Ciena, développeur d'équipements de télécommunications, a présenté un système de traitement du signal optique. Il augmentera la vitesse de transmission des données dans la fibre optique à 800 Gbit/s.
Sous la coupe - sur les principes de son fonctionnement.
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Besoin de plus de fibres
Avec le lancement des réseaux de nouvelle génération et la multiplication des appareils Internet des objets, selon certaines estimations, leur nombre 50 milliards en trois ans, le volume du trafic mondial ne fera qu'augmenter. Deloitte affirme que l’infrastructure de fibre optique existante, qui constitue la base des réseaux 5G, ne suffira pas à supporter une telle charge. Le point de vue de l'agence d'analyse est soutenu par et les fournisseurs de cloud.
Pour remédier à la situation, de plus en plus d'organisations travaillent sur des systèmes qui augmentent le débit de « l'optique ». L'une des solutions matérielles a été développée par Ciena : elle s'appelle WaveLogic 5. Selon les ingénieurs de la société, le nouveau processeur est capable de fournir des taux de transfert de données allant jusqu'à 800 Gbit/s sur une seule longueur d'onde.
Comment fonctionne la nouvelle solution
Ciena a présenté deux modifications du processeur WaveLogic 5. La première s'appelle WaveLogic 5 Extreme. C'est un schéma , qui agit comme un processeur de signal numérique () réseau de fibre optique. DSP convertit le signal électrique en optique et vice versa.
WaveLogic 5 Extreme prend en charge un débit fibre de 200 à 800 Gbit/s, en fonction de la distance sur laquelle le signal doit être envoyé. Pour un transfert de données plus efficace, Ciena a introduit dans le micrologiciel du processeur un algorithme pour la formation probabiliste d'une constellation de signaux ( -PC).
Cette constellation est un ensemble de valeurs d'amplitude (points) pour les signaux transmis. Pour chaque point de la constellation, l'algorithme PCS calcule la probabilité de corruption des données et l'énergie nécessaire pour envoyer le signal. Il sélectionne ensuite l'amplitude pour laquelle le rapport signal sur bruit et la consommation d'énergie seront minimes.
Le processeur utilise également un algorithme de correction d'erreur directe () et le multiplexage par répartition en fréquence (). Un algorithme de cryptage est utilisé pour protéger les informations transmises .
La deuxième modification de WaveLogic 5 est une série de modules optiques nano enfichables. Ils peuvent envoyer et recevoir des données à des vitesses allant jusqu'à 400 Gbit/s. Les modules ont deux facteurs de forme : QSFP-DD et CFP2-DCO. Le premier est de petite taille et conçu pour les réseaux 200 ou 400GbE. En raison de la vitesse de connexion élevée et de la faible consommation d'énergie, QSFP-DD convient aux solutions de centres de données. Le deuxième facteur de forme, CFP2-DCO, est utilisé pour envoyer des données sur des distances de plusieurs centaines de kilomètres. Il sera donc utilisé dans les réseaux 5G et l'infrastructure des fournisseurs de services Internet.
WaveLogic 5 sera mis en vente au second semestre 2019.
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Avantages et inconvénients du processeur
WaveLogic 5 Extreme a été l'un des premiers processeurs du marché à transmettre des données sur une seule longueur d'onde à 800 Gbit/s. Pour de nombreuses solutions concurrentes, ce chiffre est de 500 à 600 Gbit/s. Ciena bénéficie de 50 % de capacité de canal optique en plus et d'une sur 20%.
Mais il y a une difficulté : avec la compression du signal et l'augmentation de la vitesse de transfert des données, il existe un risque de distorsion des informations. Elle augmente avec la distance. C'est pour cette raison que le processeur difficultés lors de l'envoi d'un signal sur de longues distances. Bien que les développeurs affirment que WaveLogic 5 est capable de transmettre des données « à travers les océans » à une vitesse de 400 Gbit/s.
Analogues
Des systèmes visant à augmenter la capacité de la fibre sont également développés par Infinite et Acacia. La solution de la première entreprise s'appelle ICE6 (ICE - Infinite Capacité Engine). Il se compose de deux composants : un circuit intégré optique (PIC - Photonic Integrated Circuit) et un processeur de signal numérique sous la forme d'une puce ASIC. Le PIC dans les réseaux convertit le signal optique en électrique et vice versa, et l'ASIC est responsable de son multiplexage.
Une particularité d'ICE6 est la modulation d'impulsions du signal (). Un processeur numérique divise la lumière d'une certaine longueur d'onde en fréquences de sous-porteuses supplémentaires, ce qui augmente le nombre de niveaux disponibles et augmente la densité spectrale du signal. On s'attend à ce qu'ICE6, comme WaveLogic, fournisse des taux de transfert de données sur un canal au niveau de 800 Gbit/s. Le produit devrait être commercialisé d’ici fin 2019.
Quant à Acacia, ses ingénieurs ont créé le module AC1200. Il offrira des vitesses de transmission de données de 600 Gbit/s. Cette vitesse est obtenue grâce à la formation 3D d'une constellation de signaux : les algorithmes du module modifient automatiquement la fréquence d'utilisation des points et leur position dans la constellation, en ajustant la capacité du canal.
On s'attend à ce que de nouvelles solutions matérielles augmentent le débit de la fibre optique non seulement sur les distances au sein d'une ville ou d'une région, mais également sur des distances plus longues. Pour ce faire, les ingénieurs doivent simplement surmonter les difficultés liées aux canaux bruyants. L’augmentation de la capacité des réseaux sous-marins aura un impact positif sur la qualité des services des fournisseurs IaaS et des grandes entreprises informatiques, étant donné qu’ils «» la moitié du trafic transite par les fonds marins.
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Source: habr.com