Розробник телекомунікаційного обладнання Ciena представив систему обробки оптичних сигналів. Вона збільшить швидкість передачі в оптоволокні до 800 Гбіт/с.
Під катом — принципи її роботи.
фото - - CC BY-SA
Потрібно більше оптоволокна
Із запуском мереж нового покоління та поширенням пристроїв інтернету речей — за деякими оцінками, їх кількість 50 млрд уже за три роки — обсяг світового трафіку тільки зросте. У Deloitte кажуть, що існуючої оптоволоконної інфраструктури, яка є основою для 5G-мереж, не вистачить з такого навантаження. Точку зору аналітичного агентства підтримують та хмарні провайдери.
Щоб виправити ситуацію, дедалі більше організацій працюють над системами, які підвищують пропускну спроможність оптики. Одне з апаратних рішень розробили в Ciena - воно отримало назву WaveLogic 5. За словами інженерів компанії, новий процесор здатний забезпечити швидкість передачі даних до 800 Гбіт/с на одній довжині хвилі.
Як працює нове рішення
Ciena представили дві модифікації процесора WaveLogic 5. Перша називається WaveLogic 5 Extreme. Вона є схемою яка виступає в ролі цифрового сигнального процесора () оптоволоконної мережі. DSP перетворює сигнал з електричного на оптичний і навпаки.
WaveLogic 5 Extreme підтримує пропускну здатність оптоволокна від 200 до 800 Гбіт/с - залежно від дистанції, на яку потрібно надіслати сигнал. Для більш ефективної передачі даних Ciena впровадили в прошивку процесора алгоритм ймовірнісного формування сигнального сузір'я ( - PCS).
Це сузір'я являє собою набір значень амплітуди (крапок) для сигналів, що передаються. p align="justify"> Для кожної з точок сузір'я PCS-алгоритм вираховує ймовірність спотворення даних і значення необхідної на відправку сигналу енергії. Після цього він вибирає ту амплітуду, на яку співвідношення сигнал/шум і енерговитрати будуть мінімальними.
Також у процесорі використовується алгоритм прямої корекції помилок () та мультиплексування сигналу з поділом по частоті (). Для захисту інформації, що передається, використовується алгоритм шифрування .
Друга модифікація WaveLogic 5 - це серія оптичних модулів Nano, що підключаються. Вони можуть надсилати та приймати дані зі швидкістю до 400 Гбіт/с. Модулі мають два форм-фактори - QSFP-DD і CFP2-DCO. Перший має невеликі розміри та призначений для мереж 200 або 400GbE. Через високу швидкість підключення та низьке енергоспоживання QSFP-DD підійдуть для рішень у ЦОД. Другий форм-фактор - CFP2-DCO - використовують для відправлення даних на відстані сотні кілометрів, тому його будуть застосовувати в мережах 5G та інфраструктурі інтернет-провайдерів.
У продаж WaveLogic 5 надійде у другій половині 2019 року.
фото - - PD
Переваги та недоліки процесора
WaveLogic 5 Extreme став одним із перших процесорів на ринку, який передає дані на одній довжині хвилі зі швидкістю 800 Гбіт/с. Багато конкурентних рішень цей показник становить 500–600 Гбіт/с. Ciena має перевагу за рахунок розширення ємності оптичного каналу на 50% та збільшення його на 20%.
Але є одна проблема — з ущільненням сигналу та підвищенням швидкості передачі даних з'являється ризик спотворення інформації. Він зростає із збільшенням дистанції. З цієї причини процесор складності при надсиланні сигналу на великі відстані. Хоча розробники кажуть, що WaveLogic 5 здатний транслювати дані через океани на швидкості в 400 Гбіт/с.
аналоги
Системи збільшення пропускної спроможності оптоволокна також розробляють Infinite і Acacia. Рішення першої компанії називається ICE6 (ICE - Infinite Capacity Engine). Воно складається з двох компонентів – оптичної інтегральної схеми (PIC – Photonic Integrated Circuit) та цифрового сигнального процесора у вигляді ASIC-мікросхеми. PIC у мережах переводить сигнал з оптичного в електричний та навпаки, а ASIC відповідає за його мультиплексування.
Особливість ICE6 - імпульсна модуляція сигналу (). Цифровий процесор розділяє світло певної довжини хвилі на додаткові частоти, що піднесуть, що розширює число доступних рівнів і збільшує спектральну щільність сигналу. Очікується, що ICE6, як і WaveLogic, забезпечить швидкість передачі в одному каналі лише на рівні 800 Гбіт/с. У продаж продукт має надійти до кінця 2019 року.
Щодо компанії Acacia, то її інженери створили модуль AC1200. Він забезпечить швидкість трансляції даних 600 Гбіт/с. Такої швидкості досягають за допомогою 3D-формування сигнального сузір'я: алгоритми в модулі автоматично змінюють частоту використання точок та їх положення у сузір'ї, підлаштовуючи пропускну здатність каналів.
Очікується, що нові апаратні рішення збільшать пропускну спроможність оптичного волокна не тільки на відстанях у межах одного міста чи регіону, а й на більших дистанціях. І тому інженерам залишилося подолати труднощі, пов'язані із зашумленням каналів. Збільшення пропускної спроможності підводних мереж позитивно позначиться на якості сервісів IaaS-провайдерів та великих ІТ-компаній, враховуючи, що вони «половину трафіку, що передається дном океану.
Що цікавого є у нас у блозі ITGLOBAL.COM:
Джерело: habr.com