První tiskové zprávy o koherentních CFP modulech (koherentní optické zásuvné moduly) začaly vznikat přibližně před 5-6 lety. Tehdy bylo jejich použití v systémech optického zesílení novinkou a představovalo v podstatě úzce specializované řešení. Nyní, po šesti letech, se tyto moduly pevně etablovaly ve světě telekomunikací a nadále získávají na popularitě. Jaké varianty existují, jak se liší a jaká řešení na jejich základě se nabízejí (a samozřejmě obrázky pod spoilerem) – to vše najdete níže. K přečtení článku budete potřebovat znalost základních principů systémů DWDM.
Krátký exkurz do minulosti.
Historicky pro optické zásuvné moduly se rychlostí přenosu 100G prvním faktorem stal formát CFP, který se stal prvním faktorem i pro CFP-WDM řešení. V té době byla na trhu dvě řešení:
1. CFP od (nyní část IPG Photonics) umožňující přenášet v lince čtyři kanály po 28Gbps ve standardní frekvenční síti DWDM 50GHz s použitím impulzní modulace. Značně se neprosadil, i když v zásadě měl zajímavý potenciál pro budování metro sítí. Dále v článku takové moduly nezmiňujeme.
2. CFP od pionýrů – Acacia , postavená na nejpokročilejší technologii koherentního detekování v té době s využitím modulace DP-QPSK.
V čem byl průlom modulů od Acacia: — byl to první modul v oboru, který nabízel samostatný koherentní kanál 50GHz 100Gbit DP-QPSK
— plně nastavitelné (tunable) v C-band
Předtím vypadala podobná řešení obvykle takto: lineární laser byl neodnímatelným prvkem desky, na které se nacházel pouze jeden konektor pro zákaznický optický modul. Vypadalo to zhruba takto:
Připomínám, že v té době byl rok 2013.
Takový modul nahradil klasický lineární DWDM interface na klasickém transponderu, který fungoval v C-band, který bylo možné zesílit, multiplexovat atd.
V současné době se principy budování koherentních sítí staly de facto standardem v odvětví a tím již nikoho nepřekvapíte, zatímco hustota a dosah systémů optického zesílení vzrostly mnohonásobně.
Komponenty modulu
První modul (Acacia) představoval typ CFP-ACO. Níže je uveden stručný přehled, čím se vlastně liší koherentní CFP moduly. Ale nejprve je třeba udělat malou odbočku a říct něco o DSP, který je v mnoha ohledech srdcem této technologie.
něco o modulu a DSPModul se obecně skládá z několika komponentů
- Úzkopásmový přetvářecí laser
- Koherentní modulátor s dvojí polarizací
- Digital to analog converter (DAC/ADC) – D/A převodník, který převádí digitální signál na optický a zpět.
- Digital signal processor (DSP) – obnovuje užitečné informace ze signálu, odstraňuje vlivy, které působí na užitečný signál během přenosu. Konkrétně:
- Kompenzaci chromatiky (CMD). Jeho matematická kompenzace je prakticky neomezená. A to je skvělé, protože fyzická kompenzace CMD vždy způsobovala řadu problémů, jelikož vedla k zesílení nelineárních efektů ve vlákně. Více o nelineárních efektech si můžete přečíst na internetu nebo v
- Kompenzaci polarizačně-modové disperze (PMD). Kompenzace také probíhá matematicky, ale vzhledem k složitosti povahy PMD, je to složitější proces a právě PMD je nyní jednou z hlavních příčin omezení dosahu optických systémů (kromě útlumu a nelineárních efektů).
DSP pracuje na velmi vysokých symbolových rychlostech, v novějších systémech jsou to rychlosti kolem 69 Gbaud.
V čem se tedy liší?
Koherentní optické moduly se od sebe liší umístěním DSP:
- CFP-ACO – Na modulu je umístěna pouze optická část. Veškerá elektronika je umístěna na desce (card; board) zařízení, do kterého je tento modul vložen. V té době prostě neexistovaly technologie, které by umožnily umístit DSP uvnitř optického modulu. V podstatě se jedná o moduly první generace.
- CFP-DCO – v tomto případě je DSP umístěno přímo v optickém modulu. Modul je kompletním "boxovým řešením". Jedná se o moduly druhé generace.
Externí moduly mají naprosto identický formát. Ale mají odlišnou výbavu, spotřebu (DCO je přibližně dvakrát vyšší) a uvolňování tepla. Odpovídajícím způsobem mají výrobci řešení určitou flexibilitu — ACO umožňuje hlubší integraci řešení, DCO poskytuje řešení "out of the box", používající optický modul jako kostičku LEGO pro vytvoření vlastního řešení. Odděleným bodem je, že v převážné většině případů může pracovat dvojice DSP pouze od stejného výrobce. To klade určitá omezení a .
Evoluce řešení
Jelikož pokrok nestojí na místě a neustále vyvíjí nové standardy, poslední formát, v němž se podařilo umístit DSP, je CFP2. Ve skutečnosti jsou, domnívám se, blízko dalšímu kroku. Tady je CFP4-ACOnáhodou jsem narazil na toto : Ale o komerčních produktech s takovými moduly zatím nevím.
Formát (CFP2) v současnosti převažuje ve všech hotových komerčních produktech. Přesně tyto konektory jste jistě viděli na telekomunikačním zařízení a mnohé zmátlo, že tyto konektory jsou mnohem větší než většině známé QSFP28. Nyní víte, jeden ze způsobů jejich použití (ale je lepší dodatečně se ujistit, že zařízení umí pracovat s CFP2-ACO/DCO).
srovnání konektorů QSFP28 a CFP2 na příkladu Juniper AXC6160
Kromě kompaktních rozměrů se také zdokonalují způsoby modulace. Ve všech známých produktech CFP2-ACO/DCO podporuje nejen modulaci DP-QPSK, ale i QAM-8 / QAM-16. Proto se tyto moduly nazývají 100G/200G. Zákazník si může sám vybrat rozumnou modulaci podle svých potřeb. V nejbližší budoucnosti by se měly objevit moduly podporující rychlosti až 400G na jedno optické kanál.
Evoluce řešení Acacia
Avšak v převážné většině případů pro řešení Ultra long haul (ULH) se používají klasické nemodulární lineární rozhraní, která umožňují zajištění větší vzdálenosti, lepší OSNR a vyšší úrovně modulace. Proto je hlavní oblastí použití koherentních modulů převážně metro/regional sítě. Pokud se podíváte , je vidět, že mají pravděpodobně dobré vyhlídky:
Výrobci DSP
Mezinárodní výrobci koherentních DSP, kteří je prodávají třetím stranám, jsou:
Výrobci CFP2-ACO/DCO
Výrobci koherentních modulů ACO/DCO:
- CFP2-ACO; CFP2-DCO; CFP-DCO
- Oclaro (v době psaní článku koupeno Lumentum)
- CFP2-ACO a CFP2-DCO
- CFP-DCO
- CFP2-ACO; CFP4-ACO
Vzhledem k tomu, že některé z těchto společností jsou v procesu a akvizic, domnívám se, že trh dodavatelů těchto řešení se bude zmenšovat. Výroba takových modulů je složitý technologický proces, takže jejich koupi od dodavatelů v Číně považuji za zatím nemožnou a asi ještě nějakou dobu nebude možné.
Dopad na průmysl
Objevení takových modulů vedlo k mírné transformaci ekosystému nabízených řešení na trhu.
- Za prvé
Výrobci začali je používat v klasických (transponderových) DWDM řešeních, jako běžné liniové rozhraní. Získali bonus v podobě modularity, flexibility a snížení nákladů (taková řešení jsou ostatně často vybírána jako Alien Wavelength). Například:
- (Juniper)
- (Infinera)
- Za druhé
výrobci, kteří již dodávají telekomunikační vybavení — switche a routéry, rozšířili sortiment a přidali podporu takových modulů, čímž . Například:
- Juniper (MX/QFX/ACX)
- Cisco (NCS/ASR)
- Nokia (SR)
- Arista (7500R)
- Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)
Všichni zmínění výrobci již mají v sortimentu zařízení desky pro routéry nebo switche, které podporují koherentní CFP2 moduly.
- Samostatně
Je také zmínit zajímavé trendy ve světové komunitě, například projekt jedním z jejich zaměření je vývoj . Vybudování takových sítí umožní integraci zařízení do systémů správy s otevřeným kódem, čímž se interakce mezi výrobci optických systémů stane transparentnější a otevřenější. Kromě toho je plánováno využití software různých dodavatelů na samotných zařízeních (jak na transponderech používajících DCO moduly, tak na ROADM/EDFA) ). Proto zůstává trendem posledních let sjednocení komponentní základny řešení a jedinečnost softwarových vývojů, které se do značné míry spoléhají na opensource.
Děkuji za pozornost, doufám, že byl tento článek pro vás zajímavý a užitečný. Další otázky můžete položit v komentářích nebo osobně. Pokud máte co k tomuto tématu dodat, budu velmi rád.
hlavní obrázek pro článek byl převzatZ webu , doufám, že nemají nic proti.
Pouze registrovaní uživatelé se mohou účastnit ankety. , prosím.
Zajímá vás téma DWDM?
Ano, to je moje práce (nebo její část)!
Ano, někdy mě zajímá číst o tomto vašem DÝVYDÝÉM.
Ne, co tu dělám? (Travolta.gif)
Hlasovali 3 uživatelé. Bez zdržení není.
Zdroj: habr.com
