Lo sviluppatore di apparecchiature per le telecomunicazioni Ciena ha presentato un sistema di elaborazione del segnale ottico. Aumenterà la velocità di trasmissione dei dati in fibra ottica a 800 Gbit/s.
Sotto il taglio: sui principi del suo funzionamento.
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Hai bisogno di più fibre
Con il lancio delle reti di nuova generazione e la proliferazione dei dispositivi Internet of Things, secondo alcune stime, aumentano il loro numero 50 miliardi in tre anni: il volume del traffico globale non potrà che aumentare. Deloitte afferma che l’infrastruttura in fibra ottica esistente, che costituisce la base per le reti 5G, non sarà sufficiente per gestire un simile carico. Il punto di vista dell'agenzia analitica è supportato da e fornitori di servizi cloud.
Per porre rimedio alla situazione, sempre più organizzazioni stanno lavorando su sistemi che aumentano la produttività dell’“ottica”. Una delle soluzioni hardware è stata sviluppata da Ciena: si chiama WaveLogic 5. Secondo gli ingegneri dell'azienda, il nuovo processore è in grado di fornire velocità di trasferimento dati fino a 800 Gbit/s su un'unica lunghezza d'onda.
Come funziona la nuova soluzione
Ciena ha presentato due modifiche del processore WaveLogic 5. La prima si chiama WaveLogic 5 Extreme. È un diagramma , che funge da processore di segnale digitale () rete in fibra ottica. Il DSP converte il segnale da elettrico a ottico e viceversa.
WaveLogic 5 Extreme supporta il throughput della fibra da 200 a 800 Gbps, a seconda della distanza su cui deve essere inviato il segnale. Per un trasferimento dati più efficiente, Ciena ha introdotto nel firmware del processore un algoritmo per la formazione probabilistica di una costellazione di segnali ( -PC).
Questa costellazione è un insieme di valori di ampiezza (punti) per i segnali trasmessi. Per ciascuno dei punti della costellazione, l'algoritmo PCS calcola la probabilità di corruzione dei dati e l'energia necessaria per inviare il segnale. Successivamente, seleziona l'ampiezza per la quale il rapporto segnale-rumore e il consumo energetico saranno minimi.
Il processore utilizza anche un algoritmo di correzione degli errori in avanti () e multiplexing a divisione di frequenza (). Per proteggere le informazioni trasmesse viene utilizzato un algoritmo di crittografia .
La seconda modifica di WaveLogic 5 è una serie di moduli ottici Nano plug-in. Possono inviare e ricevere dati a velocità fino a 400 Gbps. I moduli hanno due fattori di forma: QSFP-DD e CFP2-DCO. Il primo è di piccole dimensioni e progettato per reti da 200 o 400GbE. Grazie all'elevata velocità di connessione e al basso consumo energetico, QSFP-DD è adatto per soluzioni di data center. Il secondo fattore di forma, CFP2-DCO, viene utilizzato per inviare dati su distanze di centinaia di chilometri, quindi verrà utilizzato nelle reti 5G e nelle infrastrutture dei fornitori di servizi Internet.
WaveLogic 5 sarà in vendita nella seconda metà del 2019.
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Vantaggi e svantaggi del processore
WaveLogic 5 Extreme è stato uno dei primi processori sul mercato a trasmettere dati su un'unica lunghezza d'onda a 800 Gbps. Per molte soluzioni della concorrenza questa cifra è di 500–600 Gbit/s. Ciena beneficia del 50% in più di capacità del canale ottico e di un aumento su% 20.
Ma c'è una difficoltà: con la compressione del segnale e un aumento della velocità di trasferimento dei dati, c'è il rischio di distorsione delle informazioni. Aumenta con l'aumentare della distanza. Per questo motivo il processore difficoltà quando si invia un segnale su lunghe distanze. Anche se gli sviluppatori affermano che WaveLogic 5 è in grado di trasmettere dati “attraverso gli oceani” ad una velocità di 400 Gbit/s.
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Sistemi per aumentare la capacità della fibra sono in fase di sviluppo anche da Infinite e Acacia. La prima soluzione dell'azienda si chiama ICE6 (ICE - Infinite Capacità Engine). È costituito da due componenti: un circuito integrato ottico (PIC - Photonic Integrated Circuit) e un processore di segnale digitale sotto forma di chip ASIC. Il PIC nelle reti converte il segnale da ottico a elettrico e viceversa e l'ASIC è responsabile del suo multiplexing.
Una caratteristica speciale dell'ICE6 è la modulazione degli impulsi del segnale (). Un processore digitale divide la luce di una certa lunghezza d'onda in frequenze sottoportanti aggiuntive, espandendo il numero di livelli disponibili e aumentando la densità spettrale del segnale. Si prevede che ICE6, come WaveLogic, fornirà velocità di trasferimento dati in un canale al livello di 800 Gbit/s. Il prodotto dovrebbe essere messo in vendita entro la fine del 2019.
Per quanto riguarda Acacia, i suoi ingegneri hanno creato il modulo AC1200. Fornirà velocità di trasmissione dati di 600 Gbit/s. Questa velocità si ottiene utilizzando la formazione 3D di una costellazione di segnali: gli algoritmi nel modulo modificano automaticamente la frequenza di utilizzo dei punti e la loro posizione nella costellazione, regolando la capacità del canale.
Si prevede che le nuove soluzioni hardware aumenteranno la resa della fibra ottica non solo su distanze all’interno di una città o regione, ma anche su distanze più lunghe. Per fare ciò, gli ingegneri devono solo superare le difficoltà associate ai canali rumorosi. L’aumento della capacità delle reti sottomarine avrà un impatto positivo sulla qualità dei servizi dei fornitori IaaS e delle grandi aziende IT, dato che “» metà del traffico trasmesso lungo i fondali oceanici.
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Fonte: habr.com