100G Single lambda – это международная спецификация оптических трансиверов, которые используют только одну длину волны для передачи сигнала 100G. Такая скорость достигается за счет использования кодирования PAM4. Как заявляют разработчики, основной целью спецификации является снижение стоимости передачи в приложениях 100G и 400G.
На сегодняшний день наиболее распространенными стандартами являются 100GBASE-LR4, 100G-CWDM4, 100G-PSM4 и 100GBASE-SR4. Они обеспечивают передачу информации на скорости 100 Гбит/с при помощи набора из четырех передатчиков и четырех приемников, работающих в параллельном режиме на скорости 25 Гбит/с каждый.
Для снижения общей стоимости было предложено перейти от стандартного кодирования NRZ к кодированию PAM4, удваивающему количество передаваемой информации. Такое решение позволяет сократить количество используемых в трансиверах оптических приемников и передатчиков – с четырех до одного.
Если проанализировать затраты, формирующие стоимость трансивера, то окажется, что затраты на оптические компоненты составляют порядка 60% (по данным Lumentum).
Сокращение числа оптических компонентов за счет повышения плотности передаваемой информации позволяет снизить затраты на производство 100G трансиверов, что существенно облегчает финансовую нагрузку на модернизацию и расширение пропускной способности сетей и благоприятно влияет на развитие телекоммуникационной отрасли в целом. На рисунке 2 изображены этапы развития 100G трансиверов – от стандарта 100GBASE-LR4 до Single lambda.
Еще одна технология, разработанная с целью снижения стоимости трансиверов – 100GBASE-CWDM4. Использование классических длин волн CWDM – 1270/1290/1310/1330 нм, позволило значительно сэкономить средства, однако одним из минусов данной технологии является ограничение дальности – 2 км.
Следующим этапом развития 100GBASE стало появление трансиверов PSM4. В них уже нет разделения на несколько длин волн и для передачи данных используют 4 пары одномодовых оптических волокон с MPO коннекторами.
Первым стандартом трансивера Single lambda стал трансивер QSFP28-100G-DR1, передающий 100G по паре одномодовых волокон (duplex LC) на расстояние до 500 метров. Трансивер преобразует электрический сигнал с 4-х процессоров 25G в один сигнал 100G на одной длине волны, используя DSP (Digital Signaling Processor) и модуляцию PAM4. По мере развития спецификации Single lambda в широкой доступности также появились трансиверы FR1 (до 2 км) и LR1 (до 10 км).
Помимо неоспоримого преимущества спецификации 100G-Single lambda, а именно уменьшение стоимости модулей и, как следствие, уменьшение стоимости передачи 1 Гбит/с, еще одним бенефициаром оказался рынок высокоскоростных трансиверов 200G и 400G. Во-первых, по мере развития компонентой базы удалось разместить модули 200/400G в компактный форм-фактор QSFP – до этого такие скорости можно было достигнуть только в более громоздких форм-факторах CFP/CFP2. Во-вторых, появилась возможность создать коммутацию 400G ↔ 4x100G через брейкаут-патчкорды. Такое решение позволило экономически более эффективно модернизировать пропускную способность сети и обеспечить гибкость в принятии решений при построении топологии сетевого оборудования.
Подробнее в источнике → читать