CFP WDM منسجم (100G/200G) و کاربرد آنها در سیستم های DWDM

اولین انتشارات مطبوعاتی در مورد ظاهر ماژول های متصل نوری CFP تقریباً 5-6 سال پیش ظاهر شد. در آن زمان، استفاده از آنها در سیستم های مالتی پلکس نوری جدید بود و اساساً یک راه حل خاص بود. اکنون، پس از گذشت شش سال، این ماژول ها به طور محکم وارد دنیای مخابرات شده اند و همچنان محبوبیت خود را به دست می آورند. آنها چه هستند، چگونه متفاوت هستند و چه راه حل هایی بر اساس آنها ارائه می دهند (و البته تصاویر زیر اسپویلر) - همه اینها در زیر برش است. برای خواندن این مقاله، به درک اصول اولیه سیستم های DWDM نیاز دارید.

گشتی کوتاه در گذشته.

از لحاظ تاریخی، اولین فرم فاکتور برای ماژول های قابل اتصال نوری با نرخ انتقال 100G CFP بود و همچنین اولین فرم فاکتور برای راه حل های CFP-WDM شد. در آن زمان دو راه حل در بازار وجود داشت:

1. CFP از منارا (در حال حاضر بخشی از فوتونیک IPG) به شما امکان می دهد 4 کانال جداگانه 28 گیگابیت بر ثانیه را با استفاده از مدولاسیون پالس به یک خط در یک شبکه فرکانس استاندارد DWDM 50 گیگاهرتز منتقل کنید. محبوبیت گسترده ای به دست نیاورد، اگرچه در اصل پتانسیل جالبی برای ساخت شبکه های مترو داشت. ما چنین ماژول هایی را بیشتر در مقاله در نظر نمی گیریم.


2. CFP از پیشگامان - اقاقیا بیانیه مطبوعاتی، با استفاده از پیشرفته ترین فناوری تشخیص منسجم در آن زمان با استفاده از مدولاسیون DP-QPSK ساخته شده است.


پیشرفت ماژول های Acacia چه بود: - این اولین ماژول صنعت بود که یک کانال منسجم 50GHz 100Gbit DP-QPSK را ارائه کرد.
- کاملاً قابل تنظیم در باند C

قبل از این، چنین راه حل هایی همیشه چیزی شبیه به این به نظر می رسید: لیزر خط یک عنصر غیر قابل جابجایی برد بود که روی آن فقط یک اتصال دهنده برای ماژول نوری مشتری وجود داشت. چیزی شبیه این به نظر می رسید:

بگذارید یادآوری کنم که در آن زمان سال 2013 بود.

چنین ماژولی جایگزین رابط خطی کلاسیک DWDM در یک ترانسپوندر کلاسیک که در باند C کار می کند، که می تواند تقویت شود، مالتی پلکس و غیره باشد.
در حال حاضر اصول ساخت شبکه های منسجم به استاندارد واقعی برای ساخت و ساز در صنعت تبدیل شده است و این موضوع هیچ کس را شگفت زده نخواهد کرد و چگالی و دامنه سیستم های مالتی پلکس نوری چندین برابر افزایش یافته است.

اجزای ماژول

اولین ماژول آنها (آکاسیا) از نوع CFP-ACO بود. در زیر خلاصه ای کوتاه از تفاوت ماژول های CFP منسجم در واقع ارائه شده است. اما برای انجام این کار، ابتدا باید یک خارج از موضوع کوچک ایجاد کنید و کمی در مورد DSP که از بسیاری جهات قلب این فناوری است به ما بگویید.

کمی در مورد ماژول و DSPیک ماژول به طور کلی از چندین جزء تشکیل شده است

1. لیزر قابل تنظیم باریک
2. مدولاتور منسجم دو قطبی
3. مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC/ADC) یک DAC است که سیگنال دیجیتال را به سیگنال نوری و برگشتی تبدیل می کند.
4. پردازنده سیگنال دیجیتال (DSP) - اطلاعات مفید را از سیگنال بازیابی می کند و تأثیرات اعمال شده بر سیگنال مفید در طول انتقال را از آن حذف می کند. به خصوص:

• جبران پراکندگی رنگی (CMD). علاوه بر این، عرضه جبران ریاضی آن عملا نامحدود است. و این عالی است، زیرا جبران فیزیکی CMD همیشه مشکلات زیادی را ایجاد کرده است، زیرا باعث افزایش اثرات غیر خطی در فیبر می شود. می توانید در مورد اثرات غیر خطی در اینترنت یا در بیشتر بخوانید کتاب
• جبران پراکندگی حالت قطبی (PMD). جبران به روش ریاضی نیز اتفاق می افتد، اما به دلیل پیچیدگی ماهیت PMD، این فرآیند پیچیده تری است و این PMD است که در حال حاضر یکی از دلایل اصلی محدود کردن برد عملکرد سیستم های نوری (علاوه بر تضعیف) است. و اثرات غیر خطی).

DSP با نرخ نمادهای بسیار بالا عمل می کند، در جدیدترین سیستم ها این سرعت هایی در حد 69 گیگاباد است.

پس چه تفاوتی با هم دارند؟

ماژول های نوری منسجم با مکان DSP از یکدیگر متمایز می شوند:

• CFP-ACO - فقط قسمت نوری روی ماژول قرار دارد. تمام وسایل الکترونیکی روی برد (کارت؛ برد) تجهیزاتی که این ماژول در آن قرار داده شده است قرار دارد. در آن زمان، به سادگی هیچ فناوری وجود نداشت که اجازه دهد یک DSP را در یک ماژول نوری قرار دهد. در اصل، اینها ماژول های نسل اول هستند.
• CFP-DCO - در این مورد، DSP در خود ماژول نوری قرار دارد. ماژول یک "راه حل جعبه ای" کامل است. این ماژول های نسل دوم هستند.

از نظر خارجی، ماژول ها دقیقاً همان فاکتور فرم را دارند. اما پر کردن، مصرف (DCO تقریبا دو برابر است) و تولید گرما متفاوتی دارند. بر این اساس، سازندگان راه‌حل انعطاف‌پذیری خاصی دارند - ACO اجازه می‌دهد تا راه‌حل‌ها را یکپارچه‌تر کنند، DCO به شما اجازه می‌دهد تا یک راه‌حل را «خارج از جعبه» دریافت کنید، با استفاده از یک ماژول نوری مانند آجر لگو برای ساخت راه‌حل خود. نکته جداگانه این است که در اکثریت قریب به اتفاق موارد، عملکرد یک جفت DSP فقط از همان سازنده امکان پذیر است. این محدودیت های خاصی را اعمال می کند و به طور بالقوه ماژول های DCO را برای وظایف تعامل پذیری بسیار جذاب تر می کند.

تکامل راه حل

از آنجایی که پیشرفت نمی ایستد و MSA به طور مداوم در حال توسعه استانداردهای جدید است، آخرین عامل شکلی که در آن امکان قرار دادن DSP وجود داشت، CFP2 است. در واقع، به اعتقاد من، آنها به مرحله بعدی نزدیک هستند. اینجا CFP4-ACO استکاملا تصادفی با این مورد مواجه شدم یک معجزه: اما من هنوز محصولات تجاری مبتنی بر چنین ماژول هایی را نمی شناسم.

فاکتور فرم (CFP2) اکنون بر تمام محصولات تجاری خارج از قفسه غالب است. اینها کانکتورهایی هستند که احتمالاً در تجهیزات مخابراتی دیده اید، و بسیاری از این واقعیت که این کانکتورها بسیار بزرگتر از QSFP28 هستند که اکثر آنها با آن آشنا هستند، گیج شده اند. اکنون یکی از راه‌های استفاده از آنها را می‌شناسید (اما بهتر است علاوه بر این مطمئن شوید که تجهیزات می‌توانند با CFP2-ACO/DCO کار کنند).
مقایسه کانکتورهای QSFP28 و CFP2 با استفاده از Juniper AXC6160 به عنوان مثال

علاوه بر اندازه های فشرده، روش های مدولاسیون نیز در حال بهبود هستند. تمام محصولات CFP2-ACO/DCO که من می شناسم، نه تنها از مدولاسیون DP-QPSK، بلکه از QAM-8 / QAM-16 نیز پشتیبانی می کنند. به همین دلیل است که این ماژول ها 100G/200G نامیده می شوند. خود مشتری می تواند بر اساس وظایف، مدولاسیونی را که برای او مناسب است انتخاب کند. در آینده نزدیک، ماژول هایی که از سرعت حداکثر 400G در هر کانال نوری پشتیبانی می کنند، باید ظاهر شوند.

تکامل محلول های اقاقیا

با این حال، در اکثر موارد، راه‌حل‌های Ultra Long Haul (ULH) از رابط‌های خطی غیر مدولار کلاسیک استفاده می‌کنند که برد طولانی‌تر، OSNR بهتر و سطوح مدولاسیون بالاتر را ارائه می‌کنند. بنابراین، حوزه اصلی کاربرد ماژول های منسجم، عمدتاً شبکه های مرتو/منطقه ای است. اگر نگاه کنید اینجا، پس مشخص است که احتمالاً دارند چشم انداز خوب:

تولید کنندگان DSP

تولید کنندگان جهانی DSP های منسجم که آنها را به شرکت های شخص ثالث می فروشند عبارتند از:

• اقاقیا
• CIENA
• INPHI
• NTT

تولید کنندگان CFP2-ACO/DCO

تولید کنندگان ماژول های منسجم ACO/DCO:

• اقاقیا CFP2-ACO; CFP2-DCO; CFP-DCO
• Oclaro (در زمان نگارش توسط Lumentum خریداری شد)
• لومنتوم CFP2-ACO و CFP2-DCO
• نئوفوتونیکس CFP-DCO
• Finisar CFP2-ACO; CFP4-ACO
• Menara CFP2-DCO

با توجه به اینکه برخی از این شرکت ها در وضعیت ارزیابی ها و ادغام های پیشنهادی و خرید، بازار ارائه دهندگان چنین راه حل هایی، به نظر من، کوچک خواهد شد. تولید چنین ماژول هایی یک تولید فنی پیچیده است، بنابراین در حال حاضر امکان پذیر نخواهد بود و فکر می کنم برای مدت طولانی خرید آنها از تامین کنندگان در امپراتوری آسمانی امکان پذیر نیست.

تاثیر بر صنعت

ظهور چنین ماژول هایی منجر به تغییر جزئی در اکوسیستم راه حل های ارائه شده در بازار شد.

• اول از همه

سازندگان شروع به استفاده از آنها در راه حل های کلاسیک (ترانسپوندر) DWDM، به عنوان رابط های خطی منظم کردند. با دریافت جایزه مدولار بودن، انعطاف پذیری و کاهش هزینه (به هر حال، چنین راه حل هایی اغلب به عنوان طول موج بیگانه انتخاب می شوند). مثلا:

• BTI UFM6 (خرس)
• Packetlight PL2000xx
• Coriant Groove G30(اینفینرا)
• هواوی TN18LSC
• Ciena 5430
• فوجیتسو 1FINITY

• دوما

سازندگانی که قبلاً تجهیزات مخابراتی - سوئیچ ها و روترها را تأمین می کنند، دامنه محصولات خود را گسترش داده و پشتیبانی از چنین ماژول هایی را اضافه کرده اند. ما را به سیستم های به اصطلاح IPoDWDM نزدیک تر می کند. به عنوان مثال:

• Juniper (MX/QFX/ACX)
• سیسکو (NCS/ASR)
• نوکیا (SR)
• Arista (7500R)
• Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)

همه سازندگان ذکر شده در حال حاضر بردهایی برای روترها یا سوئیچ ها در خطوط تجهیزات خود دارند که از ماژول های CFP2 منسجم پشتیبانی می کنند.

• به طور جداگانه

شایان ذکر است روندهای جالب در جامعه جهانی، به عنوان مثال پروژه نکته که یکی از محورهای آن توسعه است باز کردن شبکه های نوری. ساخت چنین شبکه هایی امکان ادغام تجهیزات را در سیستم های کنترل منبع باز فراهم می کند و تعامل بین سازندگان سیستم های نوری را شفاف تر و بازتر می کند. علاوه بر این، در خود دستگاه ها (هر دو فرستنده با استفاده از ماژول های DCO و ROADM/EDFA) برنامه ریزی شده است که از نرم افزارهای تامین کنندگان مختلف استفاده شود (به عنوان مثال Ipinfusion). بنابراین، روند در سال های اخیر یکپارچه سازی پایه مؤلفه راه حل ها و منحصر به فرد بودن پیشرفت های نرم افزاری است که در آن شرط بندی نسبتاً بزرگی بر روی منبع باز انجام می شود.

با تشکر از توجه شما، امیدوارم این مقاله برای شما جالب و مفید بوده باشد. شما می توانید سوالات اضافی را در نظرات یا حضوری بپرسید. اگر چیزی برای اضافه کردن در این موضوع دارید، بسیار خوشحال خواهم شد.

تصویر اصلی مقاله گرفته شده استاز سایت www.colt.net، امیدوارم مشکلی نداشته باشند.

فقط کاربران ثبت نام شده می توانند در نظرسنجی شرکت کنند. ورود، لطفا.

آیا به موضوعات DWDM علاقه مند هستید؟

• بله، این شغل من (یا بخشی از آن) است!

• بله، گاهی اوقات خواندن در مورد این DYVYDYEM شما جالب است.

• نه من اینجا چیکار میکنم؟ (Travolta.gif)

3 کاربر رای دادند هیچ رای ممتنعی وجود ندارد.

منبع: www.habr.com