http://4wdm-msa.org/

July 28, 2017 4WDM-40 Release 1.0

http://ix.br/doc/ixforum/10/ixbrforum10_day1_Finisar_Update_on_DC_Optics_IXForum2016_RevB.pdf

  CWDM4
4WDM-10
(eCWDM4)
(CWDM4-10)
4WDM-20
(eLR4)
4WDM-40
(ER4f)
(ER4 Lite)
LR4 ER4
no FEC       30km 10km 40km
with FEC 2Km 10Km 20Km 40Km    
budget(dB) 8.0

9.5

6.5

13.0

10.2

21.0

18.0

8.5 21.5
Average launch power min(dBm) -4.0

-6.5

-4.0

-4.3

-2.5

-3.8 -2.9
Optical Modulation Amplitude (OMA), each lane (min)     -1.3 0.5    
receive power min(dBm) -11.5

-13.0

-11.5

-14.5

-20.5

-10.1 -20.9
Receiver Sensitivity (OMA), each Lane(BER = 5x10-5)     -12.5 -18.5    
Receiver Sensitivity (OMA), each Lane(BER = 1x10-12)       -15.0    
Penalties 3.0     3.0 2.2 3.5
connector loss            
0.4db/km calc 12.5Km     37.5Km 15.75Km 45Km
wave grid CWDM
1295.56 nm
1300.05 nm
1304.58 nm
1309.14 nm
FEC RS-528 RS-528 no FEC
target TX device
non-cooled
DFB/DML
non-cooled
DFB
EML EML DFB EML
target RX device PIN PIN PIN APD PIN

SOA

+PIN

The new 4WDM MSA supports extended reaches on 100GE QSFP28

  • 4WDM-20 interface (aka, “eLR4”) supports up to 20km on duplex SMF
  • 4WDM-40 interface (aka, “ER4f”) supports up to 40km on duplex SMF
  • 4WDM-10 interface (aka, “eCWDM4”) is a FEC-based alternative for 10km on duplex SMF (presumably lower power and more cost-effective than 100G LR4)
  • All codes require RS-FEC to be present on the host (same as 100G SR4)

Difference between 100G QSFP28 4WDM and 100G QSFP28 ER4 Lite

  • The 100G QSFP28 ER4 Lite supports dual rate 100GE and OTU4 applications, while the 100G QSFP28 4WDM 40km only supports 100GE applications.

ER4のスペックではQSFP28で消費電力が規格値を超えてしまうために、低消費電力を狙って受信アンプをSOAからAPDにするアプローチ。不足するS/NをFECで補う。

住友電工がCFP2 100GBASE-ER4用に開発したSOAは2.5Wの消費電力で14dBのゲイン。LR4でも3.5Wなので単純に2.5W足すと6W必要になりQSFP28では不可能。

http://www.sei.co.jp/technology/tr/bn184/pdf/sei10796.pdf

APDによる消費電力の増加分は0.4W程度。

RS-528でおおよそ5db分稼げる

APDはおおよそ8.5dbのgain

SOAはおおよそ12.0dbのgain

http://global-sei.com/technology/tr/bn78/pdf/78-11.pdf

http://www.ieee802.org/3/bm/public/smfadhoc/meetings/apr30_13/cole_04_0413_smf.pdf

ER4 Lite / ER4fも同様、ER4 Liteのドキュメントが見つからず4WDM-40と同じ??

SUMITOMO 100G ER4 CFP用SOAの解説文2.5W, max 22db gain

http://global-sei.com/technology/tr/bn78/pdf/78-11.pdf

https://www.ntt-electronics.com/new/information/2014/3/100g-apd-rosa.html

100GBASE-ER4が決まったのが2009年

KR4でFECが採用されたのがxxx年

高利得APD ROSAが普及したのが2015年

富士通100G ER4 QSFP28トランシーバー、APD

http://www.fujitsu.com/jp/group/foc/resources/news/press-releases/2017/20170313.html

LumentumのCWDM4/4WDM-10/20はEMLを実装

https://www.lumentum.com/sites/default/files/technical-library-items/100g-transceivers-sg-oc-ae.pdf

ColorChipのCWDM4/4WDM-10はDML

https://color-chip.com/colorchip-exhibiting-family-of-100g-qsfp28-transceivers-providing-building-block-platform-for-optical-interconnect-solutions-to-200400g-and-beyond/

InnoLight

http://www.innolight.com/en/product.aspx?id=2989

oclaroのER4 LiteもEML実装

http://investor.oclaro.com/releasedetail.cfm?releaseid=1040671

100GBASE-ZR

CFPパッケージ

1550nm, 120.579Gbps DP-QPSK

TX 5dbm, RX -20dbm

80km

光ファイバーの減衰量

1310nmで0.4db/km、1550nmで0.3db/km程度。O band 1310nm 40kmでは16dBと言う事になる。仮に分散をゼロと仮定した場合に20dB前後の仕様は余裕があるように思えるが実際には、ファイバー一本で接続されていることはなく、コネクターや融着によってつぎ足されている。

18dBのマージンに対して40kmのケーブルロスが16dB見積もられる場合にはこれらの接続ロスを2dB以下に抑えなければならない。LCコネクターでの接続は一か所0.2dB程度。融着によるロスは0.05dB程度。

条件さえ良ければ、40km以上でも使用できる。18dBの逆算は45Km、20dBの逆算は50Km。

送信側に10dBのアンプを使用すれば25Km延長できる計算になり、受信に20dBのプリアンプを組み合わせれば50+25+50 = 125Km 計算上は可能。

中間に電源が確保できる場所があれば中間での増幅も可能だがアンプを使用する事による信号の劣化もあるのであまり多段接続はできない。

FASTER海底ケーブル

9,000km 60Tbps 60km間隔で中継。2016年6月運用開始。二心x6ペア 100波多重。100G x 100 X 6 = 60Tbps。DP-QPSK 32Gbaud(128Gbps)かな。

アンディ・ウィアーのSF「アルテミス」では減衰量が限りなくゼロに近いZAFO(Zeroattenuation fiber optic)と呼ばれる光ファイバーが登場し産業競争になる。

DSFの影響

分散シフト・シングルモード光ファイバ(DSF)、非零分散シフト・シングルモード光ファイバ(NZ-DSF)

零分散波長を本来の1310nm(O Band)から、1550nm(C band)にずらしたファイバーです。長距離用でC bandの方が減衰量が少ないためにC bandを使う事を前提にしています。問題は、このファイバーをO bandで使用した場合です。

28G baud変調の100Gイーサネットの伝送規格はそのほとんどが、O bandを使用しています。長距離の光ファイバーを通信事業者から利用契約した区間にDSFが使用されていた場合、分散量が多く信号が復調できないない可能性があります。減衰量だけで判断できません。

ITU 種別 ゼロ点 分散傾斜
G.652 1310nm ゼロ分散SMF 1310nm 0.08
G.653 分散シフトSMF(DSF) 1550nm 0.085
G.654 カットオフ SMF    
G.655 ノンゼロ分散SMF    
G.656 広波長域ノンゼロ分散SMF 1440nm 0.05
G.657 低曲げ損失SMF    

様々な種類が存在する理由は、まず1波長での長距離伝送をターゲットに1550nmで分散も減衰も最小になるファイバーG.653が開発されました。その後WDMによる波長多重に対応するために1550nmより少し外れた波長でも分散を抑制したG.655。さらに広い波長(S,L)でも対応できるG.656が登場し長距離区間に敷設されています。


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