De eerste persberichten over de komst van coherente CFP-modules (coherent CFP optical pluggable modules) verschenen ongeveer 5-6 jaar geleden. Destijds was hun gebruik in optische encryptiesystemen nieuw en vormde het in feite een niche-oplossing. Inmiddels, zes jaar later, zijn deze modules stevig ingebed in de telecomwereld en blijven ze in populariteit toenemen. Wat voor soorten zijn er, wat zijn de verschillen en welke oplossingen op basis van deze modules worden aangeboden (en natuurlijk afbeeldingen onder spoilers) – dat alles vind je hieronder. Voor het lezen van dit artikel heb je een basisbegrip van DWDM-systemen nodig.
Een korte terugblik in het verleden.
Historisch gezien was de eerste form factor voor optical pluggable modules met een doorvoersnelheid van 100G de CFP, die ook de eerste form factor werd voor CFP-WDM-oplossingen. Op dat moment waren er twee oplossingen op de markt:
1. CFP van (dat tegenwoordig deel uitmaakt van IPG photonics) die in staat was om afzonderlijke 4 kanalen van 28Gbps door te geven in een standaard frequentienetwerk van DWDM 50GHz met behulp van impulsmoduleing. Het heeft geen grote verspreiding gekregen, hoewel het in principe een interessant potentieel had voor het bouwen van metro-netwerken. Dergelijke modules worden verder in dit artikel niet besproken.
2. CFP van de pioniers – Acacia , opgebouwd met de meest geavanceerde technologie op dat moment voor coherente detectie met gebruik van DP-QPSK-modulatie.
Wat was de doorbraak van de modules van Acacia: — het was de eerste module in de industrie die een afzonderlijk coherente kanaal van 50GHz 100Gbit DP-QPSK aanbood
— volledig instelbaar (tunable) in de C-band
Tot dat moment zagen dergelijke oplossingen er altijd ongeveer zo uit: een lineaire laser was een niet-verwijderbaar element van de kaart, waarop slechts één aansluiting voor de klantoptische module zat. Het zag er ongeveer zo uit:
Ter herinnering, dat was in 2013.
Zo'n module verving de klassieke lineaire DWDM-interface op een klassieke transponder die werkte in de C-band, die kon worden versterkt, gemultiplexed, enz.
Tegenwoordig zijn de principes voor het opbouwen van coherente netwerken de facto standaard in de sector geworden en niemand zal daar nog van opkijken, terwijl de dichtheid en reikwijdte van optische encryptiesystemen enorm is toegenomen.
Componenten van de module
De eerste module van Acacia was een CFP-ACO type. Hieronder volgt een korte uitleg over de verschillen tussen coherente CFP-modules. Maar eerst is het nodig om een kleine zijstap te maken en iets te vertellen over wat DSP is, dat in grote lijnen het hart van deze technologie vormt.
een beetje over de module en DSPDe module bestaat in het algemeen uit verschillende componenten
- Narrowband herconfigureerbare laser
- Coherente modulator met dubbele polarisatie
- Digital to analog converter (DAC/ADC) — een DAC die een digitaal signaal omzet in een optisch signaal en vice versa.
- Digital signal processor (DSP) – herstelt nuttige informatie uit het signaal door de invloeden die op het nuttige signaal zijn uitgeoefend tijdens de transmissie te verwijderen. Dit omvat:
- Compensatie van chromatische dispersie (CMD). Daarbij is het vermogen voor wiskundige compensatie praktisch onbeperkt. Dit is geweldig, omdat fysieke compensatie van CMD altijd behoorlijk wat problemen met zich meebracht, doordat het leidde tot een versterking van niet-lineaire effecten in de vezel. Meer over niet-lineaire effecten kunt u op internet lezen of in een
- Compensatie van polarisatie-modem dispersie (PMD). Deze compensatie gebeurt ook wiskundig, maar vanwege de complexe natuur van PMD is dit een ingewikkelder proces en is PMD momenteel een van de belangrijkste oorzaken van de beperking van de werkafstand van optische systemen (naast demping en niet-lineaire effecten).
DSP werkt op zeer hoge symbolensnelheden, in de nieuwste systemen zijn dit snelheden van ongeveer 69 Gbaud.
Wat zijn de verschillen?
Coherente optische modules onderscheiden zich door de plaatsing van DSP:
- C FP-ACO – Op de module bevindt zich alleen het optische deel. Alle elektronica is geplaatst op de kaart (card; board) van de apparatuur waarin deze module is gestoken. Op dat moment waren er gewoon geen technologieën die het mogelijk maakten om DSP binnen de optische module onder te brengen. Dit zijn eigenlijk modules van de eerste generatie.
- CFP-DCO — in dit geval is de DSP in de optische module zelf geplaatst. De module is een compleet "boxoplossing". Dit zijn modules van de tweede generatie.
Extern modules hebben een volledig identiek formaat. Maar ze hebben verschillende inhoud, verbruik (DCO is ongeveer twee keer zoveel) en warmteafgifte. Evenzo hebben fabrikanten van oplossingen een zekere flexibiliteit — ACO biedt diepere integratie van oplossingen, DCO maakt het mogelijk een oplossing 'out of the box' te verkrijgen, gebruikmakend van de optische module als een Lego-blokje voor de bouw van hun eigen oplossing. Een apart punt is dat in de overgrote meerderheid van de gevallen de werking van een paar DSP's uitsluitend door dezelfde fabrikant mogelijk is. Dit legt bepaalde beperkingen op en .
De evolutie van oplossingen
Aangezien de vooruitgang niet stilstaat en voortdurend nieuwe standaarden ontwikkelt, is het laatste formaat waar DSP's zich in hebben kunnen vestigen CFP2. In feite geloof ik dat ze dicht bij de volgende stap zijn. Hier is CFP4-ACO.Toevallig stuitte ik op dit : Maar ik ken tot nu toe geen commerciële producten die gebruikmaken van dergelijke modules.
Het formaat (CFP2) domineert momenteel alle beschikbare commerciële producten. Dit zijn de connectors die je waarschijnlijk hebt gezien op telecommunicatieapparatuur, en veel mensen zijn in de war omdat het connectoren zijn die veel groter zijn dan de voor de meesten bekende QSFP28. Nu weet je een van de manieren waarop ze gebruikt kunnen worden (maar het is beter om extra te bevestigen dat de apparatuur kan werken met CFP2-ACO/DCO).
Vergelijking van QSFP28 en CFP2 connectoren op basis van Juniper AXC6160.
Naast de compacte afmetingen worden ook de modulatiemethoden verbeterd. In alle CFP2-ACO/DCO-producten die ik ken, wordt niet alleen DP-QPSK-modulatie ondersteund, maar ook QAM-8/QAM-16. Daarom worden deze modules 100G/200G genoemd. De klant kan zelf de gewenste modulatie kiezen op basis van de taken. In de nabije toekomst moeten er modules komen die snelheden tot 400G op één optische kanaal ondersteunen.
Evolutie van Acacia-oplossingen.
Echter, in de overgrote meerderheid van de gevallen worden voor Ultra long haul (ULH) oplossingen klassieke niet-modulaire lineaire interfaces gebruikt, die een grotere afstand, betere OSNR en hogere modulatieniveaus kunnen bieden. Daarom zijn de belangrijkste toepassingsgebieden van coherente modules voornamelijk metro/regio-netwerken. Als we kijken, , dan is het waarschijnlijk dat ze goede vooruitzichten hebben:
Fabrikanten van DSP.
Wereldwijde producenten van coherente DSP, die deze verkopen aan externe bedrijven, zijn:
Producenten van CFP2-ACO/DCO
Producenten van coherente ACO/DCO-modules:
- CFP2-ACO; CFP2-DCO; CFP-DCO
- Oclaro (op het moment van schrijven overgenomen door Lumentum)
- CFP2-ACO en CFP2-DCO
- CFP-DCO
- CFP2-ACO; CFP4-ACO
Aangezien sommige van deze bedrijven zich in een fase bevinden en overnames, zal de markt voor leveranciers van dergelijke oplossingen, denk ik, krimpen. De productie van dergelijke modules vereist complexe technologie, dus ik denk dat het nog een tijdje onmogelijk zal zijn om ze van Chinese leveranciers te kopen.
Invloed op de industrie
De komst van dergelijke modules heeft geleid tot een kleine transformatie van het ecosysteem van aangeboden oplossingen op de markt.
- Ten eerste
Begonnen met het gebruik van deze in klassieke (transponder) DWDM-oplossingen, als gewone lijninterfaces. Met als bijkomend voordeel modulariteit, flexibiliteit en kostenverlaging (overigens worden dergelijke oplossingen vaak gekozen als Alien Wavelength). Bijvoorbeeld:
- (Juniper)
- (Infinera)
- Ten tweede
producenten die al telecomapparatuur leveren — switches en routers — hebben hun productaanbod uitgebreid en ondersteuning voor dergelijke modules toegevoegd, waardoor . Bijvoorbeeld:
- Juniper (MX/QFX/ACX)
- Cisco (NCS / ASR)
- Nokia (SR)
- Arista (7500R)
- Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)
Bij alle genoemde producenten zijn er al kaarten voor routers of switches die coherent CFP2-modules ondersteunen.
- Apart
Het is ook vermeldenswaardig en interessant om te zien hoe trends zich ontwikkelen binnen de wereldgemeenschap, bijvoorbeeld het project waarbij een van de focuspunten de ontwikkeling is van . Het opbouwen van dergelijke netwerken zal het mogelijk maken om apparatuur te integreren in beheersystemen met open broncode, waardoor de interactie tussen producenten van optische systemen transparanter en opener wordt. Bovendien is het de bedoeling om op de apparaten zelf (zowel op transponders met DCO-modules als op ROADM/EDFA) software van verschillende leveranciers te gebruiken (bijvoorbeeld ). Daarom blijft de trend van de laatste jaren de unificatie van de componentenbasis van oplossingen en de uniciteit van softwareontwikkelingen, waarbij er sterk op opensource wordt ingezet.
Dank voor uw aandacht, ik hoop dat dit artikel interessant en nuttig voor u was. U kunt eventuele aanvullende vragen stellen in de opmerkingen of persoonlijk. Als u iets wilt toevoegen over dit onderwerp, zou ik daar erg blij mee zijn.
de hoofdafbeelding voor het artikel is afkomstig vanVan de website , ik hoop dat ze er geen bezwaar tegen hebben.
Alleen geregistreerde gebruikers kunnen deelnemen aan de enquête. , alstublieft.
Bent u geïnteresseerd in de DWDM-thema?
Ja, dat is mijn werk (of een deel ervan)!
Ja, ik vind het soms interessant om over uw DYYDYEM te lezen.
Nee, wat doe ik hier? (Travolta.gif)
3 gebruikers hebben gestemd. Er zijn geen onthoudingen.
Bron: habr.com
