프로세서는 광학 장치를 800Gbit/s로 가속화합니다. 작동 방식

통신 장비 개발업체인 Ciena가 광신호 처리 시스템을 선보였습니다. 이는 광섬유의 데이터 전송 속도를 800Gbit/s로 증가시킵니다.

컷 아래 - 작동 원리에 대해.

사진 — 팀웨더 — CC BY-SA

더 많은 섬유질이 필요함

일부 추정에 따르면 차세대 네트워크의 출시와 사물 인터넷 장치의 확산으로 인해 그 수는 도달 할 것이다 50년 안에 5억 달러 - 글로벌 트래픽 양은 계속 증가할 것입니다. 딜로이트는 XNUMXG 네트워크의 기반이 되는 기존 광섬유 인프라로는 이러한 부하를 처리하기에 충분하지 않을 것이라고 밝혔습니다. 분석 기관의 관점은 다음에 의해 뒷받침됩니다. 통신 회사 그리고 클라우드 제공업체.

상황을 해결하기 위해 점점 더 많은 조직이 "광학"의 처리량을 늘리는 시스템을 개발하고 있습니다. 하드웨어 솔루션 중 하나는 Ciena에서 개발한 WaveLogic 5입니다. 회사 엔지니어에 따르면 새 프로세서는 단일 파장에서 최대 800Gbit/s의 데이터 전송 속도를 제공할 수 있다고 합니다.

새로운 솔루션의 작동 방식

Ciena는 WaveLogic 5 프로세서의 두 가지 수정 버전을 선보였는데, 첫 번째 버전은 WaveLogic 5 Extreme입니다. 다이어그램입니다 ASIC, 이는 디지털 신호 프로세서 역할을 합니다(DSP) 광섬유 네트워크. DSP는 신호를 전기에서 광학으로 또는 그 반대로 변환합니다.

WaveLogic 5 Extreme은 신호를 전송해야 하는 거리에 따라 200~800Gbps의 파이버 처리량을 지원합니다. 보다 효율적인 데이터 전송을 위해 Ciena는 신호 집합의 확률적 형성을 위한 알고리즘을 프로세서 펌웨어에 도입했습니다(확률적 별자리 형성 -PCS).

이 성상도는 전송된 신호의 진폭 값(점) 집합입니다. 각 성상점에 대해 PCS 알고리즘은 데이터 손상 가능성과 신호를 전송하는 데 필요한 에너지를 계산합니다. 그런 다음 신호 대 잡음비와 에너지 소비가 최소화되는 진폭을 선택합니다.

프로세서는 또한 순방향 오류 정정 알고리즘(독립 단기 치료소) 및 주파수 분할 다중화(FDM). 전송된 정보를 보호하기 위해 암호화 알고리즘이 사용됩니다. AES-256.

WaveLogic 5의 두 번째 수정은 일련의 플러그인 나노 광학 모듈입니다. 최대 400Gbps의 속도로 데이터를 보내고 받을 수 있습니다. 모듈에는 QSFP-DD와 CFP2-DCO라는 두 가지 폼 팩터가 있습니다. 첫 번째는 크기가 작고 200 또는 400GbE 네트워크용으로 설계되었습니다. 높은 연결 속도와 낮은 전력 소비로 인해 QSFP-DD는 데이터 센터 솔루션에 적합합니다. 두 번째 폼팩터인 CFP2-DCO는 수백 ㎞ 거리까지 데이터를 전송하는 데 사용되는 만큼 5G 네트워크와 인터넷 서비스 제공업체(ISP) 인프라에 활용될 예정이다.

WaveLogic 5는 2019년 하반기에 판매될 예정입니다.

사진 — 픽셀 —PD

프로세서의 장점과 단점

WaveLogic 5 Extreme은 800Gbps의 단일 파장으로 데이터를 전송하는 최초의 프로세서 중 하나였습니다. 많은 경쟁 솔루션의 경우 이 수치는 500~600Gbit/s입니다. Ciena는 광 채널 용량이 50% 증가하고 스펙트럼 효율 20 %에.

그러나 한 가지 어려움이 있습니다. 신호 압축과 데이터 전송 속도의 증가로 인해 정보 왜곡의 위험이 있습니다. 거리가 멀어질수록 증가합니다. 이러한 이유로 프로세서 경험할 수 있다 장거리 신호를 보낼 때 어려움이 있습니다. 개발자들은 WaveLogic 5가 400Gbit/s의 속도로 "바다를 건너" 데이터를 전송할 수 있다고 말합니다.

아날로그

Infinite와 Acacia에서는 광섬유 용량을 늘리는 시스템도 개발 중입니다. 첫 번째 회사의 솔루션은 ICE6(ICE - 무한 용량 엔진)이라고 합니다. 이는 광학 집적 회로(PIC - Photonic Integrated Circuit)와 ASIC 칩 형태의 디지털 신호 프로세서라는 두 가지 구성 요소로 구성됩니다. 네트워크의 PIC는 신호를 광학에서 전기로 또는 그 반대로 변환하며 ASIC은 다중화를 담당합니다.

ICE6의 특별한 특징은 신호의 펄스 변조입니다(펄스 형성). 디지털 프로세서는 특정 파장의 빛을 추가 부반송파 주파수로 분할하여 사용 가능한 레벨 수를 늘리고 신호의 스펙트럼 밀도를 높입니다. WaveLogic과 마찬가지로 ICE6도 한 채널에서 800Gbit/s 수준의 데이터 전송 속도를 제공할 것으로 예상됩니다. 해당 제품은 2019년 말까지 판매될 예정이다.

Acacia의 경우 엔지니어가 AC1200 모듈을 만들었습니다. 600Gbit/s의 데이터 전송 속도를 제공합니다. 이 속도는 신호 집합의 3D 형성을 사용하여 달성됩니다. 모듈의 알고리즘은 포인트 사용 빈도와 집합에서의 위치를 ​​자동으로 변경하여 채널 용량을 조정합니다.

새로운 하드웨어 솔루션은 한 도시나 지역 내의 거리뿐만 아니라 더 먼 거리에서도 광섬유의 처리량을 증가시킬 것으로 예상됩니다. 이를 위해 엔지니어는 시끄러운 채널과 관련된 어려움을 극복해야 합니다. 수중 네트워크의 용량을 늘리면 IaaS 제공업체와 대규모 IT 기업의 서비스 품질에 긍정적인 영향을 미칠 것입니다.일으키다» 교통량의 절반이 해저를 따라 전송됩니다.

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출처 : habr.com