コヒーレント CFP WDM (100G/200G) と DWDM システムにおけるそのアプリケーション

コヒーレント CFP 光プラガブル モジュールの登場に関する最初のプレス リリースは、約 5 ～ 6 年前に発表され始めました。 当時、光多重化システムでのそれらの使用は新しく、本質的にニッチなソリューションでした。 XNUMX 年後の現在、これらのモジュールは通信業界にしっかりと参入し、人気を集め続けています。 それらが何であるか、それらがどのように異なるか、そしてそれらに基づいてどのような解決策が提供されるか（そしてもちろんネタバレ下の写真）、これらすべてはカットの下にあります。 この記事を読むには、DWDM システムの基本原理を理解している必要があります。

過去への小旅行。

歴史的に、伝送速度 100G の光プラガブル モジュールの最初のフォーム ファクタは CFP であり、CFP-WDM ソリューションの最初のフォーム ファクタでもありました。 当時、市場には XNUMX つのソリューションがありました。

1. CFPから メナラ (現在は IPG フォトニクスの一部) を使用すると、パルス変調を使用して、標準 DWDM 4 GHz 周波数グリッド内の回線に 28 つの個別の 50 Gbps チャネルを送信できます。 原理的には地下鉄ネットワークを構築する興味深い可能性を秘めていましたが、広く普及することはありませんでした。 この記事では、そのようなモジュールについてはこれ以上検討しません。


2. 先駆者からの CFP - アカシア プレスリリース、DP-QPSK変調を使用する当時の最先端のコヒーレント検出技術を使用して構築されました。


Acacia のモジュールの画期的な点は次のとおりです。 - これは、独立したコヒーレント 50GHz 100Gbit DP-QPSK チャネルを提供する業界初のモジュールでした。
- Cバンドで完全に調整可能

以前は、このようなソリューションは常に次のように見えていました。ライン レーザーはボードの取り外し不可能な要素であり、クライアントの光モジュール用のコネクタが XNUMX つだけありました。 次のような感じでした。

思い出してください、当時は 2013 年でした。

このようなモジュールは、C バンドで動作する古典的なトランスポンダ上の古典的なリニア DWDM インターフェイスを置き換え、増幅や多重化などを行うことができます。
現在、コヒーレント ネットワークを構築する原則は、業界における構築の事実上の標準となっており、これには誰も驚かないでしょう。また、光多重化システムの密度と範囲は何倍にも増加しています。

モジュールコンポーネント

彼らの最初の (Acacia) モジュールは CFP-ACO タイプでした。 以下は、コヒーレント CFP モジュールが実際にどのように異なるかを簡単にまとめたものです。 ただし、これを行うには、最初に少し話が逸れ、さまざまな意味でこのテクノロジーの中心である DSP について少し説明する必要があります。

モジュールとDSPについて少しモジュールは通常、複数のコンポーネントで構成されます

1. 狭帯域波長可変レーザー
2. コヒーレント二重偏波変調器
3. デジタル - アナログ コンバーター (DAC/ADC) は、デジタル信号を光信号に変換して逆変換する DAC です。
4. デジタル シグナル プロセッサ (DSP) - 信号から有用な情報を復元し、送信中に有用な信号に及ぼされる影響を信号から除去します。 特に：

• 波長分散補償 (CMD)。 さらに、数学的補償の供給は事実上無制限です。 CMD の物理的補償は、ファイバー内の非線形効果の増大を引き起こすため、常に多くの問題を引き起こしてきたため、これは素晴らしいことです。 非線形効果の詳細については、インターネットまたはウェブサイトで読むことができます。 本
• 偏波モード分散 (PMD) 補償。 補償も数学的な方法で行われますが、PMD の性質の複雑さにより、これはより複雑なプロセスとなり、光学システムの動作範囲を制限する主な理由の XNUMX つが PMD です（減衰に加えて）。および非線形効果)。

DSP は非常に高いシンボル レートで動作し、最新のシステムでは 69 Gbaud 程度の速度になります。

では、それらはどのように違うのでしょうか?

コヒーレント光モジュールは、DSP の位置によって互いに区別されます。

• CFP-ACO – モジュールには光学部品のみが配置されています。 すべての電子機器は、このモジュールが挿入される機器のボード (カード、ボード) 上にあります。 当時は、光モジュール内に DSP を配置できる技術はありませんでした。 本質的に、これらは第一世代のモジュールです。
• CFP-DCO - この場合、DSP は光モジュール自体にあります。 このモジュールは完全な「ボックス化されたソリューション」です。 これらは第 XNUMX 世代のモジュールです。

外部的には、モジュールはまったく同じフォームファクターを持っています。 ただし、充填量、消費量（DCO は約 XNUMX 倍）、発熱量が異なります。 したがって、ソリューション メーカーにはある程度の柔軟性があります。ACO ではソリューションをより深く統合できます。DCO では、レゴ ブロックのような光学モジュールを使用してソリューションを構築し、「すぐに使える」ソリューションを入手できます。 別の点は、ほとんどの場合、XNUMX つの DSP の動作は同じメーカーからのみ可能であるということです。 これにより、特定の制限が課され、 DCO モジュールが相互運用性タスクにとってさらに魅力的なものになる可能性があります.

ソリューションの進化

進歩は止まらないので、 MSA 常に新しい規格を開発しており、DSP を配置できる最新のフォーム ファクターは CFP2 です。 実際、彼らは次のステップに近づいていると私は信じています。 CFP4-ACOはこちら全くの偶然にこれを見つけました 奇跡：しかし、そのようなモジュールをベースにした商用製品はまだ知りません。

フォームファクター (CFP2) は現在、すべての市販の既製製品を支配しています。 これらは通信機器で見たことのあるコネクタですが、多くの人は、これらのコネクタがよく知られている QSFP28 よりもはるかに大きいという事実に混乱しています。 これで、それらの使用方法の 2 つがわかりました (ただし、さらに、機器が CFPXNUMX-ACO/DCO で動作できるかどうかを確認することをお勧めします)。
例として Juniper AXC28 を使用した QSFP2 コネクタと CFP6160 コネクタの比較

小型化に加えて、変調方式も改良されています。 私が知っているすべての CFP2-ACO/DCO 製品は、DP-QPSK 変調だけでなく、QAM-8 / QAM-16 もサポートしています。 このため、これらのモジュールは 100G/200G と呼ばれます。 お客様自身が課題に応じて自分に合った変調を選択することができます。 近い将来、光チャネルあたり最大 400G の速度をサポートするモジュールが登場するはずです。

アカシアソリューションの進化

ただし、ほとんどの場合、超長距離 (ULH) ソリューションでは、長距離、優れた OSNR、およびより高い変調レベルを提供する古典的な非モジュラー リニア インターフェイスが使用されます。 したがって、コヒーレントモジュールの主な応用分野は主にメルト/リージョナルネットワークです。 見れば ここでであれば、彼らがおそらく持っていることは明らかです。 良い見通し:

DSP メーカー

コヒーレント DSP をサードパーティ企業に販売している世界的なメーカーは次のとおりです。

• アカシア
• シエナ
• インファイ
• エヌ·ティ·ティ

メーカー CFP2-ACO/DCO

コヒーレント ACO/DCO モジュールのメーカー:

• アカシア CFP2-ACO; CFP2-DCO; CFP-DCO
• Oclaro (執筆時点では Lumentum によって買収)
• ルメンタム CFP2-ACO および CFP2-DCO
• NeoPhotonics CFP-DCO
• Finisar CFP2-ACO; CFP4-ACO
• メナラ CFP2-DCO

これらの企業の一部が次のような状態にあることを考慮すると、 評価と合併提案 そして買収によって、そのようなソリューションのプロバイダーの市場は縮小するように私には思われます。 このようなモジュールの製造は複雑な技術的な製造であるため、天帝国のサプライヤーから購入することは今のところ不可能であり、かなり長い間かかると思います。

業界への影響

このようなモジュールの出現により、市場で提供されるソリューションのエコシステムにわずかな変化が生じました。

• はじめに

メーカーは、これらを従来の (トランスポンダ) DWDM ソリューションで通常のリニア インターフェイスとして使用し始めました。 モジュール性、柔軟性、コスト削減の恩恵を受けています（ちなみに、そのようなソリューションはAlien Wavelengthとして選択されることがよくあります）。 例えば：

• BTI UFM6 (ジュニパー)
• パケットライト PL2000xx
• コリアント グルーヴ G30(インフィネラ)
• ファーウェイ TN18LSC
• シエナ 5430
• 富士通1FINITY

• 第二に

スイッチやルーターなどの通信機器をすでに供給しているメーカーは、製品範囲を拡大し、そのようなモジュールのサポートを追加しています。 いわゆる IPoDWDM システムにさらに近づけます。 例えば、

• ジュニパー (MX/QFX/ACX)
• シスコ (NCS/ASR)
• ノキア (SR)
• アリスタ(7500R)
• エッジコア (Cassini AS7716-24SC)

リストされているすべてのメーカーは、コヒーレント CFP2 モジュールをサポートするルーターまたはスイッチ用のボードを機器ラインにすでに備えています。

• 別々に

グローバルコミュニティにおける興味深い傾向について言及する価値があります。たとえば、 TIP その焦点のXNUMXつは開発です オープン光ネットワーク。 このようなネットワークの構築により、機器をオープンソース制御システムに統合できるようになり、光学システムのメーカー間のやり取りがより透明かつオープンになります。 さらに、デバイス自体（DCO モジュールを使用するトランスポンダと ROADM/EDFA の両方）で、さまざまなサプライヤーからのソフトウェアを使用することが計画されています（たとえば、 イピンフュージョン）。 したがって、近年の傾向は依然として、ソリューションのコンポーネントベースとソフトウェア開発の独自性の統一であり、オープンソースにかなり大きな賭けが行われています。

ご清聴ありがとうございました。この記事が興味深く、お役に立てば幸いです。 コメントまたは直接直接質問して追加の質問をすることもできます。 この件に関して何か補足がございましたら、大変嬉しく思います。

記事のメイン画像を撮影しましたサイトから www.colt.net、気にしないでほしいと思います。

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出所： habr.com