I primi comunicati stampa sull'arrivo dei moduli CFP coerenti (coherent CFP optical pluggable modules) sono apparsi circa 5-6 anni fa. All'epoca, il loro utilizzo nei sistemi di ottimizzazione ottica era un'innovazione e rappresentava essenzialmente una soluzione di nicchia. Oggi, dopo sei anni, questi moduli sono entrati a far parte del mondo delle telecomunicazioni e continuano a guadagnare popolarità. Quali sono, come si differenziano e quali soluzioni basate su di essi vengono offerte (e ovviamente immagini sotto spoiler) – tutto questo nel seguito. Per leggere l'articolo, è necessaria una comprensione dei principi di base dei sistemi DWDM.
Un breve excursus nel passato.
Storicamente, il primo formato per i moduli ottici pluggable con velocità di trasmissione 100G è stato il formato CFP, che è diventato anche il primo formato per le soluzioni CFP-WDM. All'epoca, sul mercato erano disponibili due soluzioni:
1. CFP di (ora fa parte di IPG Photonics) consente la trasmissione in linea di 4 canali separati a 28Gbps nella griglia di frequenze standard DWDM a 50GHz utilizzando la modulazione a impulso. Non ha avuto una grande diffusione, anche se in linea di principio aveva un potenziale interessante per la costruzione di reti metropolitane. Nel resto dell'articolo, non prenderemo in considerazione tali moduli.
2. CFP dai pionieri – Acacia , costruito secondo la tecnologia più avanzata dell'epoca per la rilevazione coerente usando la modulazione DP-QPSK.
Qual è stato il breakthrough dei moduli di Acacia: — è stato il primo modulo nel settore a offrire un canale coerente separato da 50GHz 100Gbit DP-QPSK
— completamente sintonizzabile (tunable) nella banda C
Prima di ciò, soluzioni simili apparivano sempre più o meno come segue: il laser lineare era un elemento fisso della scheda, su cui si trovava solo un connettore per il modulo ottico client. Ecco come appariva:
Ricordo che all'epoca era il 2013.
Tale modulo sostituiva l'interfaccia DWDM lineare classica su un trasponder classico, operante nella banda C, che poteva essere amplificata, multiplexata, ecc.
Attualmente, i principi di costruzione delle reti coerenti sono diventati di fatto uno standard nel settore e non sorprende più nessuno, mentre la densità e la portata dei sistemi di compressione ottica sono aumentate notevolmente.
Componenti del modulo
Il primo modulo (Acacia) era un tipo CFP-ACO. Qui di seguito è fornita una breve panoramica delle differenze tra i moduli CFP coerenti. Ma per farlo, dobbiamo prima affrontare un piccolo argomento secondario e spiegare brevemente cosa sia il DSP, che è in gran parte il cuore di questa tecnologia.
un po' sul modulo e il DSPIl modulo è composto in generale da diversi componenti
- Laser a banda stretta sintonizzabile
- Modulatore coerente a doppia polarizzazione
- Convertitore digitale-analogico (DAC/ADC) – è un DAC che trasforma un segnale digitale in ottico e viceversa.
- Processore di segnali digitali (DSP) – ripristina le informazioni utili dal segnale, rimuovendo le influenze che si esercitano sul segnale utile durante la trasmissione. In particolare:
- La compensazione della dispersione cromatica (CMD). Inoltre, la sua riserva di compensazione matematica è praticamente illimitata. Questo è fantastico, poiché la compensazione fisica della CMD ha sempre causato molti problemi, poiché ciò porta all'amplificazione degli effetti non lineari nella fibra. Puoi approfondire gli effetti non lineari online o nel
- Compensazione della dispersione polarizzata (PMD). Anche la compensazione avviene in modo matematico, ma a causa della complessità della natura della PMD, questo è un processo più complicato e la PMD è attualmente una delle principali cause che limitano la distanza operativa dei sistemi ottici (oltre all'attenuazione e agli effetti non lineari).
Il DSP opera a velocità simboliche molto elevate, nei sistemi più recenti si tratta di velocità dell'ordine di 69 Gbaud.
Qual è quindi la differenza?
I moduli ottici coerenti si differenziano per la disposizione del DSP:
- СFP-ACO – Questo modulo contiene solo la parte ottica. Tutta l'elettronica si trova sulla scheda (card; board) dell'attrezzatura in cui viene inserito questo modulo. A quel tempo, semplicemente non esistevano tecnologie che consentissero di posizionare il DSP all'interno del modulo ottico. In sostanza, si tratta dei moduli di prima generazione.
- CFP-DCO – in questo caso il DSP è collocato all'interno del modulo ottico stesso. Il modulo è una soluzione 'completa'. Si tratta di moduli di seconda generazione.
Esternamente, i moduli hanno un fattore di forma completamente identico. Tuttavia, hanno componenti interne diverse, consumi energetici (DCO circa il doppio) e dissipazione del calore. Di conseguenza, anche i produttori delle soluzioni hanno una certa flessibilità: ACO offre un'integrazione più profonda delle soluzioni, mentre DCO consente di ottenere una soluzione 'pronta all'uso', utilizzando questo modulo ottico come un cubetto Lego per costruire la propria soluzione. Un aspetto particolare è che, nella stragrande maggioranza dei casi, il funzionamento di una coppia di DSP è possibile solo se provengono dallo stesso produttore. Questo impone determinate restrizioni e .
Evoluzione della soluzione
Poiché il progresso non si ferma e costantemente sviluppa nuovi standard, l'ultimo fattore di forma in cui è riuscito a posizionare il DSP è il CFP2. In realtà, credo che siano vicini al prossimo passo. Ecco il CFP4-ACO.Mi sono imbattuto in questa : Ma al momento non conosco prodotti commerciali basati su tali moduli.
Il fattore di forma (CFP2) domina attualmente tutti i prodotti commerciali pronti all'uso. Questi connettori li avrete sicuramente visti su attrezzature di telecomunicazione e molti si confondono poiché sono connettori molto più grandi rispetto ai QSFP28 a cui molti sono abituati. Ora sapete uno dei modi in cui vengono utilizzati (ma è meglio verificare ulteriormente che l'attrezzatura possa lavorare con CFP2-ACO/DCO).
confronto tra connettori QSFP28 e CFP2 utilizzando il Juniper AXC6160.
Oltre alle dimensioni compatte, si perfezionano anche i metodi di modulazione. In tutti i prodotti CFP2-ACO/DCO di cui sono a conoscenza, non è supportata solo la modulazione DP-QPSK, ma anche QAM-8 / QAM-16. Per questo motivo questi moduli sono chiamati 100G/200G. Il cliente può scegliere la modulazione che meglio si adatta alle proprie esigenze. In un prossimo futuro dovranno emergere moduli che supportano velocità fino a 400G su un singolo canale ottico.
Evoluzione delle soluzioni Acacia
Tuttavia, nella stragrande maggioranza dei casi, per le soluzioni Ultra long haul (ULH) vengono utilizzati interfacce lineari classiche non modulari, che consentono di garantire una maggiore distanza, un migliore OSNR e livelli di modulazione più elevati. Pertanto, il principale campo di applicazione dei moduli coerenti è principalmente nelle reti metropolitane/regionali. Se osserviamo , si può notare che hanno, probabilmente, buone prospettive:
Produttori DSP
I principali produttori mondiali di DSP coerenti che li vendono a compagnie terze sono:
Produttori CFP2-ACO/DCO
Produttori di moduli coerenti ACO/DCO:
- CFP2-ACO; CFP2-DCO; CFP-DCO
- Oclaro (al momento della scrittura dell'articolo acquisito da Lumentum)
- CFP2-ACO e CFP2-DCO
- CFP-DCO
- CFP2-ACO; CFP4-ACO
Considerando che alcune di queste aziende si trovano in fase di e acquisizioni, il mercato dei fornitori di soluzioni simili, a mio avviso, sarà in contrazione. La produzione di tali moduli è un processo tecnologico complesso, quindi acquistarli da fornitori della Cina, almeno per ora, penso che sia abbastanza improbabile.
Influenza sull'industria
L'emergere di tali moduli ha portato a una leggera trasformazione dell'ecosistema delle soluzioni offerte sul mercato.
- In primo luogo
I produttori hanno cominciato a utilizzarli in soluzioni DWDM classiche (a traspodere), come interfacce lineari standard. Hanno ottenuto come risultato la modularità, la flessibilità e la riduzione dei costi (noterai che tali soluzioni vengono scelto spesso come Alien Wavelength). Ad esempio:
- (Juniper)
- (Infinera)
- In secondo luogo
i produttori che già forniscono attrezzature per telecomunicazioni — switch e router, hanno ampliato la loro offerta e aggiunto supporto per tali moduli, avvicinandoci ulteriormente ai cosiddetti sistemi IPoDWDM . Ad esempio:
- Cisco (NCS/ASR)
- Nokia (SR)
- Arista (7500R)
- Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)
- Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)
Tutti i produttori menzionati hanno già nei loro cataloghi schede per router o switch che supportano i moduli coerenti CFP2.
- Separatamente
è interessante menzionare anche le tendenze nel panorama mondiale, come il progetto il cui focus è lo sviluppo Costruire tali reti permetterà di integrare le apparecchiature nei sistemi di gestione a codice aperto, rendendo le interazioni tra i produttori di sistemi ottici più trasparenti e aperte. Inoltre, sui dispositivi stessi (sia nei trasponder che utilizzano moduli DCO, sia in ROADM/EDFA) è previsto l’uso di software di diversi fornitori (come ad esempio ). Pertanto, la tendenza degli ultimi anni rimane l'unificazione della base dei componenti delle soluzioni e l'unicità degli sviluppi software, in cui si punta molto sull'open source.
Grazie per l’attenzione, spero che questo articolo sia stato interessante e utile per voi. Potete porre ulteriori domande nei commenti o direttamente. Se avete qualcosa da aggiungere su questo tema, sarei molto felice.
l'immagine principale per l'articolo è stata presaDal sito , spero non abbiano nulla in contrario.
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Fonte: habr.com
