CFP WDM קוהרנטי (100G/200G) ויישומם במערכות DWDM

ההודעות הראשונות לעיתונות על הופעתם של מודולים קוהרנטיים לחיבור אופטיים של CFP החלו להופיע לפני כ-5-6 שנים. באותה תקופה, השימוש בהם במערכות ריבוי אופטי היה חדש והיה בעצם פתרון נישה. כעת, שש שנים מאוחר יותר, המודולים הללו נכנסו בחוזקה לעולם הטלקום וממשיכים לצבור פופולריות. מה הם, במה הם שונים ואיזה פתרונות הם מציעים על בסיסם (וכמובן תמונות תחת ספויילרים) - כל זה נמצא בתחתית. כדי לקרוא מאמר זה, תזדקק להבנה של העקרונות הבסיסיים של מערכות DWDM.

טיול קצר לעבר.

מבחינה היסטורית, הפורמט הראשון של מודולים ניתנים לחיבור אופטיים עם קצב שידור של 100G היה CFP, והוא גם הפך לגורם הצורה הראשון עבור פתרונות CFP-WDM. באותה תקופה היו שני פתרונות בשוק:

1. CFP מ מנרה (כיום חלק מ-IPG photonics) מאפשר לך לשדר 4 ערוצי 28Gbps נפרדים לקו ברשת תדרים DWDM 50GHz סטנדרטית באמצעות אפנון פולסים. הוא לא זכה לפופולריות רחבה, אם כי באופן עקרוני היה לו פוטנציאל מעניין לבניית רשתות מטרו. אנו לא מתייחסים למודולים כאלה בהמשך מאמר זה.


2. CFP מהחלוצים - Acacia ידיעה לתקשורת, שנבנה באמצעות טכנולוגיית הזיהוי הקוהרנטי המתקדמת ביותר באותה תקופה באמצעות אפנון DP-QPSK.


מה הייתה פריצת הדרך של מודולים מ-Acacia: - זה היה המודול הראשון בתעשייה שהציע ערוץ DP-QPSK קוהרנטי נפרד 50GHz 100Gbit
- מתכוונן לחלוטין ב-C-band

לפני כן, פתרונות כאלה תמיד נראו בערך כך: לייזר הקו היה אלמנט שאינו ניתן להסרה של הלוח, שעליו היה רק ​​מחבר אחד למודול האופטי של הלקוח. זה נראה בערך כך:

הרשו לי להזכיר לכם שבאותו זמן זה היה 2013.

מודול כזה החליף את ממשק ה-DWDM הליניארי הקלאסי על משדר קלאסי הפועל ב-C-band, הניתן להגברה, ריבוי וכו'.
כעת עקרונות בניית רשתות קוהרנטיות הפכו לסטנדרט דה פקטו לבנייה בתעשייה וזה לא יפתיע אף אחד, והצפיפות והטווח של מערכות ריבוי אופטי גדלו פי כמה.

רכיבי מודול

המודול הראשון (Acacia) שלהם היה מסוג CFP-ACO. להלן סיכום קצר של ההבדלים בין מודולי CFP קוהרנטיים. אבל כדי לעשות זאת, תחילה עליך לעשות קצת אוף-נושא ולספר לנו קצת על DSP, שבמובנים רבים הוא הלב של הטכנולוגיה הזו.

קצת על המודול וה-DSPמודול מורכב בדרך כלל ממספר רכיבים

1. לייזר מתכוונן בפס צר
2. מודול קיטוב כפול קוהרנטי
3. ממיר דיגיטלי לאנלוגי (DAC/ADC) הוא DAC הממיר אות דיגיטלי לאות אופטי ובחזרה.
4. מעבד אותות דיגיטלי (DSP) - משחזר מידע שימושי מהאות, מסיר ממנו את ההשפעות המופעלות על האות השימושי במהלך השידור. באופן מיוחד:

• פיצוי פיזור כרומטי (CMD). יתרה מכך, היצע הפיצויים המתמטי שלה הוא כמעט בלתי מוגבל. וזה נהדר, שכן פיצוי פיזי של CMD תמיד גרם להרבה בעיות, שכן הוא גרם לעלייה בהשפעות הלא ליניאריות בסיבים. אתה יכול לקרוא עוד על אפקטים לא ליניאריים באינטרנט או ב סֵפֶר
• פיצוי לפיזור מצב קיטוב (PMD). הפיצוי מתרחש גם בצורה מתמטית, אך בשל מורכבות אופי ה-PMD, זהו תהליך מורכב יותר ו-PMD הוא שכיום הוא אחת הסיבות העיקריות להגבלת טווח הפעולה של מערכות אופטיות (בנוסף להנחתה ואפקטים לא ליניאריים).

DSP פועל בקצבי סמלים גבוהים מאוד, במערכות העדכניות מדובר במהירויות בסדר גודל של 69 Gbaud.

אז במה הם שונים?

מודולים אופטיים קוהרנטיים נבדלים זה מזה על ידי מיקום ה-DSP:

• CFP-ACO - רק החלק האופטי ממוקם על המודול. כל האלקטרוניקה ממוקמת על הלוח (כרטיס; לוח) של הציוד שבו מוכנס מודול זה. באותה תקופה, פשוט לא הייתה טכנולוגיה שתאפשר הצבת DSP בתוך מודול אופטי. בעצם, אלו הם מודולים מהדור הראשון.
• CFP-DCO - במקרה זה, ה-DSP ממוקם במודול האופטי עצמו. המודול הוא "פתרון בקופסאות" שלם. אלו הם מודולים מהדור השני.

חיצונית, למודולים יש בדיוק אותו גורם צורה. אבל יש להם מילויים שונים, צריכה (DCO הוא בערך פי שניים יותר) וייצור חום. בהתאם, ליצרני הפתרונות יש גמישות מסוימת - ACO מאפשר אינטגרציה עמוקה יותר של פתרונות, DCO מאפשר לך לקבל פתרון "מהקופסה", באמצעות מודול אופטי כמו לבנת לגו כדי לבנות את הפתרון שלך. נקודה נפרדת היא שברוב המוחלט של המקרים, ההפעלה של זוג DSPs אפשרית רק מאותו יצרן. זה מטיל הגבלות מסוימות ו פוטנציאל הופך את מודולי DCO לאטרקטיביים הרבה יותר עבור משימות הדדיות.

אבולוציה של הפתרון

מאז ההתקדמות לא עומדת מלכת ו MSA מפתחת כל הזמן תקנים חדשים, הפורמט האחרון שבו ניתן היה להציב DSP הוא CFP2. למעשה הם, אני מאמין, קרובים לשלב הבא. הנה CFP4-ACOממש במקרה נתקלתי בזה נס: אבל אני עדיין לא מכיר מוצרים מסחריים המבוססים על מודולים כאלה.

גורם צורה (CFP2) שולט כעת בכל מוצרי המדף המסחריים. אלו הם המחברים שוודאי ראיתם בציוד טלקום, ורבים מבולבלים מהעובדה שהמחברים הללו גדולים בהרבה מה-QSFP28 שרובם מכירים. עכשיו אתה מכיר את אחת הדרכים להשתמש בהם (אבל עדיף לוודא בנוסף שהציוד יכול לעבוד עם CFP2-ACO/DCO).
השוואה בין מחברי QSFP28 ו-CFP2 באמצעות ה-Juniper AXC6160 כדוגמה

בנוסף לגדלים קומפקטיים, גם שיטות אפנון משופרות. כל מוצרי CFP2-ACO/DCO שאני מכיר תומכים לא רק באפנון DP-QPSK, אלא גם ב-QAM-8 / QAM-16. לכן מודולים אלו נקראים 100G/200G. הלקוח עצמו יכול לבחור את המודולציה המתאימה לו בהתאם למשימות. בעתיד הקרוב אמורים להופיע מודולים התומכים במהירויות של עד 400G לכל ערוץ אופטי.

אבולוציה של פתרונות Acacia

עם זאת, ברוב המוחלט של המקרים, פתרונות Ultra long haul (ULH) משתמשים בממשקים ליניאריים קלאסיים לא מודולריים, המספקים טווח ארוך יותר, OSNR טוב יותר ורמות אפנון גבוהות יותר. לכן, אזור היישום העיקרי של מודולים קוהרנטיים הוא בעיקר רשתות מרטו/אזוריות. אם תסתכל כאן, אז ברור שכנראה יש להם סיכויים טובים:

יצרני DSP

יצרנים גלובליים של DSPs קוהרנטיים שמוכרים אותם לחברות צד שלישי הם:

• שט
• Ciena
• INPHI
• NTT

יצרנים CFP2-ACO/DCO

יצרנים של מודולי ACO/DCO קוהרנטיים:

• שט CFP2-ACO; CFP2-DCO; CFP-DCO
• Oclaro (נרכש על ידי Lumentum בזמן כתיבת שורות אלו)
• לומנטום CFP2-ACO ו-CFP2-DCO
• NeoPhotonics CFP-DCO
• Finisar CFP2-ACO; CFP4-ACO
• Menara CFP2-DCO

בהתחשב בכך שחלק מהחברות הללו נמצאות במצב של הערכות שווי ומיזוגים מוצעים ורכישות, שוק הספקים של פתרונות כאלה, נראה לי, יתכווץ. הייצור של מודולים כאלה הוא ייצור טכנולוגי מורכב, כך שלא ניתן יהיה לעת עתה ולדעתי כבר די הרבה זמן לקנות אותם מספקים באימפריה השמימית.

השפעה על התעשייה

הופעתם של מודולים כאלה הובילה לשינוי קל של המערכת האקולוגית של הפתרונות המוצעים בשוק.

• ראשית

היצרנים החלו להשתמש בהם בפתרונות DWDM קלאסיים (משדרים), כממשקים ליניאריים רגילים. לאחר שקיבלו את הבונוס של מודולריות, גמישות והפחתת עלויות (אגב, פתרונות כאלה נבחרים לעתים קרובות כ-Alien Wavelength). לדוגמה:

• BTI UFM6 (עַרעָר)
• Packetlight PL2000xx
• Coriant Groove G30(אינפינרה)
• Huawei TN18LSC
• סיינה 5430
• פוג'יטסו 1FINITY

• שנית

יצרנים שכבר מספקים ציוד טלקום - מתגים ונתבים, הרחיבו את מגוון המוצרים שלהם והוסיפו תמיכה עבור מודולים כאלה, בנוסף מקרב אותנו למה שנקרא מערכות IPoDWDM. לדוגמא:

• ג'וניפר (MX/QFX/ACX)
• סיסקו (NCS/ASR)
• נוקיה (SR)
• Arista (7500R)
• Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)

לכל היצרנים הרשומים כבר יש לוחות לנתבים או מתגים בקווי הציוד שלהם התומכים במודולי CFP2 קוהרנטיים.

• בנפרד

ראוי להזכיר מגמות מעניינות בקהילה העולמית, למשל הפרויקט עצה אחד המוקדים שבהם הוא הפיתוח רשתות אופטיות פתוחות. בניית רשתות כאלה תאפשר שילוב ציוד במערכות בקרת קוד פתוח, מה שהופך את האינטראקציה בין יצרני מערכות אופטיות לשקופות יותר ופתוחות יותר. בנוסף, במכשירים עצמם (שניהם משיבים באמצעות מודולי DCO וגם ROADM/EDFA) מתוכנן להשתמש בתוכנות של ספקים שונים (למשל איפינפוזיה). לכן, המגמה בשנים האחרונות נותרה איחוד בסיס הרכיבים של הפתרונות והייחודיות של פיתוחי תוכנה, בהם מתנהל הימור גדול למדי על קוד פתוח.

תודה על תשומת הלב שלך, אני מקווה שמצאת את המאמר הזה מעניין ושימושי. אתה יכול לשאול שאלות נוספות בתגובות או באופן אישי. אם יש לך מה להוסיף בנושא זה, אשמח מאוד.

התמונה הראשית של המאמר צולמהמתוך האתר www.colt.net, אני מקווה שלא אכפת להם.

רק משתמשים רשומים יכולים להשתתף בסקר. להתחברבבקשה.

האם אתה מתעניין בנושאי DWDM?

• כן, זו העבודה שלי (או חלק ממנה)!

• כן, לפעמים מעניין לקרוא על ה-DYVYDYEM הזה שלך.

• לא, מה אני עושה כאן? (Travolta.gif)

3 משתמשים הצביעו. אין נמנעים.

מקור: www.habr.com