Les premiers communiqués de presse sur l'apparition des modules optiques enfichables cohérents (coherent CFP optical pluggable modules) ont commencé à apparaître il y a environ 5 à 6 ans. À l'époque, leur utilisation dans les systèmes de compression optique était une nouveauté et constituait essentiellement une solution de niche. Aujourd'hui, après six ans, ces modules sont bien intégrés dans le monde des télécommunications et continuent de gagner en popularité. Quels types existent, en quoi diffèrent-ils et quelles solutions basées sur eux sont proposées (et bien sûr des images sous spoilers) – tout cela est ci-dessous. Pour lire l'article, vous aurez besoin de comprendre les principes de base des systèmes DWDM.
Un bref retour vers le passé.
Historiquement, pour les modules optiques enfichables à une vitesse de transmission de 100G, le premier facteur de forme a été le CFP, qui a également été le premier facteur de forme pour les solutions CFP-WDM. À l'époque, il y avait deux solutions sur le marché :
1. CFP de (qui fait maintenant partie d'IPG Photonics) permettant de transmettre sur la ligne 4 canaux séparés de 28Gbps dans la grille de fréquence standard DWDM de 50GHz en utilisant la modulation d'impulsions. Il n'a pas remporté une forte popularité, bien qu'il ait en principe un potentiel intéressant pour la construction de réseaux métropolitains. Dans cet article, nous n'examinons pas ces modules.
2. CFP des pionniers – Acacia , construit selon la technologie la plus avancée de l'époque de détection cohérente utilisant la modulation DP-QPSK.
Quelle a été l'innovation des modules d'Acacia : — c'était le premier module de l'industrie à proposer un canal cohérent séparé de 50GHz 100Gbit DP-QPSK
— entièrement accordable (tunable) dans le C-band
Avant cela, de telles solutions ressemblaient toujours à peu près à ceci : un laser linéaire était un élément non amovible de la carte, sur laquelle il n'y avait qu'un seul port pour le module optique client. Cela ressemblait à peu près à cela :
Je rappelle qu'à l'époque, c'était en 2013.
Ce module remplaçait l'interface DWDM linéaire classique sur un transpondeur classique, fonctionnant dans le C-band, que l'on peut amplifier, multiplexeur, etc.
Aujourd'hui, les principes de construction de réseaux cohérents sont devenus de facto la norme dans l'industrie et ne surprennent plus personne, tandis que la densité et la portée des systèmes de compression optique ont considérablement augmenté.
Composants du module
Le premier de leurs (Acacia) modules était de type CFP-ACO. Ci-dessous se trouve un bref aperçu des différences entre les modules CFP cohérents. Mais d'abord, il est nécessaire de faire un petit hors sujet et de parler un peu de ce qu'est un DSP, qui est en grande partie le cœur de cette technologie.
Un peu sur le module et le DSPLe module se compose généralement de plusieurs composants
- Laser à bande étroite et ajustable
- Modulateur cohérent à double polarisation
- Convertisseur numérique-analogique (DAC/ADC) — Un DAC qui transforme le signal numérique en optique et vice versa.
- Le processeur de signaux numériques (DSP) – restaure l'information utile du signal, en éliminant les influences sur le signal utile pendant la transmission. En particulier :
- Compensation de la dispersion chromatique (CMD). De plus, sa capacité de compensation mathématique est pratiquement illimitée. C'est remarquable, car la compensation physique de la CMD a toujours posé beaucoup de problèmes, car elle entraînait le renforcement des effets non linéaires dans la fibre. Vous pouvez lire plus sur les effets non linéaires sur Internet ou dans
- Compensation de la dispersion par mode de polarisation (PMD). La compensation se fait également de manière mathématique, mais en raison de la complexité de la nature de la PMD, c'est un processus plus compliqué et la PMD est actuellement l'une des principales raisons de la limitation de la portée des systèmes optiques (en plus de l'atténuation et des effets non linéaires).
Le DSP fonctionne à des vitesses symboliques très élevées, dans les systèmes les plus récents, ces vitesses atteignent environ 69 Gbaud.
Alors, quelle est la différence ?
Les modules optiques cohérents se distinguent par la position du DSP :
- CFP-ACO – Le module ne contient que la partie optique. Toute l'électronique est située sur la carte (card; board) de l'équipement dans lequel ce module est inséré. À l'époque, il n'existait tout simplement pas de technologies permettant d'intégrer le DSP dans le module optique. En essence, ce sont des modules de première génération.
- CFP-DCO — Dans ce cas, le DSP est situé dans le module optique lui-même. Le module est une "solution en boîte" complète. Ce sont des modules de deuxième génération.
Les modules externes ont exactement le même facteur de forme. Cependant, ils ont des composants différents, une consommation (DCO est environ deux fois plus élevé) et une dissipation de chaleur. En conséquence, les fabricants de solutions ont une certaine flexibilité - ACO offre une intégration plus profonde des solutions, tandis que DCO permet d'obtenir une solution « clé en main », utilisant un module optique comme un cube Lego pour construire sa propre solution. Un point à noter est que dans la majorité des cas, le fonctionnement d’un couple DSP ne peut se faire qu'avec le même fabricant. Cela impose certaines limitations et .
L'évolution de la solution
Étant donné que le progrès ne s'arrête pas et développe constamment de nouvelles normes, le dernier facteur de forme dans lequel il a été possible de placer les DSP est CFP2. En réalité, je pense qu'ils sont proches de l'étape suivante. Voici le CFP4-ACOpar pur hasard, je suis tombé sur cette : Mais je ne connais pas encore de produits commerciaux utilisant ces modules.
Le facteur de forme (CFP2) domine actuellement tous les produits commerciaux prêts à l'emploi. Ces connecteurs, vous les avez sûrement vus sur l'équipement de télécommunications, et beaucoup sont trompés car ces connecteurs sont beaucoup plus grands que la plupart des QSFP28. Maintenant, vous savez, c'est l'une des façons de les utiliser (mais il vaut mieux vérifier que l'équipement est capable de travailler avec CFP2-ACO/DCO).
comparaison des connecteurs QSFP28 et CFP2 à l'exemple du Juniper AXC6160.
En plus de leurs dimensions compactes, les méthodes de modulation s'améliorent également. Dans tous les produits CFP2-ACO/DCO que je connais, non seulement la modulation DP-QPSK est supportée, mais aussi QAM-8 / QAM-16. C'est pourquoi ces modules sont appelés 100G/200G. Le client peut choisir la modulation qui lui convient en fonction des tâches. Dans un avenir proche, des modules supportant des vitesses allant jusqu'à 400G sur un seul canal optique devraient apparaître.
L'évolution des solutions Acacia
Cependant, dans la majorité des cas, pour les solutions Ultra long haul (ULH), des interfaces linéaires classiques non modulaires sont utilisées, ce qui permet d'assurer une plus grande portée, un meilleur OSNR et des niveaux de modulation plus élevés. Par conséquent, le domaine principal d'application des modules cohérents est principalement les réseaux merto/régionaux. Si l'on regarde , on peut voir qu'ils ont probablement de bonnes perspectives :
Les fabricants de DSP.
Les principaux fabricants mondiaux de DSP cohérents qui les vendent à des entreprises tierces sont :
Fabricants de CFP2-ACO/DCO
Fabricants de modules cohérents ACO/DCO :
- CFP2-ACO ; CFP2-DCO ; CFP-DCO
- Oclaro (au moment de la rédaction, acquis par Lumentum)
- CFP2-ACO et CFP2-DCO
- CFP-DCO
- CFP2-ACO ; CFP4-ACO
Étant donné que certaines de ces entreprises sont en mode et d'acquisitions, le marché des fournisseurs de telles solutions, à mon avis, va se restreindre. La production de tels modules est une haute technologie complexe, donc les acheter chez des fournisseurs chinois me semble encore impossible pour un bon moment.
Impact sur l'industrie
L'émergence de tels modules a conduit à une légère transformation de l'écosystème des solutions proposées sur le marché.
- Tout d'abord
Les fabricants ont commencé à les utiliser dans des solutions DWDM classiques (transpondeurs), comme interfaces linéaires ordinaires. Recevant en prime modularité, flexibilité et réduction des coûts (d'ailleurs, de telles solutions sont souvent choisies comme Alien Wavelength). Par exemple :
- (Juniper)
- (Infinera)
- Deuxièmement
les fabricants déjà présents sur le marché des télécommunications — commutateurs et routeurs, ont élargi leur gamme et ajouté la prise en charge de tels modules, rapprochant ainsi . Par exemple :
- Juniper (MX/QFX/ACX)
- Cisco (NCS/ASR)
- Nokia (SR)
- Arista (7500R)
- Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)
Tous les fabricants mentionnés ont déjà dans leurs lignes de produits des cartes pour routeurs ou commutateurs qui prennent en charge les modules CFP2 cohérents.
- Séparément
Il convient également de mentionner des tendances intéressantes dans la communauté mondiale, par exemple le projet dont l'un des axes est le développement . La construction de tels réseaux permettra d'intégrer l'équipement dans des systèmes de gestion à code ouvert, rendant l'interaction entre les fabricants de systèmes optiques plus transparente et ouverte. De plus, des logiciels de différents fournisseurs sont prévus pour être utilisés sur les appareils eux-mêmes (tant sur les transpondeurs utilisant des modules DCO que sur les ROADM/EDFA), tels que ). Par conséquent, la tendance des dernières années reste l'unification de la base de composants des solutions et l'unicité des développements logiciels, dans lesquels une grande part est accordée à l'open source.
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Source : habr.com
