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2022年6月，收发器开发商II-VI公司(现为Coherent公司)和光网络解决方案提供商ADVA宣布推出业界首款100ZR可插拔相干收发器。电信行业关于400G以上相干技术的未来讨论通常集中在800G产品上，但针对网络边缘和商业服务中的某些应用，大家对“降级(Downscaling)”到100G相干产品的兴趣越来越浓厚。本文将讨论推动这种转变的市场和技术力量。

电信部署中的100G传输需求

400ZR可插拔器件已经成为数据通信应用的主流，但对于光网络边缘来说，它们过于昂贵和耗电。因此，运营商对100G可插拔器件非常感兴趣，这种器件可以像400ZR可插拔器件一样，以紧凑的外形容纳相干光学器件。业界将这些可插拔设备标记为100ZR。

最近发布的Heavy Reading调查显示，超过75%的受访运营商认为，100G相干可插拔光学器件将在其边缘和接入发展战略中广泛使用。然而，这种兴趣并没有真正体现在100ZR市场上，因为还没有价格合理或节能的产品可用。该行业能提供的最多的是400ZR可插拔，以其节能模式(Powered-down)提供100G容量。

图一：100G相干可插拔光学对于您的边缘/接入进化策略有多重要?(来源：Heavy Reading调查)

100ZR及其实现技术

随着最近II-VI和ADVA的宣布，该行业首次尝试了原生100ZR解决方案。这种新型100ZR解决方案的一些关键规格包括：

  - QSFP28外形，与QSFP-DD非常相似但尺寸略小
  - 5W功耗
  - C-temp和I-temp认证，可应对恶劣环境

与QSFP-DD 400ZR收发器的15W规格相比，5W功率要求大幅降低。实现这一规范需要专门针对100G收发器进行优化的数字信号处理器(DSP)。

收发器开发人员通常从不同的供应商采购DSP、激光器和光学引擎，因此所有这些芯片都是彼此独立设计的。这种设置缩短了上市时间，简化了研究和设计过程，但同时也需要在性能和功耗方面进行权衡。

在这种情况下，DSP就像一把瑞士军刀：为不同类型的光学引擎设计的万事通，但什么都不精通。为特定的光学引擎和激光器共同设计和优化的DSP可以显著提高功率效率。

通过规模实现100ZR的成本效益

使100ZR相干光收发器更经济实惠也是一个批量生产的问题。如果PIC的产量可以从每年几千个芯片增加到几百万个，那么每个光学芯片的价格就可以从几千欧元下降到几十欧元。这样的生产规模需要更高的前期投资，但结果是更多客户可以购买更容易获得的产品。

图二：模拟光子集成芯片(PIC)成本作为每年生产的PIC总数量的函数。产量的指数级增长导致成本的指数级下降。资料来源：Meint Smit, TU Eindhoven教授提供的模型和图表。

实现这一生产目标需要光子学制造链向电子产品学习，并利用现有的电子产品制造流程和生态系统。此外，收发器开发人员必须寻找值得信赖的大规模制造合作伙伴，以确保芯片和封装的安全和大批量供应。

总结

正如Heavy Reading调查所显示的，边缘/接入应用对100G相干可插拔光学器件的兴趣非常浓厚，运营商已经确定了其网络中的关键使用案例。过去，没有真正的100ZR解决方案可以解决这一问题，但使用优化的DSP和光源以及高容量制造能力，最终可以提供一种可行且价格合理的100ZR产品。

OFC谈100G和光接入网

100ZR和其他100G的网络边缘相干解决方案将成为OFC2023会议上的一个话题(您可以访问2423展位的EFFECT Photonics，在那里您可以了解更多信息)。还有一些关于光接入网的演讲和活动，可能会提及即将到来的100G技术：

  1. Short Course：一堂关于先进光纤接入网络的短期课程(SC485)
  2. Panel：一场关于Connectivity for Beyond 5G的论坛谈论(Panel)，将探讨未来移动架构中需要什么样的光接入解决方案
  3. Workshop 1：主题关于未来光纤接入是否良好，并探讨该领域的当前和潜在趋势
  4. Workshop 2：主题关于直接检测和相干技术之间界限，将探讨在数据中心和接入网络中都有用的“Coherent lite”解决方案
  5. Tutorial talk：主题关于100G及以上的PON和短距离光网络
  6. Technical session：主题关于灵活相干PON，包含来自学术界、工业界和标准组织CableLabs的演讲(W1I)

  作者：Harald Graber，EFFECT Photonics首席商务官

  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/