Os primeiros press releases sobre o surgimento de módulos ópticos pluggable CFP (coherent CFP optical pluggable modules) começaram a aparecer há cerca de 5-6 anos. Naquela época, seu uso em sistemas de compressão óptica era novidade e, na prática, representava uma solução de nicho. Agora, após seis anos, esses módulos entraram de forma significativa no mundo das telecomunicações e continuam a ganhar popularidade. Quais são eles, como se diferenciam e que soluções baseadas neles são oferecidas (e, claro, imagens sob spoiler) – tudo isso está a seguir. Para ler o artigo, você precisará de um entendimento básico dos princípios dos sistemas DWDM.
Um breve retorno ao passado.
Historicamente, para módulos ópticos pluggable com taxa de transmissão de 100G, o primeiro foi o fator de forma CFP, que também foi o primeiro fator de forma para soluções CFP-WDM. Naquele momento, havia duas soluções disponíveis no mercado:
1. CFP de (atualmente parte da IPG photonics), permitindo a transmissão de quatro canais de 28Gbps na grade de frequência DWDM de 50GHz utilizando modulação de pulso. Não se espalhou amplamente, embora tivesse um potencial interessante para a construção de redes metropolitanas. Esta discussão não incluirá mais esses módulos.
2. CFP dos pioneiros – Acacia , construído com a tecnologia de detecção coerente mais avançada da época usando modulação DP-QPSK.
Qual foi a inovação dos módulos da Acacia: — foi o primeiro módulo da indústria a oferecer um canal coerente separado de 50GHz 100Gbit DP-QPSK
— totalmente ajustável (tunable) na banda C
Antes disso, soluções semelhantes sempre apresentavam aproximadamente o seguinte: um laser linear como elemento fixo da placa, que tinha apenas um conector para o módulo óptico do cliente. Parecia mais ou menos assim:
Lembro que naquele momento era 2013.
Esse módulo substituía a interface clássica DWDM em um transponder clássico operando na banda C, que podia ser amplificado, multiplexado, etc.
Hoje, os princípios de construção de redes coerentes se tornaram o padrão de fato na indústria, e isso não surpreende ninguém, enquanto a densidade e a distância dos sistemas de compressão óptica aumentaram significativamente.
Componentes do módulo
O primeiro módulo deles (Acacia) era do tipo CFP-ACO. Abaixo, uma breve explicação sobre as diferenças entre os módulos CFP coerentes. Mas, primeiro, precisamos fazer um pequeno desvio e explicar um pouco sobre o DSP, que é, em grande parte, o coração dessa tecnologia.
um pouco sobre o módulo e DSPO módulo é composto por vários componentes
- Laser reconfigurável de banda estreita
- Modulador coerente com dupla polarização
- Conversor digital para analógico (DAC/ADC) – um DAC que transforma um sinal digital em óptico e vice-versa.
- Processador de sinal digital (DSP) – recupera a informação útil do sinal, removendo as influências que afetam o sinal útil durante a transmissão. Em particular:
- Compensação de Dispersão Cromática (CMD). Seu alcance de compensação matemática é praticamente ilimitado. Isso é maravilhoso, pois a compensação física de CMD sempre trouxe muitos problemas, provocando o aumento dos efeitos não lineares na fibra. Você pode ler mais sobre os efeitos não lineares na internet ou em
- Compensação de Dispersão Polarizacional-Modal (PMD). A compensação também ocorre de forma matemática, mas devido à complexidade da natureza da PMD, este é um processo mais complicado, e a PMD é atualmente uma das principais razões para limitar a distância de funcionamento dos sistemas ópticos (além da atenuação e efeitos não lineares).
O DSP opera em velocidades de símbolo muito altas, nas novas sistemas essas velocidades são da ordem de 69 Gbaud.
Então, qual é a diferença entre eles?
Os módulos ópticos coerentes se diferenciam pela localização do DSP:
- CFP-ACO – No módulo está apenas a parte óptica. Toda a eletrônica está situada na placa do equipamento (card; board) onde este módulo é inserido. Naquele momento, simplesmente não havia tecnologias que permitissem a colocação do DSP dentro do módulo óptico. Essencialmente, estes são módulos de primeira geração.
- CFP-DCO – neste caso, o DSP está localizado no próprio módulo óptico. O módulo é uma solução completa 'embalada'. Esses são módulos de segunda geração.
Os módulos ópticos têm um formato externo idêntico. No entanto, eles possuem composições diversas, consumo (DCO aproximadamente duas vezes maior) e geração de calor. Assim, os fabricantes de soluções têm certa flexibilidade — ACO oferece uma integração mais profunda das soluções, enquanto a DCO permite obter uma solução "pronta para uso", utilizando um módulo óptico como um bloco de Lego para construir sua própria solução. Um ponto separado — na grande maioria dos casos, o funcionamento de um par de DSP é possível apenas entre um mesmo fabricante. Isso impõe certas limitações e .
A evolução da solução
Pois o progresso não para e está constantemente desenvolvendo novos padrões, o último formato em que se conseguiu acomodar o DSP é o CFP2. Na verdade, creio que eles estão próximos do próximo passo. Aqui está o CFP4-ACOde forma totalmente inesperada, encontrei isso aqui : Mas até agora não conheço produtos comerciais que utilizem esses módulos.
O formato (CFP2) agora predomina em todos os produtos comerciais disponíveis. Esses conectores são com certeza os que você viu em equipamentos de telecomunicações e muitos se confundem, pois são muito maiores do que os mais comuns QSFP28. Agora você sabe uma das formas de utilização deles (mas é melhor certificar-se de que o equipamento pode operar com CFP2-ACO/DCO).
comparação entre os conectores QSFP28 e CFP2 usando o Juniper AXC6160
Além do tamanho compacto, as técnicas de modulação também estão melhorando. Em todos os produtos CFP2-ACO/DCO que conheço, não apenas a modulação DP-QPSK é suportada, mas também QAM-8 / QAM-16. É por isso que esses módulos são chamados de 100G/200G. O cliente pode escolher a modulação que mais o agrada, dependendo das suas necessidades. Em um futuro próximo, devem surgir módulos que suportem velocidades de até 400G em um único canal óptico.
A evolução das soluções Acacia
No entanto, na grande maioria dos casos, as soluções de Ultra long haul (ULH) utilizam interfaces lineares clássicas não modulares que permitem maior alcance, melhor OSNR e níveis de modulação mais altos. Portanto, a principal área de aplicação dos módulos coerentes é, principalmente, em redes metro/regional. Se olharmos , pode-se ver que eles, provavelmente, têm boas perspectivas:
Fabricantes de DSP
Os fabricantes mundiais de DSP coerentes que os vendem para empresas externas são:
Fabricantes de CFP2-ACO/DCO
Fabricantes de módulos coerentes ACO/DCO:
- CFP2-ACO; CFP2-DCO; CFP-DCO
- Oclaro (na data da redação, adquirida pela Lumentum)
- CFP2-ACO e CFP2-DCO
- CFP-DCO
- CFP2-ACO; CFP4-ACO
Considerando que algumas dessas empresas estão em processo e aquisições, o mercado de fornecedores dessas soluções, na minha opinião, estará encolhendo. A produção desses módulos é um processo tecnológico complexo, então comprá-los de fornecedores da China ainda deve levar um tempo considerável.
Impacto na indústria
A emergência de tais módulos resultou em uma leve transformação do ecossistema de soluções disponíveis no mercado.
- Em primeiro lugar
os fabricantes começaram a utilizá-los em soluções DWDM clássicas (transponders), como interfaces lineares comuns. Ganhando como bônus modularidade, flexibilidade e redução de custos (afinal, tais soluções são frequentemente escolhidas como Alien Wavelength). Por exemplo:
- (Juniper)
- (Infinera)
- Em segundo lugar
fabricantes que já fornecem equipamentos de telecom — switches e roteadores, ampliaram seu portfólio e adicionaram suporte a esses módulos, além de . Por exemplo:
- Juniper (MX/QFX/ACX)
- Cisco (NCS / ASR)
- Nokia (SR)
- Arista (7500R)
- Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)
Todos os fabricantes mencionados já têm em suas linhas de equipamentos placas para roteadores ou switches que suportam módulos CFP2 coerentes.
- Separadamente
vale a pena mencionar também tendências interessantes na comunidade global, como o projeto um dos focos do qual é o desenvolvimento . A construção de tais redes permitirá integrar equipamentos em sistemas de gerenciamento com código aberto, tornando a interação entre os fabricantes de sistemas ópticos mais transparente e aberta. Além disso, nos próprios dispositivos (tanto em transponders com o uso de módulos DCO, quanto em ROADM/EDFA) está previsto o uso de software de diferentes fornecedores (por exemplo, ). Portanto, a tendência dos últimos anos continua sendo a unificação da base de componentes das soluções e a singularidade dos desenvolvimentos de software, onde se aposta bastante em opensource.
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a imagem principal do artigo foi retiradaDo site , espero que eles não se importem.
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Você se interessa pelo tema DWDM?
Sim, é o meu trabalho (ou parte dele)!
Sim, é interessante às vezes ler sobre esse seu DAHYVYDYEM.
Não, o que eu estou fazendo aqui? (Travolta.gif)
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Fonte: habr.com
