其節(jié)能模式(Powered-down)提供100G容量。

圖一：100G相干可插拔光學(xué)對(duì)于您的邊緣/接入進(jìn)化策略有多重要?(來(lái)源：Heavy Reading調(diào)查)

  100ZR及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)

  隨著最近II-VI和ADVA的宣布，該行業(yè)首次嘗試了原生100ZR解決方案。這種新型100ZR解決方案的一些關(guān)鍵規(guī)格包括：

  - QSFP28外形，與QSFP-DD非常相似但尺寸略小
  - 5W功耗
  - C-temp和I-temp認(rèn)證，可應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境

  與QSFP-DD 400ZR收發(fā)器的15W規(guī)格相比，5W功率要求大幅降低。實(shí)現(xiàn)這一規(guī)范需要專門針對(duì)100G收發(fā)器進(jìn)行優(yōu)化的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。

  收發(fā)器開發(fā)人員通常從不同的供應(yīng)商采購(gòu)DSP、激光器和光學(xué)引擎，因此所有這些芯片都是彼此獨(dú)立設(shè)計(jì)的。這種設(shè)置縮短了上市時(shí)間，簡(jiǎn)化了研究和設(shè)計(jì)過(guò)程，但同時(shí)也需要在性能和功耗方面進(jìn)行權(quán)衡。

  在這種情況下，DSP就像一把瑞士軍刀：為不同類型的光學(xué)引擎設(shè)計(jì)的萬(wàn)事通，但什么都不精通。為特定的光學(xué)引擎和激光器共同設(shè)計(jì)和優(yōu)化的DSP可以顯著提高功率效率。

  通過(guò)規(guī)模實(shí)現(xiàn)100ZR的成本效益

  使100ZR相干光收發(fā)器更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠也是一個(gè)批量生產(chǎn)的問(wèn)題。如果PIC的產(chǎn)量可以從每年幾千個(gè)芯片增加到幾百萬(wàn)個(gè)，那么每個(gè)光學(xué)芯片的價(jià)格就可以從幾千歐元下降到幾十歐元。這樣的生產(chǎn)規(guī)模需要更高的前期投資，但結(jié)果是更多客戶可以購(gòu)買更容易獲得的產(chǎn)品。

圖二：模擬光子集成芯片(PIC)成本作為每年生產(chǎn)的PIC總數(shù)量的函數(shù)。產(chǎn)量的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)導(dǎo)致成本的指數(shù)級(jí)下降。資料來(lái)源：Meint Smit, TU Eindhoven教授提供的模型和圖表。

  實(shí)現(xiàn)這一生產(chǎn)目標(biāo)需要光子學(xué)制造鏈向電子產(chǎn)品學(xué)習(xí)，并利用現(xiàn)有的電子產(chǎn)品制造流程和生態(tài)系統(tǒng)。此外，收發(fā)器開發(fā)人員必須尋找值得信賴的大規(guī)模制造合作伙伴，以確保芯片和封裝的安全和大批量供應(yīng)。

  總結(jié)

  正如Heavy Reading調(diào)查所顯示的，邊緣/接入應(yīng)用對(duì)100G相干可插拔光學(xué)器件的興趣非常濃厚，運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)確定了其網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵使用案例。過(guò)去，沒(méi)有真正的100ZR解決方案可以解決這一問(wèn)題，但使用優(yōu)化的DSP和光源以及高容量制造能力，最終可以提供一種可行且價(jià)格合理的100ZR產(chǎn)品。

  OFC談100G和光接入網(wǎng)

  100ZR和其他100G的網(wǎng)絡(luò)邊緣相干解決方案將成為OFC2023會(huì)議上的一個(gè)話題(您可以訪問(wèn)2423展位的EFFECT Photonics，在那里您可以了解更多信息)。還有一些關(guān)于光接入網(wǎng)的演講和活動(dòng)，可能會(huì)提及即將到來(lái)的100G技術(shù)：

  1. Short Course：一堂關(guān)于先進(jìn)光纖接入網(wǎng)絡(luò)的短期課程(SC485)
  2. Panel：一場(chǎng)關(guān)于Connectivity for Beyond 5G的論壇談?wù)?Panel)，將探討未來(lái)移動(dòng)架構(gòu)中需要什么樣的光接入解決方案
  3. Workshop 1：主題關(guān)于未來(lái)光纖接入是否良好，并探討該領(lǐng)域的當(dāng)前和潛在趨勢(shì)
  4. Workshop 2：主題關(guān)于直接檢測(cè)和相干技術(shù)之間界限，將探討在數(shù)據(jù)中心和接入網(wǎng)絡(luò)中都有用的“Coherent lite”解決方案
  5. Tutorial talk：主題關(guān)于100G及以上的PON和短距離光網(wǎng)絡(luò)
  6. Technical session：主題關(guān)于靈活相干PON，包含來(lái)自學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和標(biāo)準(zhǔn)組織CableLabs的演講(W1I)

  作者：Harald Graber，EFFECT Photonics首席商務(wù)官

  原文：What is 100ZR and Why Does it Matter | OFC | https://www.ofcconference.org/en-us/home/news-and-press/ofc-blog/2023/february/what-is-100zr-and-why-does-it-matter/