кохерентен CFP WDM (100G/200G) и приложението им в DWDM системи

Първите прессъобщения за появата на кохерентни CFP оптични модули за включване започнаха да се появяват преди около 5-6 години. По това време използването им в оптични системи за мултиплексиране беше ново и по същество беше нишово решение. Сега, шест години по-късно, тези модули твърдо навлязоха в света на телекомуникациите и продължават да набират популярност. Какви са те, как се различават и какви решения предлагат въз основа на тях (и разбира се снимки под спойлери) - всичко това е под разреза. За да прочетете тази статия, ще ви трябва разбиране на основните принципи на DWDM системите.

Кратка екскурзия в миналото.

Исторически първият форм-фактор за оптични модули със скорост на предаване от 100G беше CFP и също така стана първият форм-фактор за CFP-WDM решения. По това време на пазара имаше две решения:

1. CFP от Менара (сега част от IPG photonics) ви позволява да предавате 4 отделни 28Gbps канала по линия в стандартна DWDM 50GHz честотна мрежа с помощта на импулсна модулация. Той не придоби широка популярност, въпреки че по принцип имаше интересен потенциал за изграждане на метро мрежи. Ние не разглеждаме такива модули по-нататък в тази статия.


2. CFP от пионерите - Акация Прессъобщение, изграден с помощта на най-модерната технология за кохерентно откриване по това време, използваща DP-QPSK модулация.


Какъв беше пробивът на модулите от Acacia: - това беше първият модул в индустрията, който предлагаше отделен кохерентен 50GHz 100Gbit DP-QPSK канал
- напълно регулируем в C-лента

Преди това такива решения винаги изглеждаха по следния начин: линейният лазер беше несменяем елемент на платката, на който имаше само един конектор за клиентския оптичен модул. Изглеждаше нещо подобно:

Припомням, че тогава беше 2013 г.

Такъв модул замени класическия линеен DWDM интерфейс на класически транспондер, работещ в C-обхват, който може да се усилва, мултиплексира и т.н.
Сега принципите за изграждане на кохерентни мрежи се превърнаха в де факто стандарт за изграждане в индустрията и това няма да изненада никого, а плътността и обхватът на оптичните мултиплексиращи системи се увеличи многократно.

Компоненти на модула

Първият им модул (Acacia) беше тип CFP-ACO. По-долу е кратко резюме на това как съгласуваните CFP модули всъщност се различават. Но за да направите това, първо трябва да направите малко извън темата и да ни разкажете малко за DSP, което в много отношения е сърцето на тази технология.

малко за модула и DSPЕдин модул обикновено се състои от няколко компонента

1. Теснолентов регулируем лазер
2. Кохерентен двоен поляризационен модулатор
3. Цифрово-аналогов преобразувател (DAC/ADC) е ЦАП, който преобразува цифров сигнал в оптичен сигнал и обратно.
4. Цифров сигнален процесор (DSP) - възстановява полезна информация от сигнала, премахвайки от него влиянията, оказвани върху полезния сигнал по време на предаване. В частност:

• Компенсация на хроматична дисперсия (CMD). Освен това предлагането на математическа компенсация е практически неограничено. И това е страхотно, тъй като физическата компенсация на CMD винаги е причинявала доста проблеми, тъй като причинява увеличаване на нелинейните ефекти във влакното. Можете да прочетете повече за нелинейните ефекти в Интернет или в Книга
• Компенсация на поляризационната дисперсия (PMD). Компенсацията също се извършва по математически начин, но поради сложността на природата на PMD, това е по-сложен процес и именно PMD сега е една от основните причини за ограничаване на работния обхват на оптичните системи (в допълнение към затихването и нелинейни ефекти).

DSP работи при много високи символни скорости, в най-новите системи това са скорости от порядъка на 69 Gbaud.

И така, как са различни?

Кохерентните оптични модули се отличават един от друг по местоположението на DSP:

• CFP-ACO – На модула се намира само оптичната част. Цялата електроника се намира на платката (карта; платка) на оборудването, където е поставен този модул. По това време просто нямаше технология, която да позволи поставянето на DSP вътре в оптичен модул. По същество това са модули от първо поколение.
• CFP-DCO - в този случай DSP се намира в самия оптичен модул. Модулът е цялостно „опаковано решение“. Това са модули от второ поколение.

Външно модулите имат абсолютно същия форм фактор. Но те имат различни пълнежи, консумация (DCO е приблизително два пъти повече) и генериране на топлина. Съответно, производителите на решения имат известна гъвкавост - ACO позволява по-дълбока интеграция на решения, DCO ви позволява да получите решение „извън кутията“, като използвате оптичен модул като тухла Lego, за да изградите вашето решение. Отделна точка е, че в по-голямата част от случаите работата на чифт DSP е възможна само от един и същ производител. Това налага определени ограничения и потенциално прави DCO модулите много по-привлекателни за задачи за оперативна съвместимост.

Еволюция на решението

Тъй като прогресът не стои неподвижен и MSA непрекъснато разработва нови стандарти, най-новият форм фактор, в който е възможно да се постави DSP, е CFP2. Всъщност вярвам, че те са близо до следващата стъпка. Ето го CFP4-ACOСъвсем случайно попаднах на това чудо: Но все още не знам за търговски продукти, базирани на такива модули.

Форм-факторът (CFP2) вече доминира във всички готови търговски продукти. Това са конекторите, които вероятно сте виждали на телекомуникационно оборудване и мнозина са объркани от факта, че тези конектори са много по-големи от QSFP28, с който повечето са запознати. Сега знаете един от начините да ги използвате (но е по-добре допълнително да се уверите, че оборудването може да работи с CFP2-ACO/DCO).
сравнение на съединители QSFP28 и CFP2, като се използва Juniper AXC6160 като пример

В допълнение към компактните размери, методите за модулация също се подобряват. Всички CFP2-ACO/DCO продукти, за които знам, поддържат не само DP-QPSK модулация, но и QAM-8 / QAM-16. Ето защо тези модули се наричат ​​100G/200G. Самият клиент може да избере модулацията, която му подхожда въз основа на задачите. В близко бъдеще трябва да се появят модули, поддържащи скорости до 400G на оптичен канал.

Еволюция на решенията на Acacia

Въпреки това, в по-голямата част от случаите решенията за ултра дълги разстояния (ULH) използват класически немодулни линейни интерфейси, които осигуряват по-дълъг обхват, по-добър OSNR и по-високи нива на модулация. Следователно основната област на приложение на кохерентните модули е главно merto/регионалните мрежи. Ако погледнете тук, тогава е ясно, че вероятно имат добри перспективи:

Производители на DSP

Глобални производители на съгласувани DSP, които ги продават на трети страни, са:

• Акация
• Ciena
• INPHI
• NTT

Производители CFP2-ACO/DCO

Производители на кохерентни ACO/DCO модули:

• Акация CFP2-ACO; CFP2-DCO; CFP-DCO
• Oclaro (придобит от Lumentum към момента на писане)
• Лументум CFP2-ACO и CFP2-DCO
• Неофотоника CFP-DCO
• завършек CFP2-ACO; CFP4-ACO
• Menara CFP2-DCO

Като се има предвид, че някои от тези компании са в състояние на оценки и предложени сливания и придобивания, пазарът за доставчици на такива решения, струва ми се, ще се свие. Производството на такива модули е сложно технологично производство, така че няма да е възможно засега и мисля още дълго време да се купуват от доставчици в Поднебесната империя.

Въздействие върху индустрията

Появата на подобни модули доведе до лека трансформация на екосистемата от предлагани на пазара решения.

• първи

Производителите започнаха да ги използват в класически (транспондерни) DWDM решения, като обикновени линейни интерфейси. След като получи бонуса за модулност, гъвкавост и намаляване на разходите (между другото, такива решения често се избират като Alien Wavelength). Например:

• ОТИ UFM6 (Хвойна)
• Packetlight PL2000xx
• Coriant Groove G30(Инфинера)
• Huawei TN18LSC
• Ciena 5430
• Fujitsu 1FINITY

• Второ

производителите, които вече доставят телеком оборудване - суичове и рутери, разшириха продуктовата си гама и добавиха поддръжка за такива модули, допълнително което ни доближава до така наречените IPoDWDM системи, Например:

• Хвойна (MX/QFX/ACX)
• Cisco (NCS/ASR)
• Nokia (SR)
• Arista (7500R)
• Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)

Всички изброени производители вече имат платки за рутери или комутатори в своите линии на оборудване, които поддържат кохерентни CFP2 модули.

• отделно

Струва си да се споменат интересни тенденции в световната общност, например проектът TIP един от фокусите на които е развитието отворени оптични мрежи. Изграждането на такива мрежи ще позволи интегрирането на оборудване в системи за контрол с отворен код, което ще направи взаимодействието между производителите на оптични системи по-прозрачно и открито. Освен това на самите устройства (както транспондери, използващи DCO модули, така и ROADM/EDFA) се планира да се използва софтуер от различни доставчици (напр. Ипинфузия). Следователно тенденцията през последните години остава обединяването на компонентната база на решенията и уникалността на софтуерните разработки, в които се прави доста голям залог върху отворен код.

Благодаря ви за вниманието, надявам се тази статия да ви е била интересна и полезна. Можете да задавате допълнителни въпроси в коментарите или на лично. Ако имате какво да добавите по тази тема ще се радвам много.

Основното изображение за статията е взетоОт сайта www.colt.net, надявам се да нямат нищо против.

В анкетата могат да участват само регистрирани потребители. Впиши се, Моля те.

Интересувате ли се от теми за DWDM?

• Да, това е моята работа (или част от нея)!

• Да, понякога е интересно да се чете за този ваш DYVYDYEM.

• Не, какво правя тук? (Travolta.gif)

3 потребители гласуваха. Няма въздържали се.

Източник: www.habr.com