koherentné CFP WDM (100G/200G) a ich aplikácie v DWDM systémoch

koherentné CFP WDM (100G/200G) a ich aplikácie v DWDM systémoch

Prvé tlačové správy o vzniku koherentných CFP modulov (coherent CFP optical pluggable modules) sa začali objavovať približne pred 5-6 rokmi. Vtedy bolo ich použitie v systémoch optického zhušťovania novinkou a predstavovalo v podstate výklenkové riešenie. Teraz, po uplynutí šiestich rokov, sa tieto moduly pevne usadili vo svete telekomunikácií a naďalej získavajú popularitu. Aké sú, čím sa líšia a aké riešenia na ich základe ponúkajú (a samozrejme obrázky pod spoilerom) – to všetko nájdete nižšie. Na čítanie článku budete potrebovať porozumieť základným princípom DWDM systémov.

Krátky exkurz do minulosti.

Historicky pre optické pluggable moduly s prenosovou rýchlosťou 100G bol prvým form faktorom CFP, ktorý sa stal aj prvým form faktorom pre CFP-WDM riešenia. V tom čase boli na trhu dve riešenia:

1. CFP od Menara (v súčasnosti súčasť IPG photonics) umožňujúci prenášať v linke jednotlivé 4 kanály 28Gbps v štandardnej frekvenčnej mriežke DWDM 50GHz s použitím impulznej modulácie. Silného rozšírenia sa nedočkal, hoci v zásade mal zaujímavý potenciál pre budovanie metro sietí. Ďalej v článku sa takýmto modulom nevenujeme.
koherentné CFP WDM (100G/200G) a ich aplikácie v DWDM systémoch

2. CFP od priekopníkov – Acacia tlačová správa, postavený na najmodernejšej technológii koherentného detekovania s využitím modulácie DP-QPSK.
koherentné CFP WDM (100G/200G) a ich aplikácie v DWDM systémoch

V čom bol prelom modulov od Acacia: — bol to prvý modul v priemysle, ktorý ponúkal oddelený koherentný kanál 50GHz 100Gbit DP-QPSK
— plne prispôsobiteľný (tunable) v C-pásme

Predtým podobné riešenia vždy vyzerali asi takto: lineárny laser bol neodnímateľným prvkom dosky, na ktorej bol len jeden konektor pod klientský optický modul. Vyzeralo to asi takto:
koherentné CFP WDM (100G/200G) a ich aplikácie v DWDM systémoch
Pripomínam, že v tom čase to bol rok 2013.

Takýto modul nahrádzal klasický lineárny DWDM interface na klasickom transponderi pracujúcom v C-pásme, ktorý sa dal zosilniť, multiplexovať atď.
Teraz sa princípy budovania koherentných sietí stali de facto štandardom v odvetví a tým nikto nie je prekvapený, a hustota a vzdialenosť systémov optického zhušťovania vzrástli mnohonásobne.

Komponenty modulu

Prvý modul (Acacia) predstavoval typ CFP-ACO. Nižšie je stručný prehľad toho, čím sa vlastne líšia koherentné CFP moduly. Ale na to, aby sme sa k tomu dostali, je potrebné najprv urobiť malú odbočku a povedať niečo o DSP, ktorý je do veľkej miery srdcom tejto technológie.

trochu o module a DSPModul sa vo všeobecnosti skladá z niekoľkých komponentov
koherentné CFP WDM (100G/200G) a ich aplikácie v DWDM systémoch

  1. Úzkopásmový prestaviteľný laser
  2. Koherentný modulátor s dvojitou polarizáciou
  3. Digital to analog converter (DAC/ADC) – DAC, ktorý premieňa digitálny signál na optický a naopak.
  4. Digital signal processor (DSP) – obnovuje užitočné informácie zo signálu, odstraňujúc vplyvy, ktoré sa uplatnili na užitočný signál počas prenosu. Konkrétne:
  • Kompenzácia chromatickej disperzie (CMD). Jeho matematická kompenzácia je prakticky neobmedzená. A to je skvelé, pretože fyzická kompenzácia CMD vždy spôsobovala veľa problémov, pretože to viedlo k zosilneniu nelineárnych efektov vo vlákne. O nelineárnych efektoch sa môžete dočítať na internete alebo v knižke
  • Kompenzácia polarizačno-modovej disperzie (PMD). Kompenzácia sa taktiež vykonáva matematicky, ale vzhľadom na zložitú povahu PMD je to zložitejší proces a práve PMD je v súčasnosti jednou z hlavných príčin obmedzenia dosahu optických systémov (okrem atenuácie a nelineárnych efektov).

DSP pracuje na veľmi vysokých symbolových rýchlostiach, v najnovších systémoch sú to rýchlosti okolo 69 Gbaud.

V čom sa teda líšia?

Koherentné optické moduly sa od seba líšia umiestnením DSP:

  • CFA-ACO – V module sa nachádza iba optická časť. Celá elektronika je umiestnená na doske (card; board) zariadenia, do ktorého je tento modul vložený. V tom čase neexistovali technológie, ktoré by umožnili umiestniť DSP do optického modulu. V podstate ide o moduly prvej generácie.
  • CFP-DCO – v tomto prípade je DSP umiestnené priamo v optickom module. Modul je hotové "boxové riešenie". Ide o moduly druhej generácie.

Externé moduly majú úplne rovnaký formát. Avšak majú odlišné vnútornosti, spotrebu (DCO je približne dvakrát vyššia) a vyžarovanie tepla. Zodpovedajúco majú výrobcovia riešení určitú flexibilitu — ACO ponúka hlbšiu integráciu riešení, DCO umožňuje získať riešenie "z krabice", pričom optický modul funguje ako kocka lega na zostavenie vlastného riešenia. Samostatný aspekt — v drvivej väčšine prípadov je fungovanie páru DSP možné výlučne od rovnakého výrobcu. To ukladá určité obmedzenia a potenciálne robí DCO moduly oveľa atraktívnejšími pre úlohy interoperability..

Evolúcia riešení

Keďže pokrok sa nezastavuje a MSA neustále vyvíja nové štandardy, posledný formát, v ktorom sa podarilo umiestniť DSP, je CFP2. Naozaj si myslím, že sú blízko k ďalšiemu kroku. Tu je CFP4-ACO.Náhodou som natrafil na toto zázraku.: Zatiaľ však nepoznám komerčné produkty na takých moduloch.
koherentné CFP WDM (100G/200G) a ich aplikácie v DWDM systémoch

Formát (CFP2) teraz prevláda vo všetkých hotových komerčných produktoch. Tieto konektory ste pravdepodobne videli na telekomunikačnom vybavení a mnohých to zmätie, pretože tieto konektory sú oveľa väčšie ako väčšine známe QSFP28. Teraz viete, jeden z spôsobov ich použitia (ale je lepšie sa dodatočne uistiť, že zariadenie dokáže pracovať s CFP2-ACO/DCO).
porovnanie konektorov QSFP28 a CFP2 na príklade Juniper AXC6160.koherentné CFP WDM (100G/200G) a ich aplikácie v DWDM systémoch

Okrem kompaktných rozmerov sa zlepšujú aj spôsoby modulácie. Vo všetkých známych produktoch CFP2-ACO/DCO, je podporovaná nielen modulácia DP-QPSK, ale aj QAM-8 / QAM-16. Preto sa tieto moduly nazývajú 100G/200G. Zákazník si môže vybrať uspokojivú moduláciu podľa úloh. V najbližšej budúcnosti by mali byť k dispozícii moduly podporujúce rýchlosti až 400G na jeden optický kanál.

Evolúcia riešení Acacia.koherentné CFP WDM (100G/200G) a ich aplikácie v DWDM systémoch

Avšak v drvivej väčšine prípadov pre Ultra long haul (ULH) riešenia sa používajú klasické nemodulárne lineárne rozhrania, ktoré umožňujú dosiahnuť väčšiu vzdialenosť, lepší OSNR a vyššie úrovne modulácie. Preto je hlavným oblastí použitia koherentných modulov väčšinou mestských / regionálnych sietí. Ak sa pozrieme sem, vidíme, že majú pravdepodobne dobré vyhliadky:koherentné CFP WDM (100G/200G) a ich aplikácie v DWDM systémoch

Výrobcovia DSP.

Globálnymi výrobcami koherentných DSP, ktorí ich predávajú tretím spoločnostiam, sú:

Výrobcovia CFP2-ACO/DCO

Výrobcovia koherentných modulov ACO/DCO:

Vzhľadom na to, že niektoré z týchto spoločností sú vo fáze ohodnocovania a predpokladaných fúzií a akvizícií, trh dodávateľov podobných riešení, ako sa domnievam, bude obmedzený. Výroba takých modulov je zložitý technologický proces, preto kúpiť ich od dodávateľov z Číny sa zatiaľ a myslím si, že ešte dlho nebude možné.

Vplyv na priemysel

Objavenie sa takýchto modulov viedlo k malej transformácii ekosystému ponúkaných na trhu riešení.

  • Po prvé

Výrobcovia začali používať ich v klasických (transponderných) DWDM riešeniach ako bežné lineárne rozhrania. Získali bonus v podobe modulárnosti, flexibility a zníženia nákladov (mimochodom, takéto riešenia sa dosť často vyberajú ako Alien Wavelength). Napríklad:

  • Po druhé

výrobcovia už dodávajúci telekomunikačné zariadenia — switche a smerovače, rozšírili svoj sortiment a pridali podporu takýchto modulov, čím nás priblížili k takzvaným IPoDWDM systémom. Napríklad:

  • Juniper (MX/QFX/ACX)
  • Cisco (NCS/ASR)
  • Nokia (SR)
  • Arista (7500R)
  • Edge-Core (Cassini AS7716-24SC)

Všetci uvedení výrobcovia už majú vo svojich produktových líniách karty pre smerovače alebo switche, ktoré podporujú koherentné CFP2 moduly.

  • Samostatne

Stojí za zmienku aj zaujímavé trendy vo svetovej komunite, ako napríklad projekt TIP jedným z jeho zameraní je vývoj otvorených optických sietí. Vybudovanie takýchto sietí umožní integrovať zariadenia do systémov správy s otvoreným kódom, čím sa interakcia medzi výrobcami optických systémov stane transparentnejšou a otvorenejšou. Okrem toho sa na samotných zariadeniach (ako na transponderoch využívajúcich DCO moduly, tak aj na ROADM/EDFA) plánuje používanie softvéru od rôznych dodávateľov (napríklad Ipinfusion). Preto zostáva trendom posledných rokov zjednotenie komponentnej základne riešení a jedinečnosť softvérových vývojov, pričom na opensource sa vynakladá dosť veľa úsilí.

Ďakujem za pozornosť, dúfam, že sa vám tento článok ukázal zaujímavý a užitočný. Ďalšie otázky môžete položiť v komentároch alebo osobne. Ak máte, čo pridať k tejto téme, budem veľmi rád.

hlavný obrázok pre článok je prevzatýZ webu www.colt.net, dúfam, že im to nevadí.

Len registrovaní používatelia sa môžu zúčastniť prieskumu. Prihláste sa, prosím.

Zaujíma vás téma DWDM?

  • Áno, to je moja práca (alebo jej časť)!

  • Áno, občas je zaujímavé si prečítať o tomto vašom DÝVÝDÝÉM.

  • Nie, čo tu robím? (Travolta.gif)

Hlasovalo 3 používateľov. Zdržaných nie je.

Zdroj: habr.com

Kúpte si spoľahlivý hosting pre webové stránky s ochranou proti DDoS, VPS VDS servery 🔥 Kúpte si spoľahlivý hosting pre webové stránky s ochranou proti DDoS, VPS VDS servery | ProHoster