🥇koherentsed CFP WDM (100G/200G) ja nende rakendamine DWDM-süsteemides

Esimesed pressiteated koherentsest CFP moodulitest (coherent CFP optical pluggable modules) hakkasid ilmuma umbes 5-6 aastat tagasi. Siis oli nende kasutamine optilise tihendamise süsteemides uus ja see oli tegelikult nišilahendus. Nüüd, kuus aastat hiljem, on need moodulid tunginud telekommunikatsiooni maailma ning jätkavad populaarsuse kasvamist. Millised need on, kuidas nad erinevad ja milliseid lahendusi nende põhjal pakutakse (muidugi piltidega allpool) – kõik see on peidetud. Artikli lugemiseks on vajalik arusaamine DWDM süsteemide põhialustest.

Lühike tagasivaade.

Ajalooliselt oli 100G kiirusel optiliste pluggable moodulite esimene vormifaktor CFP, mis sai ka esimese vormifaktorina CFP-WDM lahenduste jaoks. Sellel hetkel oli turul kaks lahendust:

1. CFP Menara (nüüd kuulub IPG photonics) võimaldades edastada 4 kanalit 28Gbps standardse DWDM 50GHz sagedusvõrgus impulsi modulatsiooni abil. Laialdast levikut ei saavutanud, kuigi põhimõtteliselt oli tal huvitav potentsiaal metrovõrkude ülesehitamiseks. Edasiartiklis selliseid mooduleid ei käsitleme.

2. CFP pioneeritelt – Acacia pressiteade, ehitatud tänaseks kõige arenenumatest tehnoloogiatest koherentsed tuvastamine kasutades DP-QPSK modulaatsiooni.

Milles oli Acacia moodulite läbimurre: — see oli esimene tööstuses moodul, mis pakkus eraldi koherentsed kanal 50GHz 100Gbit DP-QPSK
— täielikult taastatav (tunable) C-bandis

Enne seda nägid sarnased lahendused välja rohkem-vähem nii: lineaarne laser oli eemaldamatu elemendi plaadil, millel oli ainult üks ports kliendipoolse optilise mooduli jaoks. See nägi välja umbes nii:

Tuletan meelde, et toona oli see aasta 2013.

Selline moodul asendas klassikalise lineaarse DWDM liidese klassikalises transponderis, mis töötab C-bandis, mida saab tugevdada, multiplexerida jne.
Praegu on koherentsete võrkude loomise põhimõtted saanud de facto tööstuse standardiks ning sellega kedagi ei üllata. Samal ajal on optilise tihendamise süsteemide tihedus ja ulatus suurenenud mitmekordselt.

Mooduli koostisosad

Esimene neist (Acacia) moodul oli CFP-ACO tüüp. Allpool on lühike ülevaade, milles koherentsed CFP moodulid omavahel erinevad. Kuid enne seda on vaja veidi offtopikut teha ja rääkida natuke DSP-st, mis on suuresti selle tehnoloogia süda.

veidi moodulist ja DSP-stMoodul koosneb üldiselt mitmest komponendist.

Kitsas ribalaiusega ümberseadistatav laser
Koherentne modulaator kahepolarisatsiooniga
Digitaal-analoog muundur (DAC/ADC) — DAC, mis muudab digitaalse signaali optiliseks ja vastupidi.
Digitaalne signaaliprotsessor (DSP) – taastab signaalist kasuliku teabe, eemaldades signaali edastamise protsessis sellele avaldatud mõjutused. Eelkõige:

Chromaatilise lõhenemise kompensatsioon (CMD). Selle matemaatilise kompensatsiooni ressursid on praktiliselt piiramatud. See on suurepärane, kuna füüsiline CMD kompensatsioon on alati põhjustanud palju probleeme, intensiivistades nonliinilisi efekte kiududes. rohkem nonliinilistest efektidest saate lugeda internetis või raamatust
Polariseerimis- ja moodulihäired (PMD) kompensatsioon. Kompensatsioon toimub samuti matemaatiliselt, kuid PMD keerukuse tõttu on see keerulisem protsess ning just PMD on praegu üks peamisi põhjuseid, mis piiravad optiliste süsteemide tööulatust (koos neeldumise ja nonliiniliste efektidega).

DSP töötab väga kõrgetel sümboolspeedidel, uusimates süsteemides on need kiirus vahemikus 69 Gbaud.

Milles nad siis erinevad?

Kogeri optilised moodulid eristuvad üksteisest DSP asukoha järgi:

CFF-ACO – Moodul sisaldab ainult optilist osa. Kogu elektroonika asub seadme (kaart; plaat) seadmes, kuhu see moodul ühendatakse. Sel ajal ei olnud tehnoloogiaid, mis võimaldaksid DSP-d optilisse moodulisse paigutada. Tegelikult on need esimesi põlvkondi moodulid.
CFF-DCO – sellisel juhul on DSP paigutatud otse optilisse moodulisse. Moodul on lõppenud 'karbi lahendus'. Need on teise põlvkonna moodulid.

Visuaalselt on moodulitel täiesti sama vormifaktor. Kuid neil on erinev sisu, tarbimine (DCO on umbes kaks korda suurem) ja soojuse eraldamine. Vastavalt sellele on ka lahenduste tootjatel teatud paindlikkus – ACO võimaldab sügavamat lahenduste integreerimist, DCO võimaldab saada 'karbist' lahendust, kasutades sellist optilist moodulit nagu legoklots oma lahenduse ehitamiseks. Eraldi asi on see, et enamiku juhtudel saab paar korda DSP töötada ainult sama tootja toodanguga. See seab teatud piirangud ja potentsiaalselt muudab DCO moodulid palju atraktiivsemaks interopability ülesannete jaoks..

Lahenduse evolutsioon

Kuna areng ei seisa paigal ja MSA arendatakse pidevalt uusi standardeid, siis viimane vormifaktor, kuhu DSP-d paigutada, on CFP2. Tegelikult usun, et nad on lähedal järgmisele sammule. Siin on CFP4-ACO.Juhuslikult leidsin selle ime.: Kuid ma ei tea praegu kommertstooteid, mis põhineksid sellistel moodulitel.

Vormifaktor (CFP2) domineerib praegu kõigis valmistoodeid. Just need pistikud on kindlasti olnud nähtavad telekommunikatsiooniseadmetel, ja paljusid petab see, et need pistikud on palju suuremad kui enamikul tuttavad QSFP28. Nüüd teate, üks viis nende kasutamiseks (kuid parem on lisaks veenduda, et seade suudab töötada CFP2-ACO/DCO-ga).
QSFP28 ja CFP2 pistikute võrdlemine Juniper AXC6160 näitel.

Peale kompaktsetest mõõtmetest on edenenud ka modulatsiooni meetodid. Kõigis tuntud toodetes CFP2-ACO/DCO toetatakse mitte ainult DP-QPSK modulatsiooni, vaid ka QAM-8 / QAM-16. Seetõttu nimetatakse neid mooduleid 100G/200G. Klient võib ise valida sobiva modulatsiooni vastavalt oma vajadustele. Tulevikus peaksid ilmuma moodulid, mis toetavad kiiruseni kuni 400G ühes optilises kanalisse.

Acacia lahenduste evolutsioon

Kuid enamikul juhtudel kasutatakse Ultra long haul (ULH) lahendustes klassikalisi mitte-modulaarseid lineaarsed liidesed, mis võimaldavad saavutada suuremat kaugust, paremat OSNR-i ja kõrgemaid modulatsiooni tasemeid. Seetõttu on koherentsete moodulite peamiseks rakendusvaldkonnaks peamiselt metroo / piirkondlikud võrgud. Kui vaadata siia, siis on selgelt näha, et neil on tõenäoliselt head võimalused:

DSP tootjad

Maailma koherentse DSP tootjad, kes müüvad neid kolmandatele ettevõtetele, on:

CFP2-ACO/DCO tootjad

Koherentsete moodulite ACO/DCO tootjad:

Acacia CFP2-ACO; CFP2-DCO; CFP-DCO
Oclaro (selle kirjutamise ajal Lumentum omandatud)
Lumentum CFP2-ACO ja CFP2-DCO
NeoPhotonics CFP-DCO
Finisar CFP2-ACO; CFP4-ACO
Menara CFP2-DCO

Arvestades, et osa neist ettevõtetest on hindamis- ja ühinemis- ja ülevõtmise protsessis, usun, et sarnaste lahenduste tarnijate turg kitseneb. Selliste moodulite tootmine on keeruline tehnoloogiline protsess, mistõttu nende ostmine tarnijatelt Hiinast on hetkel ja ilmselt veel pikka aega võimatu. Mõju tööstusele Selliste moodulite ilmumine on toonud kaasa väikese transformatsiooni turule pakutud lahenduste ökosüsteemis.

Esiteks

Tootjad hakkasid neid kasutama klassikalistes (transponder) DWDM lahendustes tavaliste lineaarsete liidestena. Saades lisaks moodulsuse, paindlikkuse ja madalamad kulud (ühtlasi valitakse sellised lahendused sageli Alien Wavelength'ina). Näiteks:

BTI UFM6

(Juniper)

Packetlight PL2000xx Coriant Groove G30
(Infinera)
Huawei TN18LSCCiena 5430
Fujitsu 1FINITY
Teiseks
tootjad, kes juba pakuvad telekommunikatsiooni seadmeid – lülitid ja ruuterid, on laiendanud oma valikut ja lisanud toetuse sellistele moodulitele, mis tõukavad meid lähemale nn IPoDWDM süsteemidele.

Juniper (MX/QFX/ACX)

Cisco (NCS/ASR) Nokia (SR). Näiteks:

Arista (7500R)
Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)
Nokia (SR)
Arista (7500R)
Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)

Kõikide nimetatud tootjate seadmete valikus on juba olemas ruuteri- või lülitiplaadid, mis toetavad koherentseid CFP2 mooduleid.

Erakordselt

on väärt mainimist ka huvitavad suundumused maailmas, näiteks projekt TIP , mille üks fookusi on arendada avatud optilisi võrke. Selliste võrkude rajamine võimaldab integreerida seadmeid avatud lähteallikaga juhtimissüsteemidesse, muutes optikaseadmete tootjate vahelise koostöö läbipaistvamaks ja avatumaks. Lisaks sellele on seadmetel (nii DCO moodulitega transponderitel kui ka ROADM/EDFA-l) plaanis kasutada erinevate tarnijate tarkvara (näiteks Ipinfusion). Seetõttu jääb viimaste aastate trendiks lahenduste komponentide aluse unifitseerimine ja tarkvaraarenduste unikaalsus, milles on avatud lähtekoodiga tehtud piisavalt suur panus.

Aitäh tähelepanu eest, loodan, et see artikkel oli teile huvitav ja kasulik. Täiendavad küsimused võite esitada kommentaarides või isiklikult. Kui teil on midagi selle teema kohta lisada, olen väga tänulik.

artikli peamine pilt on võetudSaidilt www.colt.net, loodan, et nad sellega ei pahanda.

Ainult registreeritud kasutajad saavad küsitluses osaleda. Logige sisse, palun.