A desenvolvedora de equipamentos de telecomunicações Ciena apresentou um sistema de processamento óptico de sinais. Aumentará a velocidade de transmissão de dados em fibra óptica para 800 Gbit/s.
Sob o corte - sobre os princípios de seu funcionamento.
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Precisa de mais fibra
Com o lançamento de redes de nova geração e a proliferação de dispositivos de Internet das Coisas, segundo algumas estimativas, o seu número 50 bilhões em três anos - o volume do tráfego global só aumentará. A Deloitte afirma que a infraestrutura de fibra ótica existente, que é a base das redes 5G, não será suficiente para lidar com tal carga. O ponto de vista da agência analítica é apoiado por e provedores de nuvem.
Para remediar a situação, cada vez mais organizações estão trabalhando em sistemas que aumentam o rendimento da “óptica”. Uma das soluções de hardware foi desenvolvida pela Ciena – chama-se WaveLogic 5. Segundo os engenheiros da empresa, o novo processador é capaz de fornecer taxas de transferência de dados de até 800 Gbit/s em um único comprimento de onda.
Como funciona a nova solução
A Ciena apresentou duas modificações do processador WaveLogic 5. A primeira é chamada WaveLogic 5 Extreme. É um diagrama , que atua como um processador de sinal digital () rede de fibra óptica. O DSP converte o sinal elétrico em óptico e vice-versa.
WaveLogic 5 Extreme suporta taxa de transferência de fibra de 200 a 800 Gbps - dependendo da distância pela qual o sinal precisa ser enviado. Para uma transferência de dados mais eficiente, a Ciena introduziu no firmware do processador um algoritmo para a formação probabilística de uma constelação de sinais ( -PCS).
Esta constelação é um conjunto de valores de amplitude (pontos) para sinais transmitidos. Para cada um dos pontos da constelação, o algoritmo PCS calcula a probabilidade de corrupção de dados e a energia necessária para enviar o sinal. Depois, ele seleciona a amplitude para a qual a relação sinal-ruído e o consumo de energia serão mínimos.
O processador também usa um algoritmo de correção direta de erros () e multiplexação por divisão de frequência (). Um algoritmo de criptografia é usado para proteger as informações transmitidas .
A segunda modificação do WaveLogic 5 é uma série de módulos ópticos Nano plug-in. Eles podem enviar e receber dados em velocidades de até 400 Gbps. Os módulos possuem dois formatos - QSFP-DD e CFP2-DCO. O primeiro é pequeno e projetado para redes de 200 ou 400 GbE. Devido à alta velocidade de conexão e baixo consumo de energia, o QSFP-DD é adequado para soluções de data center. O segundo formato, CFP2-DCO, é usado para enviar dados por distâncias de centenas de quilômetros, portanto será usado em redes 5G e infraestrutura de provedores de serviços de Internet.
WaveLogic 5 estará à venda no segundo semestre de 2019.
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Vantagens e desvantagens do processador
WaveLogic 5 Extreme foi um dos primeiros processadores do mercado a transmitir dados em um único comprimento de onda a 800 Gbps. Para muitas soluções concorrentes, esse número é de 500 a 600 Gbit/s. A Ciena se beneficia de 50% mais capacidade de canal óptico e maior em% 20.
Mas há uma dificuldade - com a compressão do sinal e o aumento na velocidade de transferência de dados, existe o risco de distorção da informação. Aumenta com o aumento da distância. Por esta razão o processador dificuldades ao enviar um sinal por longas distâncias. Embora os desenvolvedores digam que o WaveLogic 5 é capaz de transmitir dados “através dos oceanos” a uma velocidade de 400 Gbit/s.
Análises
Sistemas para aumentar a capacidade de fibra também estão sendo desenvolvidos pela Infinite e pela Acacia. A primeira solução da empresa chama-se ICE6 (ICE - Infinite Capacity Engine). Consiste em dois componentes - um circuito integrado óptico (PIC - Photonic Integrated Circuit) e um processador de sinal digital na forma de um chip ASIC. O PIC nas redes converte o sinal de óptico em elétrico e vice-versa, sendo o ASIC o responsável pela sua multiplexação.
Uma característica especial do ICE6 é a modulação de pulso do sinal (). Um processador digital divide a luz de um determinado comprimento de onda em frequências de subportadoras adicionais, o que expande o número de níveis disponíveis e aumenta a densidade espectral do sinal. Espera-se que o ICE6, assim como o WaveLogic, forneça taxas de transferência de dados em um canal no nível de 800 Gbit/s. O produto deve estar à venda até o final de 2019.
Já na Acacia, seus engenheiros criaram o módulo AC1200. Ele fornecerá velocidades de transmissão de dados de 600 Gbit/s. Essa velocidade é alcançada por meio da formação 3D de uma constelação de sinais: algoritmos do módulo alteram automaticamente a frequência de utilização dos pontos e sua posição na constelação, ajustando a capacidade do canal.
Espera-se que novas soluções de hardware aumentem o rendimento da fibra óptica não apenas em distâncias dentro de uma cidade ou região, mas também em distâncias mais longas. Para fazer isso, os engenheiros só precisam superar as dificuldades associadas aos canais ruidosos. O aumento da capacidade das redes subaquáticas terá um impacto positivo na qualidade dos serviços dos fornecedores de IaaS e das grandes empresas de TI, uma vez que “» metade do tráfego transmitido ao longo do fundo do oceano.
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Fonte: habr.com