המעבד יאיץ את האופטיקה ל-800 Gbit/s: איך זה עובד

מפתחת ציוד הטלקומוניקציה Ciena הציגה מערכת עיבוד אותות אופטית. זה יגדיל את מהירות העברת הנתונים בסיבים אופטיים ל-800 Gbit/s.

מתחת לחתוך - על עקרונות פעולתו.

תמונות - טימוות'ר - CC BY SA

צריך יותר סיבים

עם השקת רשתות מהדור החדש והתפשטות מכשירי האינטרנט של הדברים, על פי כמה הערכות, מספרם יגיע 50 מיליארד בשלוש שנים - היקף התעבורה העולמית רק יגדל. דלויט אומרת שתשתית הסיבים האופטיים הקיימת, שהיא הבסיס לרשתות 5G, לא תספיק להתמודד עם עומס כזה. נקודת המבט של הסוכנות האנליטית נתמכת על ידי חברות תקשורת וספקי ענן.

כדי לתקן את המצב, יותר ויותר ארגונים עובדים על מערכות שמגבירות את תפוקת ה"אופטיקה". אחד מפתרונות החומרה פותח על ידי Ciena - הוא נקרא WaveLogic 5. לדברי מהנדסי החברה, המעבד החדש מסוגל לספק קצבי העברת נתונים של עד 800 Gbit/s באורך גל בודד.

איך הפתרון החדש עובד

Ciena הציגה שני שינויים למעבד WaveLogic 5. הראשון נקרא WaveLogic 5 Extreme. זה דיאגרמה ASIC, הפועל כמעבד אותות דיגיטלי (DSP) רשת סיבים אופטיים. DSP ממיר את האות מחשמלי לאופטי ולהיפך.

WaveLogic 5 Extreme תומך בתפוקה של סיבים מ-200 עד 800 Gbps - תלוי במרחק שבו צריך לשלוח את האות. להעברת נתונים יעילה יותר, סיינה הציגה לקושחת המעבד אלגוריתם להיווצרות הסתברותית של קבוצת אות (עיצוב קונסטלציה הסתברותי - PCS).

קונסטלציה זו היא קבוצה של ערכי משרעת (נקודות) עבור אותות משודרים. עבור כל נקודה בקונסטלציה, אלגוריתם ה-PCS מחשב את ההסתברות לפגיעה בנתונים ואת האנרגיה הנדרשת לשליחת האות. לאחר מכן, הוא בוחר את המשרעת עבורה יחס האות לרעש וצריכת האנרגיה יהיו מינימליים.

המעבד משתמש גם באלגוריתם תיקון שגיאות קדימה (FEC) וריבוי חלוקת תדרים (FDM). אלגוריתם הצפנה משמש להגנה על מידע משודר AES-256.

השינוי השני של WaveLogic 5 הוא סדרה של מודולים אופטיים ננו-פלאגים. הם יכולים לשלוח ולקבל נתונים במהירויות של עד 400 Gbps. למודולים שני גורמי צורה - QSFP-DD ו-CFP2-DCO. הראשון קטן בגודלו ומיועד לרשתות של 200 או 400GbE. בשל מהירות החיבור הגבוהה וצריכת החשמל הנמוכה, QSFP-DD מתאים לפתרונות מרכז נתונים. גורם הצורה השני, CFP2-DCO, משמש לשליחת נתונים למרחקים של מאות קילומטרים, כך שהוא ישמש ברשתות 5G ובתשתית של ספקי שירותי אינטרנט.

WaveLogic 5 יימכר במחצית השנייה של 2019.

תמונות - PxHere -PD

יתרונות וחסרונות של המעבד

WaveLogic 5 Extreme היה אחד המעבדים הראשונים בשוק שהעבירו נתונים על אורך גל בודד של 800 Gbps. עבור פתרונות תחרותיים רבים, נתון זה הוא 500–600 Gbit/s. Ciena נהנית מ-50% יותר קיבולת ערוץ אופטי וגדלה יעילות מדהימה ב% 20.

אבל יש קושי אחד - עם דחיסת אות ועלייה במהירות העברת הנתונים, קיים סיכון לעיוות מידע. זה גדל עם הגדלת המרחק. מסיבה זו המעבד עשוי לחוות קשיים בעת שליחת אות למרחקים ארוכים. למרות שהמפתחים אומרים ש-WaveLogic 5 מסוגל להעביר נתונים "על פני אוקיינוסים" במהירות של 400 Gbit/s.

אנלוגים

מערכות להגדלת קיבולת הסיבים מפותחות גם על ידי Infinite ו-Acacia. הפתרון של החברה הראשונה נקרא ICE6 (ICE – Infinite Capacity Engine). הוא מורכב משני רכיבים - מעגל משולב אופטי (PIC - Photonic Integrated Circuit) ומעבד אותות דיגיטלי בצורת שבב ASIC. ה-PIC ברשתות ממיר את האות מאופטי לחשמלי ולהיפך, וה-ASIC אחראי לריבוי שלו.

תכונה מיוחדת של ICE6 היא אפנון דופק של האות (עיצוב הדופק). מעבד דיגיטלי מפצל אור באורך גל מסוים לתדרי תת-נשא נוספים, מה שמרחיב את מספר הרמות הזמינות ומגדיל את הצפיפות הספקטרלית של האות. צפוי כי ICE6, כמו WaveLogic, תספק קצבי העברת נתונים בערוץ אחד ברמה של 800 Gbit/s. המוצר אמור לצאת למכירה עד סוף 2019.

לגבי Acacia, המהנדסים שלה יצרו את מודול AC1200. זה יספק מהירויות העברת נתונים של 600 Gbit/s. מהירות זו מושגת באמצעות יצירת 3D של קונסטלציה אות: אלגוריתמים במודול משנים אוטומטית את תדירות השימוש בנקודות ואת מיקומן בקונסטלציה, תוך התאמת קיבולת הערוץ.

צפוי כי פתרונות חומרה חדשים יגדילו את התפוקה של סיבים אופטיים לא רק על פני מרחקים בתוך עיר או אזור אחד, אלא גם על פני מרחקים ארוכים יותר. כדי לעשות זאת, המהנדסים רק צריכים להתגבר על הקשיים הקשורים לערוצים רועשים. להגדלת הקיבולת של רשתות תת-מימיות תהיה השפעה חיובית על איכות השירותים של ספקי IaaS וחברות IT גדולות, בהתחשב בכך שהם "לִיצוֹר» מחצית מהתנועה משודרת לאורך קרקעית האוקיינוס.

אילו דברים מעניינים יש לנו בבלוג ITGLOBAL.COM:

• כיצד מסדי נתונים מנוהלים עוזרים לעסק שלך
• מדוע לקוח ספק ענן צריך לדעת על רמת האמינות של מרכז הנתונים
• הגנת DDoS: הנתיב של ספק IaaS
• שרתים עבור SAP: פלטפורמות עיקריות
• NetApp מא' עד ת': סקירה כללית של טכנולוגיות ספקים המשמשות במערכות אחסון מודרניות

מקור: www.habr.com