I primi comunicati stampa sull'arrivo dei moduli ottici pluggable coerenti (coherent CFP optical pluggable modules) sono iniziati a comparire circa 5-6 anni fa. All'epoca, il loro impiego nei sistemi di trasporto ottico era una novità e rappresentava, in sostanza, una soluzione di nicchia. Oggi, dopo sei anni, questi moduli sono entrati a pieno titolo nel mondo delle telecomunicazioni e continuano a guadagnare popolarità. Che tipo di moduli esistono, in cosa si differenziano e quali soluzioni basate su di essi vengono proposte (e naturalmente le immagini sotto spoiler) – tutto questo è adesso disponibile. Per leggere l'articolo è necessaria una comprensione dei principi di base dei sistemi DWDM.
Un breve excursus nel passato.
Storicamente, per i moduli ottici pluggable con una velocità di trasmissione di 100G, il primo fattore di forma è stato il CFP, che è stato anche il primo fattore di forma per le soluzioni CFP-WDM. All'epoca, sul mercato c'erano due soluzioni:
1. CFP di (ora parte di IPG Photonics), che consentiva la trasmissione di 4 canali da 28Gbps ciascuno su una griglia di frequenze DWDM da 50GHz utilizzando la modulazione impulsi. Non ha avuto una grande diffusione, anche se in linea di principio aveva un potenziale interessante per la costruzione di reti metro. Non considereremo ulteriormente questi moduli nell'articolo.
2. CFP dei pionieri – Acacia , costruito con la tecnologia di rilevamento coerente più avanzata dell'epoca, utilizzando la modulazione DP-QPSK.
Qual è stata la novità dei moduli di Acacia: — è stato il primo modulo nel settore che offriva un canale coerente separato da 50GHz 100Gbit DP-QPSK
— completamente sintonizzabile (tunable) nella banda C
Prima di allora, soluzioni simili apparivano sempre più o meno nel seguente modo: un laser lineare era un elemento fisso della scheda, sulla quale era presente solo un connettore per il modulo ottico cliente. Appariva più o meno così:
Ricordo che all'epoca era il 2013.
Un tale modulo sostituiva l'interfaccia DWDM classica su un trasponditore classico, funzionante nella banda C, che poteva essere amplificato, multiplexato, ecc.
Oggi, i principi di costruzione delle reti coerenti sono diventati lo standard de facto del settore e non sorprende più nessuno, mentre la densità e la distanza dei sistemi di trasporto ottico sono aumentate notevolmente.
Componenti del modulo
Il primo modulo (Acacia) era un tipo di CFP-ACO. Di seguito è fornita una breve panoramica delle differenze tra i moduli CFP coerenti. Ma prima, è necessario fare un piccolo off-topic e spiegare un po' cosa sia un DSP, che è in gran parte il cuore di questa tecnologia.
un po' sul modulo e il DSPIl modulo in generale è composto da diversi componenti
- Laser a banda stretta riprogrammabile
- Modulatore coerente con doppia polarizzazione
- Convertitore digitale-analogico (DAC/ADC) — DAC che trasforma il segnale digitale in ottico e viceversa.
- Processore di segnali digitali (DSP) – recupera le informazioni utili dal segnale, rimuovendo le influenze che incidono sul segnale utile durante la trasmissione. In particolare:
- Compensazione della dispersione cromatica (CMD). Inoltre, la sua capacità di compensazione matematica è praticamente illimitata. Ed è fantastico, poiché la compensazione fisica della CMD ha sempre sollevato molti problemi, poiché ciò portava all'amplificazione di effetti non lineari nella fibra. Maggiori informazioni sugli effetti non lineari possono essere trovate su internet o in
- Compensazione della dispersione modal-polarizzazione (PMD). Anche la compensazione avviene in modo matematico, ma a causa della complessità della natura della PMD, questo processo è più complicato e attualmente la PMD è una delle principali cause di limite nella portata dei sistemi ottici (oltre a attenuazione ed effetti non lineari).
Il DSP opera a velocità di simbolo molto elevate, nei sistemi più recenti queste velocità sono dell'ordine di 69 Gbaud.
Quindi, quali sono le differenze?
I moduli ottici coerenti si differenziano per la posizione del DSP:
- CFP-ACO – Nel modulo è presente solo la parte ottica. Tutta l'elettronica è situata sulla scheda (card; board) dell'apparecchiatura in cui viene inserito questo modulo. A quel tempo non c'erano tecnologie che permettessero di inserire un DSP all'interno del modulo ottico. Fondamentalmente, si tratta di moduli di prima generazione.
- CFP-DCO — In questo caso, il DSP è situato all'interno del modulo ottico stesso. Il modulo è una 'soluzione a scatola' completa. Questi sono moduli di seconda generazione.
I moduli esterni hanno un fattore di forma identico. Tuttavia, hanno un diverso hardware, consumo (DCO è circa due volte superiore) e produzione di calore. Di conseguenza, anche i produttori di soluzioni hanno una certa flessibilità: ACO offre una maggiore integrazione delle soluzioni, mentre DCO consente di ottenere una soluzione "pronta all'uso", utilizzando un modulo ottico come un mattoncino lego per costruire la propria soluzione. Un altro punto da notare è che nella maggior parte dei casi, il funzionamento di una coppia di DSP è possibile esclusivamente con lo stesso produttore. Questo impone delle limitazioni e .
L'evoluzione della soluzione
Dato che i progressi non si fermano e sviluppa continuamente nuovi standard, l'ultimo fattore di forma in cui è riuscito a collocare il DSP è CFP2. In realtà, credo siano vicini al passo successivo. Ecco CFP4-ACOper puro caso, mi sono imbattuto in questo : Ma al momento non conosco prodotti commerciali basati su tali moduli.
Il fattore di forma (CFP2) prevale attualmente su tutti i prodotti commerciali pronti. Queste sono le connessioni che probabilmente avete già visto sulle attrezzature di telecomunicazioni e molti sono confusi dal fatto che queste connessioni sono molto più grandi rispetto alle più familiari QSFP28. Ora sapete uno dei modi in cui possono essere utilizzate (ma è meglio assicurarsi che l'attrezzatura possa lavorare con CFP2-ACO/DCO).
confronto tra le connessioni QSFP28 e CFP2 usando Juniper AXC6160
Oltre alle dimensioni compatte, si stanno perfezionando anche i metodi di modulazione. In tutti i prodotti CFP2-ACO/DCO che conosco, è supportata non solo la modulazione DP-QPSK, ma anche QAM-8 / QAM-16. È per questo che questi moduli sono chiamati 100G/200G. Il cliente può scegliere la modulazione che preferisce in base alle proprie esigenze. A breve, dovrebbero apparire moduli che supportano velocità fino a 400G su un singolo canale ottico.
L'evoluzione delle soluzioni Acacia
Tuttavia, nella maggior parte dei casi, per le soluzioni Ultra long haul (ULH) vengono utilizzate interfacce lineari classiche non modulari, che consentono di garantire una maggiore distanza, migliore OSNR e livelli di modulazione più elevati. Pertanto, l'area principale di applicazione dei moduli coerenti è principalmente nelle reti metropolitane/regionali. Se si guarda , sembra che abbiano, probabilmente, buone prospettive:
I produttori di DSP
I principali produttori mondiali di DSP coerenti che li vendono a terzi sono:
Producenti CFP2-ACO/DCO
Produttori di moduli coerenti ACO/DCO:
- CFP2-ACO; CFP2-DCO; CFP-DCO
- Oclaro (al momento della scrittura, acquisito da Lumentum)
- CFP2-ACO e CFP2-DCO
- CFP-DCO
- CFP2-ACO; CFP4-ACO
Considerando che alcune di queste aziende sono in fase e acquisizioni, il mercato dei fornitori di tali soluzioni, a mio avviso, si ridurrà. La produzione di tali moduli è un processo tecnologico complesso, quindi acquistarli da fornitori cinesi, al momento, credo sarà piuttosto difficile per un po'.
Impatto sull'industria
L'emergere di tali moduli ha portato a una leggera trasformazione dell'ecosistema delle soluzioni offerte sul mercato.
- Innanzitutto
i produttori hanno iniziato a utilizzarli nelle classiche soluzioni DWDM (transponder), come interfacce lineari comuni. Ottenendo di contro modularità, flessibilità e riduzione dei costi (tra l'altro, tali soluzioni vengono spesso scelte come Alien Wavelength). Ad esempio:
- (Juniper)
- (Infinera)
- In secondo luogo
i produttori già fornendo apparecchiature telecom — switch e router, hanno ampliato la loro offerta e aggiunto supporto per tali moduli, avvicinandoci così ai cosiddetti sistemi IPoDWDM. . Ad esempio:
- Cisco (NCS / ASR)
- Nokia (SR)
- Arista (7500R)
- Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)
- Tutti i produttori menzionati nelle loro linee di apparecchiature hanno già schede per router o switch che supportano moduli CFP2 coerenti.
vale la pena menzionare anche interessanti tendenze nella comunità globale, come il progetto
- Separate
TIP reti ottiche aperte Ipinfusion ). Pertanto, la tendenza degli ultimi anni rimane l'unificazione della base di componenti delle soluzioni e l'unicità delle applicazioni software, in cui si fa un'ampia affidamento su opensource.
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 argomento, mi farebbe molto piacere.
l'immagine principale per l'articolo è presaDal sito , spero che non abbiano nulla in contrario.
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Fonte: habr.com
