ProHoster > Blogs > Administrācija > Procesors paātrinās optiku līdz 800 Gbit/s: kā tas darbojas

Procesors paātrinās optiku līdz 800 Gbit/s: kā tas darbojas

Telekomunikāciju iekārtu izstrādātāja Ciena prezentēja optisko signālu apstrādes sistēmu. Tas palielinās datu pārraides ātrumu optiskajā Ŕķiedrā lÄ«dz 800 Gbit/s.

Zem griezuma - par tā darbības principiem.

Procesors paātrinās optiku līdz 800 Gbit/s: kā tas darbojas
Š¤Š¾Ń‚Š¾ - Timveters ā€” CC BY SA

NepiecieŔams vairāk Ŕķiedrvielu

LÄ«dz ar jaunās paaudzes tÄ«klu ievieÅ”anu un lietiskā interneta ierīču izplatÄ«bu, saskaņā ar dažām aplēsēm, to skaits sasniegs 50 miljardi trÄ«s gadu laikā ā€“ globālās satiksmes apjoms tikai pieaugs. Deloitte norāda, ka ar esoÅ”o optiskās Ŕķiedras infrastruktÅ«ru, kas ir 5G tÄ«klu pamatā, nepietiks, lai izturētu Ŕādu slodzi. AnalÄ«tiskās aÄ£entÅ«ras viedokli atbalsta telekomunikāciju uzņēmumi un mākoņa pakalpojumu sniedzēji.

Lai situāciju labotu, arvien vairāk organizāciju strādā pie sistēmām, kas palielina ā€œoptikasā€ caurlaidspēju. Vienu no aparatÅ«ras risinājumiem izstrādāja Ciena - tas saucas WaveLogic 5. Pēc uzņēmuma inženieru domām, jaunais procesors spēj nodroÅ”ināt datu pārraides ātrumu lÄ«dz 800 Gbit/s vienā viļņa garumā.

Kā darbojas jaunais risinājums

Ciena prezentēja divas WaveLogic 5 procesora modifikācijas. Pirmo sauc par WaveLogic 5 Extreme. Tā ir diagramma ASIC, kas darbojas kā digitālais signāla procesors (DSP) optisko Ŕķiedru tÄ«kls. DSP pārveido signālu no elektriskā uz optisko un otrādi.

WaveLogic 5 Extreme atbalsta Ŕķiedru caurlaidspēju no 200 lÄ«dz 800 Gbps ā€“ atkarÄ«bā no attāluma, kādā signāls jānosÅ«ta. Lai nodroÅ”inātu efektÄ«vāku datu pārsÅ«tÄ«Å”anu, Ciena procesora programmaparatÅ«rā ieviesa signālu konstelācijas varbÅ«tÄ«bas veidoÅ”anas algoritmu (varbÅ«tiskā zvaigznāja veidoÅ”ana - PCS).

Å Ä« konstelācija ir pārraidÄ«to signālu amplitÅ«das vērtÄ«bu (punktu) kopa. Katram no konstelācijas punktiem PCS algoritms aprēķina datu sabojāŔanas iespējamÄ«bu un signāla nosÅ«tÄ«Å”anai nepiecieÅ”amo enerÄ£iju. Pēc tam viņŔ izvēlas amplitÅ«du, kurai signāla un trokŔņa attiecÄ«ba un enerÄ£ijas patēriņŔ bÅ«s minimāls.

Procesors izmanto arÄ« uz priekÅ”u vērstu kļūdu laboÅ”anas algoritmu (FEC) un frekvences dalÄ«Å”anas multipleksÄ“Å”ana (FDM). PārsÅ«tÄ«tās informācijas aizsardzÄ«bai tiek izmantots Å”ifrÄ“Å”anas algoritms AES-256.

Otrā WaveLogic 5 modifikācija ir Nano optisko moduļu sērija. Tie var nosÅ«tÄ«t un saņemt datus ar ātrumu lÄ«dz 400 Gbps. Moduļiem ir divi formas faktori - QSFP-DD un CFP2-DCO. Pirmais ir maza izmēra un paredzēts 200 vai 400 GbE tÄ«kliem. Pateicoties lielajam savienojuma ātrumam un zemam enerÄ£ijas patēriņam, QSFP-DD ir piemērots datu centru risinājumiem. Otrs formas faktors CFP2-DCO tiek izmantots datu sÅ«tÄ«Å”anai simtiem kilometru attālumā, tāpēc tas tiks izmantots 5G tÄ«klos un interneta pakalpojumu sniedzēju infrastruktÅ«rā.

WaveLogic 5 pārdoÅ”anā nonāks 2019. gada otrajā pusē.

Procesors paātrinās optiku līdz 800 Gbit/s: kā tas darbojas
Š¤Š¾Ń‚Š¾ - Fona attēls ā€” PD

Procesora priekŔrocības un trūkumi

WaveLogic 5 Extreme bija viens no pirmajiem procesoriem tirgÅ«, kas pārraidÄ«ja datus vienā viļņa garumā ar ātrumu 800 Gbps. Daudziem konkurētspējÄ«giem risinājumiem Å”is rādÄ«tājs ir 500ā€“600 Gbit/s. Ciena gÅ«st labumu no par 50% lielākas optiskā kanāla jaudas un palielinātas spektrālā efektivitāte autors 20%.

Bet ir viena grÅ«tÄ«ba - ar signāla saspieÅ”anu un datu pārraides ātruma palielināŔanos pastāv informācijas izkropļoÅ”anas risks. Tas palielinās, palielinoties attālumam. Å Ä« iemesla dēļ procesors var piedzÄ«vot grÅ«tÄ«bas, nosÅ«tot signālu lielos attālumos. Lai gan izstrādātāji saka, ka WaveLogic 5 spēj pārraidÄ«t datus ā€œpāri okeāniemā€ ar ātrumu 400 Gbit/s.

Analogi

Sistēmas Ŕķiedras kapacitātes palielināŔanai izstrādā arÄ« Infinite un Acacia. Pirmā uzņēmuma risinājums saucas ICE6 (ICE ā€“ Infinite Capacity Engine). Tas sastāv no diviem komponentiem - optiskās integrālās shēmas (PIC - Photonic Integrated Circuit) un digitālā signālu procesora ASIC mikroshēmas formā. PIC tÄ«klos pārveido signālu no optiskā uz elektrisko un otrādi, un ASIC ir atbildÄ«gs par tā multipleksÄ“Å”anu.

ICE6 Ä«paÅ”a iezÄ«me ir signāla impulsa modulācija (pulsa veidoÅ”ana). Digitālais procesors sadala noteikta viļņa garuma gaismu papildu apakÅ”nesēja frekvencēs, kas paplaÅ”ina pieejamo lÄ«meņu skaitu un palielina signāla spektrālo blÄ«vumu. Paredzams, ka ICE6, tāpat kā WaveLogic, nodroÅ”inās datu pārraides ātrumus vienā kanālā 800 Gbit/s lÄ«menÄ«. Produktam vajadzētu nonākt pārdoÅ”anā lÄ«dz 2019. gada beigām.

Kas attiecas uz Acacia, tās inženieri izveidoja AC1200 moduli. Tas nodroÅ”inās datu pārraides ātrumu 600 Gbit/s. Šāds ātrums tiek panākts, izmantojot signālu konstelācijas 3D veidoÅ”anu: algoritmi modulÄ« automātiski maina punktu izmantoÅ”anas biežumu un to novietojumu konstelācijā, regulējot kanāla kapacitāti.

Paredzams, ka jaunie aparatÅ«ras risinājumi palielinās optiskās Ŕķiedras caurlaidspēju ne tikai attālumos vienas pilsētas vai reÄ£iona robežās, bet arÄ« lielākos attālumos. Lai to izdarÄ«tu, inženieriem vienkārÅ”i jāpārvar grÅ«tÄ«bas, kas saistÄ«tas ar trokŔņainiem kanāliem. ZemÅ«dens tÄ«klu jaudas palielināŔana pozitÄ«vi ietekmēs IaaS pakalpojumu sniedzēju un lielo IT uzņēmumu pakalpojumu kvalitāti, ņemot vērā, ka tie ā€œÄ£enerētĀ» puse no satiksmes, kas tiek pārraidÄ«ta pa okeāna dibenu.

Kādas interesantas lietas mums ir ITGLOBAL.COM emuārā:

Avots: www.habr.com

Pievieno komentāru