Pierwsze informacje prasowe na temat pojawienia się modułów optycznych CFP (coherent CFP optical pluggable modules) zaczęły się pojawiać około 5-6 lat temu. Ich zastosowanie w systemach optycznego zwężania było wówczas nowością i w zasadzie stanowiło rozwiązanie niszowe. Obecnie, po upływie sześciu lat, te moduły na stałe weszły do świata telekomunikacji i nadal zyskują na popularności. Jakie są ich rodzaje, czym się różnią i jakie rozwiązania na ich podstawie oferowane są (i oczywiście zdjęcia w spoilerach) – wszystko to poniżej. Aby przeczytać artykuł, potrzebujesz zrozumienia podstawowych zasad systemów DWDM.
Krótki rys historyczny.
Historycznie dla optycznych modułów plug-in o prędkości transmisji 100G pierwszym stał się format CFP, który jednocześnie stał się pierwszym formatem dla rozwiązań CFP-WDM. Wówczas na rynku były dwa rozwiązania:
1. CFP od (obecnie część IPG Photonics) umożliwiający przesyłanie na linię 4 kanałów po 28Gbps w standardowej siatce częstotliwości DWDM 50GHz z wykorzystaniem modulacji impulsowej. Nie zdobył silnej popularności, chociaż w zasadzie miał interesujący potencjał do budowy sieci metropolitalnych. Poniżej w artykule nie rozważamy takich modułów.
2. CFP od pionierów – Acacia , zbudowany w oparciu o najbardziej zaawansowaną wówczas technologię detekcji koherentnej z wykorzystaniem modulacji DP-QPSK.
Co zrewolucjonizowało moduły od Acacia: — był to pierwszy w branży moduł, który oferował oddzielny koherentny kanał 50GHz 100Gbit DP-QPSK
— w pełni dostosowywalny (tunable) w C-band
Wcześniej podobne rozwiązania zawsze wyglądały w ten sposób: laser liniowy był elementem płyty, na której znajdował się tylko jeden złącze pod klienta optycznego. Wyglądało to mniej więcej tak:
Przypominam, że wtedy był to rok 2013.
Taki moduł zastępował klasyczny liniowy interfejs DWDM na klasycznym transponderze, działającym w C-band, który można wzmacniać, multiplexować itd.
Obecnie zasady budowy sieci koherentnych stały się de facto standardem w branży i nikogo to nie dziwi, a gęstość i zasięg systemów optycznego zwężania wzrosły wielokrotnie.
Komponenty modułu
Pierwszy ich moduł (Acacia) to typ CFP-ACO. Poniżej znajduje się krótka informacja o tym, czym różnią się koherentne moduły CFP. Zanim jednak to omówimy, należy zrobić mały off-topic i opowiedzieć o tym, czym jest DSP, który w dużej mierze stanowi serce tej technologii.
trochę o module i DSPModuł składa się ogólnie z kilku komponentów
- Wąkpasmowy laser do przeprogramowania
- Koherentny modulator z podwójną polaryzacją
- Digital to analog converter (DAC/ADC) – przetwornik, który zamienia sygnał cyfrowy na optyczny i odwrotnie.
- Digital signal processor (DSP) – przywraca użyteczne informacje z sygnału, usuwając wpływy, jakie mają na nie sygnały w procesie transmisji. W szczególności:
- Kompensacja chromatycznej dyspersji (CMD). Przy czym jego matematyczny zapas kompensacyjny jest praktycznie nieograniczony. I to jest wspaniałe, ponieważ fizyczna kompensacja CMD zawsze sprawiała wiele problemów, ponieważ prowadziła do wzmocnienia efektów nieliniowych w włóknie. Więcej o efektach nieliniowych można przeczytać w Internecie lub w
- Kompensacja dyspersji polaryzacyjnej (PMD). Kompensacja również odbywa się w sposób matematyczny, jednak z powodu złożoności natury PMD, jest to bardziej skomplikowany proces i to właśnie PMD jest obecnie jednym z głównych powodów ograniczenia zasięgu systemów optycznych (poza tłumieniem i efektami nieliniowymi).
DSP działa z bardzo wysokimi prędkościami symboli, w najnowszych systemach osiąga prędkości rzędu 69 Gbaud.
W czym więc się różnią?
Koherentne moduły optyczne różnią się między sobą umiejscowieniem DSP:
- CFP-ACO – W module znajduje się tylko część optyczna. Cała elektronika jest umiejscowiona na płycie (card; board) urządzenia, do którego ten moduł jest wprowadzany. W tamtym czasie po prostu nie było technologii, które umożliwiałyby umieszczenie DSP wewnątrz modułu optycznego. W zasadzie są to moduły pierwszej generacji.
- CFP-DCO – w tym przypadku DSP jest umieszczone w samym module optycznym. Moduł stanowi skończone 'rozwiązanie pudełkowe'. To moduły drugiej generacji.
Moduły zewnętrzne mają identyczny format. Różnią się jednak zawartością, zużyciem (DCO jest około dwa razy bardziej energochłonny) i wydzielanym ciepłem. W związku z tym producenci rozwiązań mają pewną elastyczność — ACO oferuje głębszą integrację rozwiązań, DCO umożliwia uzyskanie rozwiązania „prosto z pudełka”, używając optycznego modułu jak klocki Lego do zbudowania własnego rozwiązania. Oddzielnym aspektem jest to, że w przytłaczającej większości przypadków para DSP może funkcjonować wyłącznie od tego samego producenta. To nakłada pewne ograniczenia i .
Ewolucja rozwiązania
Ponieważ postęp nie stoi w miejscu i nieustannie opracowuje nowe standardy, ostatni format, w którym udało się umieścić DSP, to CFP2. W rzeczywistości, uważam, że są blisko następnego kroku. Oto CFP4-ACOzupełnie przypadkowo natknąłem się na to : Ale na razie nie znam komercyjnych produktów z takimi modułami.
Format (CFP2) obecnie dominuje we wszystkich gotowych produktach komercyjnych. To właśnie te złącza na pewno widziałeś w sprzęcie telekomunikacyjnym, a wielu myli, że są one znacznie większe od znanych większości QSFP28. Teraz wiesz, jedną z ich zastosowań (choć lepiej dodatkowo upewnić się, że sprzęt obsługuje CFP2-ACO/DCO).
porównanie złączy QSFP28 i CFP2 na przykładzie Juniper AXC6160
Oprócz kompaktowych rozmiarów, ulepszają się także metody modulacji. We wszystkich znanych mi produktach CFP2-ACO/DCO, obsługiwana jest nie tylko modulacja DP-QPSK, ale także QAM-8 / QAM-16. Dlatego te moduły nazywane są 100G/200G. Klient sam wybiera pasującą mu modulację w zależności od zadań. W najbliższej przyszłości powinny pojawić się moduły obsługujące prędkości do 400G na jeden kanał optyczny.
Ewolucja rozwiązań Acacia
Jednak w przeważającej większości przypadków w rozwiązaniach Ultra long haul (ULH) stosowane są klasyczne, niestandardowe interfejsy liniowe, które zapewniają większe odległości, lepszy OSNR i wyższe poziomy modulacji. Dlatego głównym obszarem zastosowania modułów koherentnych są głównie sieci merto/regionalne. Jeśli spojrzeć , można zauważyć, że mają prawdopodobnie niezłe perspektywy:
Producenci DSP
Światowymi producentami DSP koherentnych, którzy sprzedają je dla firm trzecich, są:
Producenci CFP2-ACO/DCO
Producenci koherentnych modułów ACO/DCO:
- CFP2-ACO; CFP2-DCO; CFP-DCO
- Oclaro (w momencie pisania artykułu przejęte przez Lumentum)
- CFP2-ACO i CFP2-DCO
- CFP-DCO
- CFP2-ACO; CFP4-ACO
Biorąc pod uwagę, że część tych firm jest w stanie i przejęć, rynek dostawców takich rozwiązań, jak sądzę, będzie się kurczyć. Produkcja takich modułów to skomplikowane procesy technologiczne, dlatego zakup ich od dostawców z Chin póki co, i myślę, że jeszcze przez długi czas, nie będzie możliwy.
Wpływ na przemysł
Pojawienie się takich modułów doprowadziło do niewielkiej transformacji ekosystemu rozwiązań oferowanych na rynku.
- Po pierwsze
Producenci zaczęli stosować je w klasycznych (transponderowych) rozwiązaniach DWDM, jako zwykłe interfejsy liniowe. Otrzymując dodatkowo modularność, elastyczność i obniżone koszty (zresztą takie rozwiązania są dość często wybierane jako Alien Wavelength). Na przykład:
- (Juniper)
- (Infinera)
- Po drugie
producenci, którzy już dostarczali sprzęt telekomunikacyjny — przełączniki i routery, rozszerzyli asortyment i dodali wsparcie dla takich modułów, dodatkowo . Na przykład:
- Juniper (MX/QFX/ACX)
- Cisco (NCS / ASR)
- Nokia (SR)
- Arista (7500R)
- Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)
Wszystkie wymienione firmy mają już w swoich liniach sprzętu karty do routerów lub przełączników, które obsługują koherentne moduły CFP2.
- Osobno
należy wspomnieć o ciekawych trendach w światowej społeczności, na przykład projekt jednym z celów którego jest rozwój . Budowa takich sieci umożliwi integrację sprzętu w systemy zarządzania o otwartym kodzie, czyniąc interakcję między producentami systemów optycznych bardziej przejrzystą i otwartą. Ponadto, na samych urządzeniach (zarówno na transponderach z wykorzystaniem modułów DCO, jak i na ROADM/EDFA) planowane jest wykorzystanie oprogramowania różnych dostawców (na przykład ). Dlatego trendem ostatnich lat pozostaje unifikacja bazy komponentowej rozwiązań oraz unikalność rozwijanych programów, w których na opensource kładzie się dość duży nacisk.
Dziękuję za uwagę, mam nadzieję, że ten artykuł okazał się interesujący i przydatny. Dodatkowe pytania możecie zadawać w komentarzach lub osobiście. Będę bardzo wdzięczny, jeśli macie coś do dodania na ten temat.
główne zdjęcie artykułu pochodziZ witryny , mam nadzieję, że nie mają nic przeciwko.
Tylko zarejestrowani użytkownicy mogą brać udział w ankiecie. , proszę.
Czy interesuje Cię tematyka DWDM?
Tak, to moja praca (lub jej część)!
Tak, czasami interesująco jest poczytać o tym waszym DWDM.
Nie, co ja tutaj robię? (Travolta.gif)
Głosowało 3 użytkowników. Nie ma żadnych wstrzymujących się.
Źródło: habr.com
