První tiskové zprávy o vzhledu koherentních CFP optických zásuvných modulů se začaly objevovat přibližně před 5-6 lety. V té době bylo jejich použití v optických multiplexních systémech nové a v podstatě šlo o specializované řešení. Nyní, o šest let později, tyto moduly pevně vstoupily do světa telekomunikací a nadále získávají na popularitě. Jaké jsou, čím se liší a jaká řešení na jejich základě nabízejí (a samozřejmě obrázky pod spoilery) - to vše je pod střihem. Chcete-li si přečíst tento článek, budete potřebovat porozumění základním principům systémů DWDM.
Krátká exkurze do minulosti.
Historicky prvním tvarovým faktorem pro optické zásuvné moduly s přenosovou rychlostí 100G byl CFP a stal se také prvním tvarovým faktorem pro řešení CFP-WDM. V té době byla na trhu dvě řešení:
1. SRP od (nyní součást IPG fotoniky) umožňuje přenášet 4 samostatné 28Gbps kanály na linku ve standardní frekvenční mřížce DWDM 50GHz pomocí pulzní modulace. Nezískal širokou oblibu, i když v zásadě měl zajímavý potenciál pro budování sítí metra. V tomto článku se těmito moduly dále nezabýváme.
2. CFP od průkopníků - Akácie , postavený pomocí nejpokročilejší technologie koherentní detekce v té době využívající modulaci DP-QPSK.
Jaký byl průlom modulů od Acacia: - toto byl první modul v oboru, který nabízel samostatný koherentní 50GHz 100Gbit DP-QPSK kanál
- plně laditelné v C-pásmu
Předtím taková řešení vždy vypadala asi takto: čárový laser byl nevyjímatelný prvek desky, na kterém byl pouze jeden konektor pro klientský optický modul. Vypadalo to nějak takto:
Připomínám, že tehdy se psal rok 2013.
Takový modul nahradil klasické lineární DWDM rozhraní na klasickém transpondéru pracujícím v C-pásmu, který lze zesilovat, multiplexovat atp.
Nyní se principy budování koherentních sítí staly de facto standardem pro výstavbu v průmyslu a to nikoho nepřekvapí a hustota a rozsah optických multiplexních systémů se mnohonásobně zvýšily.
Komponenty modulu
Jejich první (Acacia) modul byl typu CFP-ACO. Níže je stručné shrnutí toho, jak se koherentní moduly CFP ve skutečnosti liší. Ale abyste to mohli udělat, musíte nejprve udělat malou off-topic a říct nám něco o DSP, které je v mnoha ohledech srdcem této technologie.
něco málo o modulu a DSPModul se obecně skládá z několika součástí
- Úzkopásmový laditelný laser
- Koherentní modulátor duální polarizace
- Digitální převodník na analogový (DAC/ADC) je převodník DAC, který převádí digitální signál na optický signál a zpět.
- Digitální signálový procesor (DSP) - obnovuje užitečné informace ze signálu a odstraňuje z něj vlivy působící na užitečný signál během přenosu. Zejména:
- Kompenzace chromatické disperze (CMD). Navíc jeho nabídka matematických kompenzací je prakticky neomezená. A to je skvělé, protože fyzická kompenzace CMD vždy způsobovala poměrně hodně problémů, protože způsobila nárůst nelineárních efektů ve vláknu. Více o nelineárních efektech si můžete přečíst na internetu nebo v
- Kompenzace polarizační vidové disperze (PMD). Ke kompenzaci dochází také matematickým způsobem, ale vzhledem ke složitosti povahy PMD se jedná o složitější proces a právě PMD je dnes jedním z hlavních důvodů omezení provozního rozsahu optických systémů (vedle útlumu a nelineární efekty).
DSP Pracuje při velmi vysokých symbolových rychlostech, v nejnovějších systémech jsou to rychlosti řádově 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 (kartě; desce) zařízení, kde je tento modul vložen. V té době prostě neexistovala technologie, která by umožňovala umístit DSP do optického modulu. V podstatě se jedná o moduly první generace.
- CFP-DCO - v tomto případě je DSP umístěn v samotném optickém modulu. Modul je kompletní „krabicové řešení“. Jedná se o moduly druhé generace.
Externě mají moduly přesně stejný tvarový faktor. Mají ale jiné náplně, spotřebu (DCO je přibližně dvakrát větší) a tvorbu tepla. V souladu s tím mají výrobci řešení určitou flexibilitu – ACO umožňuje hlubší integraci řešení, DCO vám umožňuje získat řešení „z krabice“ pomocí optického modulu, jako je kostka Lego, k vybudování vašeho řešení. Samostatným bodem je, že v naprosté většině případů je provoz dvojice DSP možný pouze od stejného výrobce. To ukládá určitá omezení a .
Vývoj řešení
Jelikož pokrok nestojí a neustále vyvíjí nové standardy, nejnovějším tvarovým faktorem, do kterého bylo možné umístit DSP, je CFP2. Ve skutečnosti jsou, věřím, blízko dalšímu kroku. Zde je CFP4-ACOÚplně náhodou jsem narazil na tohle : Ale zatím neznám komerční produkty založené na takových modulech.
Form factor (CFP2) nyní dominuje všem komerčním běžně dostupným produktům. Toto jsou konektory, které jste pravděpodobně viděli na telekomunikačních zařízeních, a mnozí jsou zmateni skutečností, že tyto konektory jsou mnohem větší než QSFP28, který většina zná. Nyní znáte jeden ze způsobů, jak je používat (ale je lepší se dodatečně ujistit, že zařízení může pracovat s CFP2-ACO/DCO).
srovnání konektorů QSFP28 a CFP2 pomocí Juniper AXC6160 jako příkladu
Kromě kompaktních velikostí se zdokonalují i modulační metody. Všechny produkty CFP2-ACO/DCO, o kterých vím, podporují nejen modulaci DP-QPSK, ale také QAM-8 / QAM-16. Proto se tyto moduly nazývají 100G/200G. Zákazník si sám může na základě úkolů vybrat modulaci, která mu vyhovuje. V blízké budoucnosti by se měly objevit moduly podporující rychlosti až 400G na optický kanál.
Evoluce akátových řešení
Řešení Ultra long haul (ULH) však v naprosté většině případů využívají klasická nemodulární linková rozhraní, která poskytují delší dosah, lepší OSNR a vyšší úrovně modulace. Proto jsou hlavní aplikační oblastí koherentních modulů především merto/regionální sítě. Pokud se podíváte , pak je jasné, že asi mají dobré vyhlídky:
Výrobci DSP
Globální koherentní výrobci DSP, kteří je prodávají společnostem třetích stran, jsou:
Výrobci CFP2-ACO/DCO
Výrobci koherentních modulů ACO/DCO:
- CFP2-ACO; CFP2-DCO; CFP-DCO
- Oclaro (získáno Lumentum v době psaní)
- CFP2-ACO a CFP2-DCO
- CFP-DCO
- CFP2-ACO; CFP4-ACO
Vzhledem k tomu, že některé z těchto společností jsou ve stavu a akvizice, se mi zdá, že se trh pro poskytovatele takových řešení zmenší. Výroba takových modulů je složitá technologická výroba, takže je zatím nebude možné a myslím, že ještě dost dlouho nakupovat od dodavatelů v Nebeské říši.
Dopad na průmysl
Vznik takových modulů vedl k mírné proměně ekosystému řešení nabízených na trhu.
- Za prvé
Výrobci je začali používat v klasických (transpondérových) DWDM řešeních, jako běžná lineární rozhraní. Po získání bonusu modularity, flexibility a snížení nákladů (mimochodem, taková řešení jsou často vybírána jako Alien Wavelength). Například:
- (Jalovec)
- (Infinera)
- Za druhé
výrobci, kteří již dodávají telekomunikační zařízení – přepínače a routery, rozšířili svůj sortiment a přidali podporu pro takové moduly, navíc . Například:
- Juniper (MX/QFX/ACX)
- Cisco (NCS/ASR)
- Nokia (SR)
- Arista (7500 R)
- Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)
Všichni uvedení výrobci již mají ve svých zařízeních desky pro směrovače nebo přepínače, které podporují koherentní moduly CFP2.
- Odděleně
Za zmínku stojí zajímavé trendy v globální komunitě, například projekt jedním z nich je vývoj . Konstrukce takových sítí umožní integraci zařízení do open source řídicích systémů, čímž se interakce mezi výrobci optických systémů stane transparentnější a otevřenější. Navíc na samotných zařízeních (jak transpondéry využívající DCO moduly, tak ROADM/EDFA) se plánuje využití software od různých dodavatelů (např. ). Trendem posledních let proto zůstává sjednocování komponentové základny řešení a jedinečnost softwarového vývoje, ve kterém se poměrně hodně sází na open source.
Děkuji za pozornost, doufám, že pro vás byl tento článek zajímavý a užitečný. Další dotazy můžete pokládat v komentářích nebo osobně. Pokud máte co dodat k tomuto tématu, budu moc rád.
Hlavní obrázek pro článek je pořízenZ webu , doufám, že jim to nevadí.
Průzkumu se mohou zúčastnit pouze registrovaní uživatelé. , prosím.
Zajímají vás témata DWDM?
-
Ano, toto je moje práce (nebo její část)!
-
Ano, někdy je zajímavé číst o tomto vašem DYVYDYEM.
-
Ne, co tady dělám? (Travolta.gif)
3 uživatelé hlasovali. Nikdo se nezdržel hlasování.
Zdroj: www.habr.com