Os primeiros comunicados de imprensa sobre o surgimento de módulos conectáveis ópticos CFP coerentes começaram a aparecer há aproximadamente 5 a 6 anos. Naquela época, seu uso em sistemas de multiplexação óptica era novo e era essencialmente uma solução de nicho. Agora, seis anos depois, esses módulos entraram firmemente no mundo das telecomunicações e continuam a ganhar popularidade. O que são, como diferem e quais soluções oferecem com base neles (e, claro, fotos com spoilers) - tudo isso está em segundo plano. Para ler este artigo, você precisará compreender os princípios básicos dos sistemas DWDM.
Uma breve excursão ao passado.
Historicamente, o primeiro formato para módulos ópticos conectáveis com uma taxa de transmissão de 100G foi o CFP, e também se tornou o primeiro formato para soluções CFP-WDM. Naquela época havia duas soluções no mercado:
1. PCP de (agora parte da fotônica IPG) permite transmitir 4 canais separados de 28 Gbps em uma linha em uma grade de frequência DWDM padrão de 50 GHz usando modulação de pulso. Não ganhou grande popularidade, embora em princípio tivesse um potencial interessante para a construção de redes metropolitanas. Não consideramos esses módulos mais detalhadamente neste artigo.
2. PCP dos pioneiros - Acácia , construído usando a tecnologia de detecção coerente mais avançada da época, usando modulação DP-QPSK.
Qual foi o avanço dos módulos da Acacia: - este foi o primeiro módulo da indústria que ofereceu um canal DP-QPSK coerente separado de 50 GHz e 100 Gbit
- completamente sintonizável em banda C
Antes, tais soluções sempre eram mais ou menos assim: o laser de linha era um elemento não removível da placa, no qual havia apenas um conector para o módulo óptico cliente. Parecia algo assim:
Deixe-me lembrar que naquela época era 2013.
Tal módulo substituiu a interface DWDM linear clássica por um transponder clássico operando em banda C, que pode ser amplificado, multiplexado, etc.
Agora, os princípios de construção de redes coerentes tornaram-se o padrão de fato para construção na indústria e isso não surpreenderá ninguém, e a densidade e o alcance dos sistemas de multiplexação óptica aumentaram muitas vezes.
Componentes do módulo
Seu primeiro módulo (Acacia) era do tipo CFP-ACO. Abaixo está um breve resumo de como os módulos CFP coerentes realmente diferem. Mas para fazer isso, primeiro você precisa fazer um pequeno off-topic e nos contar um pouco sobre o DSP, que em muitos aspectos é o coração desta tecnologia.
um pouco sobre o módulo e DSPUm módulo geralmente consiste em vários componentes
- Laser ajustável de banda estreita
- Modulador de polarização dupla coerente
- O conversor digital para analógico (DAC/ADC) é um DAC que converte um sinal digital em um sinal óptico e vice-versa.
- Processador de sinal digital (DSP) - restaura informações úteis do sinal, retirando dele as influências exercidas sobre o sinal útil durante a transmissão. Em particular:
- Compensação de dispersão cromática (CMD). Além disso, a sua oferta de compensação matemática é praticamente ilimitada. E isso é ótimo, pois a compensação física do CMD sempre causou muitos problemas, pois provocou um aumento nos efeitos não lineares na fibra. Você pode ler mais sobre efeitos não lineares na Internet ou em
- Compensação de dispersão do modo de polarização (PMD). A compensação também ocorre de forma matemática, mas devido à complexidade da natureza do PMD, este é um processo mais complexo e é o PMD que é hoje um dos principais motivos para limitar o alcance de operação dos sistemas ópticos (além da atenuação e efeitos não lineares).
DSP Opera com taxas de símbolos muito altas, nos sistemas mais recentes são velocidades da ordem de 69 Gbaud.
Então, como eles são diferentes?
Módulos ópticos coerentes são diferenciados uns dos outros pela localização do DSP:
- CFP-ACO – Apenas a parte óptica está localizada no módulo. Toda a eletrônica está localizada na placa (placa; placa) do equipamento onde este módulo está inserido. Naquela época, simplesmente não existia tecnologia que permitisse colocar um DSP dentro de um módulo óptico. Em essência, estes são módulos de primeira geração.
- CFP-DCO - neste caso o DSP está localizado no próprio módulo óptico. O módulo é uma “solução em caixa” completa. Estes são módulos de segunda geração.
Externamente, os módulos têm exatamente o mesmo formato. Mas têm recheios, consumo diferentes (DCO é aproximadamente o dobro) e geração de calor. Assim, os fabricantes de soluções têm uma certa flexibilidade - o ACO permite uma integração mais profunda das soluções, o DCO permite-lhe obter uma solução “pronta para usar”, utilizando um módulo óptico como um bloco de Lego para construir a sua solução. Outro ponto é que, na grande maioria dos casos, a operação de um par de DSPs só é possível do mesmo fabricante. Isto impõe certas restrições e .
Evolução da solução
Dado que o progresso não pára e está constantemente desenvolvendo novos padrões, o formato mais recente em que foi possível colocar um DSP é o CFP2. Na verdade, creio que estão perto do próximo passo. Aqui está CFP4-ACOPor acaso me deparei com isso : Mas ainda não conheço produtos comerciais baseados nesses módulos.
O fator de forma (CFP2) agora domina todos os produtos comerciais prontos para uso. Esses são os conectores que você provavelmente já viu em equipamentos de telecomunicações, e muitos ficam confusos pelo fato de esses conectores serem muito maiores do que o QSFP28 com o qual a maioria está familiarizada. Agora você conhece uma das formas de utilizá-los (mas é melhor certificar-se adicionalmente de que o equipamento pode funcionar com CFP2-ACO/DCO).
comparação de conectores QSFP28 e CFP2 usando o Juniper AXC6160 como exemplo
Além do tamanho compacto, os métodos de modulação também estão sendo aprimorados. Todos os produtos CFP2-ACO/DCO que conheço suportam não apenas a modulação DP-QPSK, mas também QAM-8 / QAM-16. É por isso que esses módulos são chamados de 100G/200G. O próprio cliente pode escolher a modulação que mais lhe convém com base nas tarefas. Num futuro próximo, deverão surgir módulos que suportem velocidades de até 400G por canal óptico.
Evolução das soluções Acacia
No entanto, na grande maioria dos casos, as soluções de ultra longo curso (ULH) utilizam interfaces lineares não modulares clássicas, que proporcionam maior alcance, melhor OSNR e níveis de modulação mais elevados. Portanto, a principal área de aplicação dos módulos coerentes são principalmente redes merto/regionais. Se você olhar , então fica claro que eles provavelmente têm boas perspectivas:
Fabricantes de DSP
Os fabricantes globais de DSPs coerentes que os vendem a empresas terceirizadas são:
Fabricantes CFP2-ACO/DCO
Fabricantes de módulos ACO/DCO coerentes:
- CFP2-ACO; CFP2-DCO; CFP-DCO
- Oclaro (adquirido pela Lumentum no momento em que este artigo foi escrito)
- CFP2-ACO e CFP2-DCO
- CFP-DCO
- CFP2-ACO; CFP4-ACO
Considerando que algumas destas empresas se encontram em situação de e aquisições, o mercado para fornecedores de tais soluções, parece-me, irá encolher. A produção de tais módulos é uma produção tecnológica complexa, por isso não será possível por enquanto e creio que por muito tempo comprá-los de fornecedores do Império Celestial.
Impacto na indústria
O surgimento de tais módulos levou a uma ligeira transformação do ecossistema de soluções oferecidas no mercado.
- Em primeiro lugar
Os fabricantes começaram a utilizá-los em soluções DWDM clássicas (transponder), como interfaces lineares regulares. Tendo recebido o bônus de modularidade, flexibilidade e redução de custos (aliás, tais soluções são frequentemente escolhidas como Alien Wavelength). Por exemplo:
- (Zimbro)
- (Infina)
- Em segundo lugar
fabricantes que já fornecem equipamentos de telecomunicações - switches e roteadores, ampliaram sua linha de produtos e adicionaram suporte para tais módulos, além de . Por exemplo:
- Junípero (MX/QFX/ACX)
- Cisco (NCS/ASR)
- Nokia (SR)
- Arista (7500R)
- Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)
Todos os fabricantes listados já possuem em suas linhas de equipamentos placas para roteadores ou switches que suportam módulos CFP2 coerentes.
- separadamente
Vale a pena mencionar tendências interessantes na comunidade global, por exemplo o projeto um dos focos é o desenvolvimento . A construção dessas redes permitirá a integração de equipamentos em sistemas de controle de código aberto, tornando a interação entre fabricantes de sistemas ópticos mais transparente e aberta. Além disso, nos próprios dispositivos (tanto transponders que utilizam módulos DCO como ROADM/EDFA) está prevista a utilização de software de vários fornecedores (por exemplo ). Assim, a tendência dos últimos anos continua a ser a unificação da base de componentes das soluções e a singularidade dos desenvolvimentos de software, em que se aposta bastante no código aberto.
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A imagem principal do artigo foi tiradaDo site , Espero que eles não se importem.
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Fonte: habr.com