옵틱의 종류

완전히 리타이밍된 옵틱

완전 리타이밍 옵틱 (Fully-Retimed Optics) 은 최고 수준의 신호 무결성과 성능을 보장하도록 설계된 전통적인 옵티컬 모듈입니다. 완전히 리타이밍된 옵틱은 전송(Tx) 및 수신(Rx) 신호 모두에 대해 리타이밍 메커니즘을 활용합니다. 즉, 이러한 광학은 두 개의 DSP로 작동합니다. 리타이밍에는 데이터 흐름의 양방향에 대한 클럭 신호를 재생성하여 지터 및 기타 신호 왜곡을 최소화하는 작업이 포함됩니다. 이러한 접근 방식은 더 깨끗하고 강력한 신호를 생성하여 대기 시간이 짧고 신뢰성이 높은 고속 데이터 전송을 촉진합니다. 완전히 리타이밍된 옵틱은 고성능 컴퓨팅 환경 및 데이터센터 상호 연결(DCI)과 같이 데이터 무결성과 짧은 지연이 중요한 애플리케이션에서 특히 중요합니다.

완전 리타이밍은 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• 최고의 신호 무결성 및 신뢰성 - 완전히 리타이밍된 옵틱은 전송 및 수신 경로 모두에서 클럭 신호를 재생하여 지터를 제거하고 최고 수준의 신호 선명도를 보장합니다.
• 짧은 지연 - 신호 왜곡을 최소화하고 신호 무결성을 유지함으로써 완전히 리타이밍된 옵틱은 시간에 민감한 애플리케이션에 필수적인 저지연 통신을 지원합니다.

완전히 리타이밍된 옵틱은 다음과 같은 문제를 야기할 수 있습니다.

• 더 높은 전력 소비 - Tx 및 Rx 신호 모두에 DSP를 사용하면 모듈의 전력 요구 사항이 증가합니다.
• 비용 증가 - 두 개의 DSP 및 관련 리타이밍 메커니즘을 통합하면 LRO(Linear Receive Optics) 또는 LPO(Linear Pluggable Optics)와 같은 솔루션에 비해 완전히 리타이밍된 옵틱의 비용이 더 비쌉니다.

하프 리타이밍 옵틱 또는 선형 수신 옵틱

하프 리타이밍 옵틱 또는 LRO는 데이터 흐름의 한 방향, 주로 전송(Tx) 신호에만 리타이밍 메커니즘을 적용합니다. 즉, LRO 모듈은 단일 DSP로 작동합니다. 수신(Rx) 신호는 일반적으로 LRO 구현의 호스트 시스템에 의해 처리됩니다. 이러한 접근 방식은 성능과 비용 사이의 균형을 제공합니다. LRO 모듈은 한 방향만 리타이밍함으로써 신호 품질을 향상시키고 지터를 줄이지만 완전히 리타이밍된 옵틱만큼 효과적이지는 않습니다. 이러한 옵틱은 적당한 신호 무결성 개선이 적절한 시나리오에 이상적이며, 네트워크 내의 덜 중요한 데이터 경로에 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다.

LRO는 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• 전력 소비 감소 - 수신 측에서 리타이밍 기능을 제거함으로써 LRO 모듈은 완전히 리타이밍된 모듈에 비해 적은 전력을 소비합니다. 전력 절감 효과는 LPO 모듈만큼 크지는 않지만 여전히 상당한 절감 효과를 제공합니다.
• 비용 효율성 - 수신 측에 리타이밍 회로가 없기 때문에 수신기 모듈이 단순화되고 완전히 리타이밍된 모듈에 비해 비용이 절감됩니다. 비용 절감은 LPO 모듈만큼 뚜렷하지는 않지만 여전히 유익합니다.
• 상호 운용성 향상 - LRO 모듈은 호스트 간 단일 DSP 중간 범위 내에 리타이밍을 집중시켜 링크 성능에 대한 전반적인 위험을 줄입니다. 이 구성은 상호 운용성 문제를 최소화하고 통합을 간소화합니다.

LRO는 다음과 같은 문제를 야기할 수 있습니다.

• 중간 정도의 신호 무결성 - LRO는 신호 무결성을 향상시키지만 완전히 리타이밍된 옵틱과 동일한 수준의 개선을 달성하지는 못합니다. 호스트 시스템은 신호 복구를 효과적으로 관리할 수 있는지 확인해야 합니다.
• 비용 절감의 타협 - LRO는 LPO 인터페이스에 비해 약 절반의 전력과 비용을 절감하는 절충안입니다. 몇 가지 이점은 제공하지만 효율성을 완전히 극대화하지는 못합니다.

선형 플러그형 옵틱

선형 광학 또는 선형 플러그형 광학 (LPO)은 전송을 위해 직접 감지 및 아날로그 신호 처리에 의존합니다. LPO는 DSP 회로와 같은 전체 리타이밍 메커니즘을 통합하지 않습니다. 즉, LPO 모듈은 DSP 없이 작동합니다. 400G, 800G 및 1.6T 를 포함한 최신 세대의 옵티컬 트랜시버는 LPO 모듈을 사용합니다. 기존의 완전히 리타이밍된 광 모듈과 달리 LPO 트랜시버는 호스트에 의존하여 리타이밍 및 신호 컨디셔닝을 처리합니다. DSP를 생략함으로써 LPO는 고속 데이터 전송을 지원하면서 더 낮은 전력 소비와 더 높은 에너지 효율성을 달성합니다.

LPO는 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• 전력 소비 감소 - 리타이머를 제거하면 에너지 사용량이 줄어듭니다. 리타이머는 에너지 집약적이며 모듈에 리타이머가 없으면 상당한 전력 절감이 가능합니다.

• 비용 효율성 - LPO는 DSP를 제거하여 모듈 비용을 절감합니다. DSP는 일반적인 트랜시버 모듈의 4분의 1 이상을 차지합니다.

LPO는 다음과 같은 문제를 야기할 수 있습니다.

• 신호 무결성 문제 - LPO 시스템에서는 강력한 링크 신호 무결성을 보장하는 것이 더 어렵습니다. 시스템은 몇 dB의 옵티컬 손실과 함께 전송 및 수신 측에서 호스트 스위치에서 모듈까지 약 16dB 의 손실을 지원해야 합니다.

• 상호 운용성 문제 - LPO 모듈을 다른 제조업체의 다른 LPO 스위치와 연결하는 것은 채널당 100Gbps 에서 어려운 문제입니다. 이 난이도는 채널당 200Gbps 에서 증가합니다.

이러한 문제를 완화하기 위한 가능한 해결 방법은 다음과 같습니다.

• 북엔드 솔루션 - 이 접근 방식은 링크의 양쪽에서 하나의 특정 제조업체의 하드웨어를 사용하는 것을 포함하므로 구현은 단순화되지만 유연성이 제한되고 벤더 종속이 발생합니다.

• 엔지니어링 링크 - 특정 설정에 대한 맞춤형 설계 연결은 벤더 종속을 방지하지만 복잡성과 비용이 증가하여 대규모 구축이 불가능해집니다.

조정 가능한 DWDM 옵틱

튜닝 가능한 DWDM 옵틱 또는 코히런트 옵틱은 고급 변조 형식과 DSP를 활용하여 탁월한 신호 무결성으로 장거리에서 높은 데이터 전송 속도를 달성합니다. 조정 가능한 DWDM 광학은 위상 변조, 진폭 변조 및 편광 다중화와 같은 정교한 기술을 사용하여 데이터를 광파로 인코딩합니다. 코히런트 감지 (coherent detection) 를 사용하면 상당한 분산과 노이즈가 있는 경우에도 전송 신호를 정확하게 조정할 수 있습니다. 조정 가능한 DWDM 옵틱은 높은 스펙트럼 효율을 지원하므로 최신 대용량 광 전송 네트워크에 이상적입니다.

800G 전송을 위한 주니퍼의 DWDM 기반 ZR 및 OpenZR+ 옵티컬 트랜시버에 대한 자세한 내용은 800ZR 및 800G OpenZR+ 옵티컬 트랜시버를 참조하십시오.