Першыя прэс рэлізы аб з'яўленні кагерэнтных CFP модуляў (coherent CFP optical pluggable modules) сталі з'яўляцца прыкладна 5-6 гадоў таму. Тады іх выкарыстанне ў сістэмах аптычнага ўшчыльнення было ў навінку і з'яўлялася па ісце нішавым рашэннем. Цяпер, па сканчэнні шасці гадоў, гэтыя модулі шчыльна ўвайшлі ў свет телекома і працягваюць набіраць папулярнасць. Якія яны бываюць, чым адрозніваюцца і якія рашэнні на аснове іх прапануюць (і вядома карцінкі пад спойлерамі) - усё гэта пад катом. Для чытання артыкула вам спатрэбіцца разуменне базавых прынцыпаў DWDM сістэм.
Кароткі экскурс у мінулае.
Гістарычна для optical pluggable modules са хуткасцю перадачы 100G першым стаў формаў фактар CFP, ён жа стаў першым формаў фактарам і для CFP-WDM рашэнняў. На той момант на рынку было два рашэнні:
1. CFP ад (цяпер уваходзіць у IPG photonics) які дазваляе перадаваць у лінію асобных 4 канала 28Gbps у стандартнай частотнай сетцы DWDM 50GHz з выкарыстаннем імпульснай мадуляцыі. Моцнага распаўсюджвання не атрымаў, хаця ў прынцыпе валодаў цікавым патэнцыялам для пабудовы metro сетак. Далей у артыкуле такія модулі мы не разглядаем.
2. CFP ад піянераў - Acacia , Пабудаваны па самай перадавой на той момант тэхналогіі кагерэнтнага дэтэктавання c выкарыстаннем мадуляцыі DP-QPSK.
У чым быў прарыў модуляў ад Acacia: - гэта быў першы ў індустрыі модуль, які прапаноўваў асобны кагерэнтны канал 50Ггц 100Gbit DP-QPSK
- цалкам перабудоўваны (tunable) у C-band
Да гэтага падобныя рашэнні заўсёды выглядалі прыкладна наступным чынам: лінейны лазер быў няздымным элементам платы, на якой знаходзіўся толькі адзін раз'ём пад кліенцкі аптычны модуль. Выглядала гэта прыкладна так:
Нагадаю, на той момант гэта быў 2013 год.
Такі модуль замяняў класічны лінейны DWDM інтэрфейс на класічным транспондере, які працуе ў C-band, які можна ўзмацніць, мультыплексаваць і г.д.
Цяпер прынцыпы пабудовы кагерэнтных сетак сталі дэ факта стандартам пабудовы ў галіны і гэтым нікога не здзівіш, а шчыльнасць і далёкасць сістэм аптычнага ўшчыльнення вырасла шматкроць.
Кампаненты модуля
Першы іх (Acacia) модуль уяўляў сабой тып CFP-ACO. Ніжэй дадзеная кароткая даведка, чым уласна адрозніваюцца кагерэнтныя CFP модулі. Але для гэтага спачатку трэба зрабіць невялікі афтопік і расказаць крыху, што такое DSP, які шмат у чым з'яўляецца сэрцам гэтай тэхналогіі.
крыху пра модуль і DSPМодуль увогуле складаецца з некалькіх кампанентаў
- Вузкапалосны перабудоўваны лазер
- Кагерэнтны мадулятар з падвойнай палярызацыяй
- Digital to analog сonverter (DAC / ADC) - ЛАП які ператварае лічбавы сігнал у аптычны і назад.
- Digital signal processor (DSP) – аднаўляе карысную інфармацыю з сігналу, выдаляючы з яе ўплывы якія аказваюцца на карысны сігнал падчас перадачы. У прыватнасці:
- Кампенсацыю храматычнай дысперсіі (CMD). Прычым яго запас матэматычнай кампенсацыі практычна не абмежаваны. І гэта выдатна, бо фізічная кампенсацыя CMD заўсёды выклікала досыць шмат праблем, бо гэта выклікала за сабой узмацненне нелінейных эфектаў у валакне. Падрабязней пра нелінейныя эфекты вы можаце пачытаць у інтэрнэце ці ў
- Кампенсацыю палярызацыйна-модавай дысперсіі (PMD). Кампенсацыя гэтак жа адбываецца матэматычным спосабам але ў сілу складанасці прыроды PMD, гэта з'яўляецца больш складаным працэсам і менавіта PMD з'яўляецца зараз адной з асноўных прычын абмежавання далёкасці працы аптычных сістэм (па міма згасання і нелінейных эфектаў).
DSP Працуе на вельмі высокіх знакавых хуткасцях, у найноўшых сістэмах гэта хуткасці парадку 69 Gbaud.
Дык у чым жа яны адрозніваюцца?
Кагерэнтныя аптычныя модулі адрозніваюць сябар ад сябра размяшчэннем DSP:
- СFP-ACO - На модулі размяшчаецца толькі аптычная частка. Уся электроніка размяшчаецца на плаце (card; board) абсталяванні, куды гэты модуль устаўляецца. На той момант проста не было тэхналогій, якія дазваляюць размясціць DSP усярэдзіне аптычнага модуля. Па сутнасці, гэта модулі першага пакалення.
- CFP-DCO – у гэтым выпадку DSP размешчаны ў самым аптычным модулі. Модуль з'яўляецца скончаным "скрынкавым рашэннем". Гэта модулі другога пакаленьня.
Вонкава модулі маюць здзейснена аднолькавы формаў-фактар. Але маюць рознае начынне, спажыванне (DCO прыкладна ў два разы больш) і вылучэнне цяпла. Адпаведна і вытворцы рашэнняў маюць пэўную гнуткасць - ACO дае больш глыбокую інтэграцыю рашэнняў, DCO дазваляе атрымаць рашэнне "са скрынкі", выкарыстоўваючы такі аптычны модуль як кубік лега для пабудовы свайго рашэння. Асобны момант – у пераважнай большасці выпадкаў, праца пары DSP магчымая выключна аднаго і таго ж вытворцы. Гэта накладвае пэўныя абмежаванні і .
Эвалюцыя рашэння
Бо прагрэс не стаіць на месцы і увесь час распрацоўвае новыя стандарты, то апошні формаў-фактар у якім атрымалася размясціць DSP гэта CFP2. Насамрэч яны, я мяркую, блізка да наступнага кроку. Вось CFP4-ACOзусім выпадкова я натыкнуўся вось на гэта : Але камерцыйных прадуктаў на такіх модулях я пакуль не ведаю.
Формаў фактар (CFP2) зараз пераважае на ўсіх гатовых камерцыйных прадуктах. Менавіта гэтыя раздымы вы напэўна бачылі на целікам абсталяванні і шматлікіх збівае з панталыку, што гэта раздымы значна больш звыклых большасці QSFP28. Цяпер вы ведаеце, адзін са спосабаў іх ужывання (але лепш дадаткова пераканацца, што абсталяванне ўмее працаваць з CFP2-ACO/DCO).
параўнанне раздымаў QSFP28 і CFP2 на прыкладзе Juniper AXC6160
Па міма кампактных памераў, гэтак жа ўдасканальваюцца і спосабы мадуляцыі. Ва ўсіх вядомых мне прадуктах CFP2-ACO/DCO, падтрымліваецца не толькі мадуляцыя DP-QPSK, але і QAM-8 / QAM-16. Менавіта таму гэтыя модулі называюць 100G/200G. Заказчык сам можа абраць якая задавальняе яго мадуляцыю зыходзячы з задач. У найбліжэйшай будучыні павінны з'явіцца модулі якія падтрымліваюць хуткасці да 400G на адзін аптычны канал.
Эвалюцыя рашэнняў Acacia
Аднак, у пераважнай большасці выпадкаў для Ultra long haul (ULH) рашэнняў выкарыстоўваюцца класічныя ня модульныя лінейныя інтэрфейсы, якія дазваляюць забяспечыць вялікую далёкасць, лепшы OSNR і больш высокія ўзроўні мадуляцыі. Таму асноўнай вобласцю прымянення кагерэнтных модуляў у асноўным з'яўляюцца merto / regional сеткі. Калі паглядзець , то відаць што ў іх, верагодна, нядрэнныя перспектывы:
Вытворцы DSP
Сусветнымі вытворцамі coherent DSP якія прадаюць іх для іншых кампаній з'яўляюцца:
Вытворцы CFP2-ACO/DCO
Вытворцы кагерэнтных модуляў ACO/DCO:
- CFP2-ACO; CFP2-DCO; CFP-DCO
- Oclaro (на момант напісання артыкула паглынуты Lumentum)
- CFP2-ACO і CFP2-DCO
- CFP-DCO
- CFP2-ACO; CFP4-ACO
Улічваючы, што частка гэтых кампаній знаходзіцца ў стане і паглынання, рынак пастаўшчыкоў падобных рашэнняў, як мне здаецца, будзе звужацца. Вытворчасць такіх модуляў складанае тэхналагічную вытворчасць, таму купіць іх у пастаўшчыкоў Паднябеснай пакуль і думаю даволі доўга будзе не магчыма.
Уплыў на індустрыю
З'яўленне падобных модуляў прывяло да невялікай трансфармацыі экасістэмы прапанаваных на рынку рашэнняў.
- Па-першае
Вытворцы пачалі выкарыстоўваць іх у класічных (транспондерных) DWDM рашэннях, у якасці звычайных лінейных інтэрфейсаў. Атрымаўшы бонусам модульнасць, гнуткасць і зніжэнне кошту (дарэчы такія рашэнні дастаткова часта выбіраюцца ў якасці Alien Wavelength). Напрыклад:
- (Juniper)
- (Infinera)
- Па-другое
вытворцы ўжо пастаўляюць тэлекам абсталяванне - камутатары і маршрутызатары, пашырылі наменклатуру і дадалі ў сябе падтрымку такіх модуляў, дадаткова . напрыклад:
- Juniper (MX/QFX/ACX)
- Cisco (NCS/ASR)
- Nokia (SR)
- Arista (7500R)
- Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)
Ва ўсіх пералічаных вытворцаў у лінейках абсталявання ўжо ёсць поплаткі для маршрутызатараў ці камутатараў, якія падтрымліваюць кагерэнтныя CFP2 модулі.
- асобна
варта згадаць і цікавыя трэнды ў сусветнай супольнасці, напрыклад праект адным з фокусаў якога з'яўляецца распрацоўка . Пабудова такіх сетак дазволіць інтэграваць абсталяванне ў сістэмы кіравання з адчыненым кодам, робячы ўзаемадзеянне паміж вытворцамі аптычных сістэм больш празрыстым і адчыненым. Акрамя гэтага, на саміх прыладах (як на транспондерах з выкарыстаннем DCO модуляў, так і на ROADM/EDFA) плануецца выкарыстанне ПЗ розных пастаўшчыкоў (напрыклад ). Таму трэндам апошніх гадоў застаецца уніфікацыя кампанентнай базы рашэнняў і ўнікальнасць праграмных распрацовак, у якіх на opensource зроблена досыць вялікая стаўка.
Дзякуй за ўвагу, спадзяюся гэты артыкул аказаўся вам цікавым і карысным. Дадатковыя пытанні вы можаце задаць у каментарах ці асабіста. Калі вам ёсць што дадаць па гэтай тэматыцы, буду вельмі рады.
галоўная карцінка для артыкула ўзятаяЗ сайта , спадзяюся яны не супраць.
Толькі зарэгістраваныя карыстачы могуць удзельнічаць у апытанні. , Калі ласка.
Вам цікавая DWDM тэматыка?
-
Так, гэта мая праца (ці яе частка)!
-
Так, цікава часам пачытаць пра гэты ваш ДЫВЫДЫЭМ.
-
Не, што я тут раблю? (Траволта.gif)
Прагаласавалі 3 карыстальніка. Устрыманых няма.
Крыніца: habr.com