Los primeros comunicados de prensa sobre la aparición de módulos ópticos enchufables CFP coherentes comenzaron a aparecer hace aproximadamente 5-6 años. En aquel entonces, su uso en sistemas de compresión óptica era algo novedoso y constituía esencialmente una solución de nicho. Ahora, después de seis años, estos módulos han penetrado firmemente en el mundo de las telecomunicaciones y continúan ganando popularidad. ¿Cuáles son, en qué se diferencian y qué soluciones basadas en ellos se ofrecen (y, por supuesto, imágenes en spoiler) - todo esto se encuentra debajo. Para leer el artículo, necesitará comprender los principios básicos de los sistemas DWDM.
Una breve excursión al pasado.
Históricamente, el primer factor de forma para módulos ópticos enchufables con una velocidad de transmisión de 100G fue el CFP, que también se convirtió en el primer factor de forma para soluciones CFP-WDM. En ese momento, había dos soluciones en el mercado:
1. CFP de (ahora parte de IPG Photonics), que permite transmitir en línea hasta 4 canales de 28Gbps en la malla de frecuencia estándar DWDM de 50GHz utilizando modulación por impulso. No se difundió ampliamente, aunque en principio poseía un potencial interesante para construir redes metropolitanas. No trataremos tales módulos más adelante en el artículo.
2. CFP de los pioneros – Acacia , construido con la tecnología de detección coherente más avanzada de aquel entonces utilizando modulación DP-QPSK.
¿Cuál fue el avance de los módulos de Acacia? — fue el primer módulo en la industria que ofrecía un canal coherente separado de 50GHz 100Gbit DP-QPSK
— completamente ajustable (tunable) en la banda C
Antes de esto, soluciones similares siempre se veían de la siguiente manera: el láser lineal era un elemento inamovible de la placa, que solo tenía un conector para el módulo óptico del cliente. Se veía aproximadamente así:
Recuerdo que en ese momento era el año 2013.
Tal módulo reemplazaba una interfaz DWDM lineal clásica en un transpondedor clásico que operaba en la banda C, que se podía amplificar, multiplexar, etc.
Hoy en día, los principios para construir redes coherentes se han convertido en el estándar de facto en la industria, y esto ya no sorprende a nadie, mientras que la densidad y el alcance de los sistemas de compresión óptica han crecido exponencialmente.
Componentes del módulo
El primer módulo (Acacia) era del tipo CFP-ACO. A continuación se ofrece un resumen breve de las diferencias entre los módulos coherentes CFP. Pero para esto, primero hay que hacer un pequeño paréntesis y explicar un poco qué es un DSP, que es en gran medida el corazón de esta tecnología.
un poco sobre el módulo y el DSPEl módulo en general consta de varios componentes
- Láser reconfigurable de banda estrecha
- Modulador coherente con doble polarización
- Convertidor digital a analógico (DAC/ADC) — Es un DAC que convierte la señal digital en óptica y viceversa.
- Procesador de señal digital (DSP) – recupera la información útil de la señal, eliminando las influencias que afectan a la señal útil durante la transmisión. En particular:
- Compensación de la dispersión cromática (CMD). Su capacidad de compensación matemática es prácticamente ilimitada. Y esto es maravilloso, ya que la compensación física de CMD siempre ha presentado muchos problemas, ya que conlleva un aumento de los efectos no lineales en la fibra. Puede leer más sobre los efectos no lineales en Internet o en
- Compensación de la dispersión por polarización modal (PMD). La compensación también se realiza de forma matemática, pero debido a la complejidad de la naturaleza de PMD, este proceso es más complicado y precisamente PMD es actualmente una de las principales razones que limitan el alcance de los sistemas ópticos (además de la atenuación y los efectos no lineales).
El DSP opera a velocidades de símbolo muy altas, en los sistemas más nuevos estas velocidades son del orden de 69 Gbaud.
Entonces, ¿en qué se diferencian?
Los módulos ópticos coherentes se distinguen por la ubicación del DSP:
- CFP-ACO – En el módulo se encuentra únicamente la parte óptica. Toda la electrónica se encuentra en la placa (card; board) del equipo en el que se inserta este módulo. En ese momento, simplemente no existían tecnologías que permitieran colocar el DSP dentro del módulo óptico. En esencia, estos son módulos de primera generación.
- CFP-DCO — en este caso, el DSP está ubicado dentro del módulo óptico. El módulo es una ‘solución en caja’ completa. Estos son módulos de segunda generación.
Los módulos externos tienen un factor de forma exactamente igual. Pero tienen diferentes componentes, consumo (DCO aproximadamente el doble) y generación de calor. Por lo tanto, los fabricantes de soluciones tienen una flexibilidad determinada: ACO proporciona una integración más profunda de soluciones, DCO permite obtener una solución 'lista para usar', utilizando un módulo óptico como un bloque de lego para construir su solución. Un aspecto a considerar es que en la gran mayoría de los casos, el funcionamiento de un par de DSP es exclusivamente de un mismo fabricante. Esto impone ciertas limitaciones y .
Evolución de la solución
Dado que el progreso no se detiene y está constantemente desarrollando nuevos estándares, el último factor de forma en el que se ha logrado ubicar el DSP es el CFP2. En realidad, creo que están cerca del siguiente paso. Aquí el CFP4-ACOme encontré accidentalmente con este : Pero no conozco productos comerciales que utilicen tales módulos hasta ahora.
El factor de forma (CFP2) actualmente predomina en todos los productos comerciales listos. Estos conectores los has visto seguramente en equipos de telecomunicaciones y muchos se confunden al ver que son conectores mucho más grandes que los QSFP28 más familiares. Ahora sabes una de las formas de aplicarlos (pero es mejor asegurarse de que el equipo sea compatible con CFP2-ACO/DCO).
comparación de los conectores QSFP28 y CFP2 en el ejemplo del Juniper AXC6160
Además de los tamaños compactos, también se perfeccionan los métodos de modulación. En todos los productos CFP2-ACO/DCO que conozco, se soporta no solo la modulación DP-QPSK, sino también QAM-8 / QAM-16. Es por eso que estos módulos se denominan 100G/200G. El cliente puede elegir la modulación que le convenga según sus necesidades. En un futuro cercano deberán aparecer módulos que soporten velocidades de hasta 400G en un solo canal óptico.
Evolución de las soluciones Acacia
Sin embargo, en la gran mayoría de los casos, para soluciones de Ultra long haul (ULH), se utilizan interfaces lineales clásicas no modulares, que permiten lograr mayores distancias, mejor OSNR y niveles de modulación más altos. Por lo tanto, el área principal de uso de módulos coherentes son principalmente las redes metro/regionales. Si miras , se puede ver que tienen, probablemente, buenas perspectivas:
Fabricantes de DSP
Los principales fabricantes mundiales de DSP coherentes que los venden a empresas externas son:
Fabricantes de CFP2-ACO/DCO
Fabricantes de módulos coherentes ACO/DCO:
- CFP2-ACO; CFP2-DCO; CFP-DCO
- Oclaro (en el momento de escribir este artículo fueron adquiridos por Lumentum)
- CFP2-ACO y CFP2-DCO
- CFP-DCO
- CFP2-ACO; CFP4-ACO
Teniendo en cuenta que algunas de estas empresas se encuentran en estado y adquisiciones, considero que el mercado de proveedores de estas soluciones se reducirá. La fabricación de tales módulos es un proceso tecnológico complejo, por lo que comprarlos a proveedores de la República Popular China será, creo, bastante difícil durante un tiempo.
Influencia en la industria
La aparición de módulos como estos ha llevado a una pequeña transformación del ecosistema de soluciones ofrecidas en el mercado.
- En primer lugar,
los fabricantes han comenzado a utilizarlos en soluciones DWDM clásicas (de transpondedores) como interfaces lineales comunes. Además, obtuvieron modularidad, flexibilidad y reducción de costos (por cierto, tales soluciones se eligen con bastante frecuencia como Longitud de Onda Alienada). Por ejemplo:
- (Juniper)
- (Infinera)
- En segundo lugar,
los fabricantes que ya suministran equipos de telecomunicaciones, como conmutadores y enrutadores, han ampliado su gama y añadido soporte para tales módulos, acercándonos Por ejemplo:
- Juniper (MX/QFX/ACX)
- Cisco (NCS / ASR)
- Nokia (SR)
- Arista (7500R)
- Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)
Todos los fabricantes mencionados ya tienen en sus líneas de equipo placas para enrutadores o conmutadores que soportan módulos coherentes CFP2.
- Por separado,
vale la pena mencionar tendencias interesantes en la comunidad mundial, como el proyecto cuyo enfoque es el desarrollo de La construcción de estas redes permitirá integrar equipos en sistemas de gestión de código abierto, haciendo que la interacción entre los fabricantes de sistemas ópticos sea más transparente y abierta. Además, se prevé el uso de software de diferentes proveedores (por ejemplo, ). Por lo tanto, la tendencia de los últimos años sigue siendo la unificación de la base de componentes de soluciones y la singularidad de desarrollos de software, en los que se ha hecho una apuesta bastante grande por el opensource.
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Fuente: habr.com
