Συνεκτικά οπτικά συστήματα στη DCI: Από 100G έως 800G και η διαδρομή προς το 1,6T

Τη Βιομηχανία DCI έχει εξελιχθεί σημαντικά την τελευταία δεκαετία. Πριν από μία δεκαετία, ήταν κυρίως τεχνολογία για μακράς εμβέλειας δικτύων τηλεφώνου. Σήμερα, η τεχνολογία DCI αποτελεί τη βάση της οικονομίας μας που εστιάζεται στον νέφο και οδηγείται από την τεχνητή νοημοσύνη. Η συνεκτική οπτική τεχνολογία βρίσκεται στο επίκεντρο αυτής της εξέλιξης, ενισχύοντας την αύξηση της χωρητικότητας που απαιτεί η ψηφιακή μας οικονομία. Εάν είστε φορέας δικτύου και σκέφτεστε το μέλλον, είναι κρίσιμο να έχετε σταθερή κατανόηση της ιστορίας, προκειμένου να διαμορφώσετε τη στρατηγική σας για την επόμενη γενιά DCI.

Γιατί η συνεκτική οπτική τεχνολογία έγινε απαραίτητη για την DCI

Η αρχική μορφή των οπτικών επικοινωνιών χρησιμοποιούσε απευθείας ανίχνευση, όπου μόνο το πλάτος του φωτός μεταβάλλονταν. Καθώς οι ταχύτητες αυξάνονταν, επήλθε ένα σημείο όπου αυτή η θεμελιώδης τεχνική έφτασε σε ένα όριο. Ωστόσο, με τη συνεκτική οπτική τεχνολογία, οι πληροφορίες μεταφέρονται μέσω μεταβολών του πλάτους και της φάσης, και μπορούν ακόμη και να μεταδίδονται ταυτόχρονα μέσω και των δύο πολωτικών κατευθύνσεων. Αυτό σημαίνει ότι ο αριθμός των bits δεδομένων που μπορούν να μεταφερθούν μέσω ενός μόνο φωτεινού σήματος αυξάνεται δραματικά.

Η τεχνολογική καινοτομία βασίζεται σε μία τεχνολογία που ονομάζεται επεξεργασία ψηφιακού σήματος (DSP). Στην πλευρά του δέκτη, αλγόριθμοι που βασίζονται στην DSP αντισταθμίζουν οπτικές παραμορφώσεις, όπως η χρωματική διασπορά και η διασπορά πόλωσης, οι οποίες διαφορετικά θα επιδεινώνουν το σήμα κατά τη διάδοσή του μέσω του δικτύου. Το αποτέλεσμα είναι μία εντυπωσιακή αύξηση της φασματικής απόδοσης και η δυνατότητα επίτευξης υψηλής ταχύτητας, μακράς απόστασης και υψηλής χωρητικότητας μεταφοράς, η οποία δεν μπορεί να αντιστοιχηθεί από την τεχνολογία άμεσης ανίχνευσης. Πράγματι, η συνεκτική μετάδοση αποτελεί σήμερα το αποδεκτό πρότυπο για ταχύτητες 100 Gbps και ανώτερες, και για αποστάσεις 40 km και μεγαλύτερες.

Η Εξέλιξη Από 100G Σε 800G Συνεκτική Τεχνολογία

Η μετάβαση από 100G σε 800G ήταν το αποτέλεσμα συνεχούς καινοτομίας τόσο στις DSP όσο και στην κατασκευή ημιαγωγών. Οι αρχικές συνεκτικές οπτικές συσκευές ήταν απλώς όγκινες και κατανάλωναν υψηλή ισχύ transponders. Οι συνεκτικές οπτικές των 100G αποτέλεσαν την πρώτη σημαντική αλλαγή, καθώς αυτή η προσέγγιση επέτρεψε συνδέσεις μακράς απόστασης χωρίς ενδιάμεσους επαναγεννητές σήματος.

Αυτό που αποτέλεσε καθοριστική αλλαγή σε αυτήν τη μετάβαση στα 400G ήταν η διαθεσιμότητα ενσωματώσιμων συνεκτικών (coherent) μονάδων. Προϊόντα όπως το QSFP-DD συνδυάζουν έναν εξαιρετικά αποδοτικό συνεκτικό DSP με οπτικά στοιχεία και σύγχρονη μετατροπή σε ένα παράγοντα μορφής που μπορεί να συνδεθεί απευθείας σε θύρες δρομολογητή. Αυτό οδήγησε στη σύγκλιση των IP και των οπτικών τεχνολογιών, με απλούστερες αρχιτεκτονικές και χαμηλότερο κόστος λειτουργίας. Οι πρόσφατες προόδους στις διαδικασίες CMOS οδήγησαν επίσης σε ταχύτερους και πιο ενεργειακά αποδοτικούς DSPs, οι οποίοι καθιστούν δυνατή την τωρινή γενιά ενσωματώσιμων μονάδων 800G.

Πώς η Συνεκτική Τεχνολογία Διευκολύνει Υψηλότερη Χωρητικότητα και Μεγαλύτερη Εμβέλεια

Τα συνεκτικά συστήματα προσφέρουν τα πλεονεκτήματά τους μέσω αρκετών βασικών τεχνολογιών.   Πρώτον, υπάρχουν έξυπνα σχήματα μετατροπής. Για παράδειγμα, με τη χρήση του DP-16QAM (Dual-Polarization 16-Quadrature Amplitude Modulation), πολλαπλά bits συσκευάζονται μέσα σε κάθε σύμβολο, αυξάνοντας σημαντικά την απόδοση φάσματος και, κατά συνέπεια, τον ρυθμό δεδομένων ανά μήκος κύματος. Δεύτερον, με τη χρήση πολωτικής πολυπλεξίας, δύο σήματα μπορούν να διαδίδονται ανεξάρτητα στο ίδιο μήκος κύματος, διπλασιάζοντας έτσι τη χωρητικότητά του.

Τρίτον, η ενσωματωμένη μηχανή DSP μπορεί να αντισταθμίζει σε πραγματικό χρόνο τις διαταράξεις των οπτικών ινών, καθιστώντας δυνατή την αξιόπιστη μετάδοση πέραν της εμβέλειας των συστημάτων άμεσης ανίχνευσης. Συνδυάζοντας όλα αυτά τα στοιχεία — υψηλό ρυθμό baud, περίπλοκη μετατροπή και ισχυρή DSP — τα συνεπίπεδα συστήματα μπορούν πλέον να ξεπεράσουν τους περιορισμούς που περιορίζουν τα συστήματα άμεσης ανίχνευσης σε λιγότερο από 100 χλμ για ταχύτητες μεγαλύτερες των 400G σε ένα μόνο μήκος κύματος.

DCO, ZR και ZR+: Επιλογή της κατάλληλης οπτικής τεχνολογίας

Αυτό σημαίνει ότι οι φορείς δικτύου παραμένουν με μια ποικιλία επιλογών συμβατών ενσωματώσιμων οπτικών διατάξεων. Είναι σημαντικό να γνωρίζουν πώς διαφέρουν, προκειμένου να κάνουν την κατάλληλη επιλογή.

Ψηφιακές Συμβατές Οπτικές (DCO): Αυτός είναι ο γενικός όρος για συμβατούς μεταδότες-αποδέκτες που ενσωματώνουν τη μηχανή DSP μέσα στο μόντουλ. Η εξωτερική επεξεργασία εξαλείφεται.

OIF 400ZR: Αυτή είναι η βασική απαίτηση για ενσωματώσιμες συμβατές διατάξεις 400G. Προορίζεται για σημείο-σε-σημείο μονοκαναλική ενδιαστηματική σύνδεση δεδομένων κέντρων (DCI) μέχρι περίπου 120 χλμ. Διασφαλίζει πολυπαροχέα διαλειτουργικότητα, αλλά χρησιμοποιεί σταθερό ρυθμό και μορφή μετατροπής.

ZR+ (Επεκτεταμένη Εμβέλεια): Γενικά, υποδηλώνει μόντουλ που υπερβαίνουν τη βασική προδιαγραφή 400ZR, παρέχοντας αυξημένη ισχύ εκπομπής, καλύτερη διόρθωση σφαλμάτων με προώθηση (FEC) και δυνατότητα υποστήριξης διαφόρων σχημάτων μετατροπής για μεγαλύτερες αποστάσεις (600 χλμ. και πέρα) ή για συμβατότητα με ROADM. Καθώς αυτός ο όρος «ZR+» μπορεί να είναι ειδική, ιδιοκτησιακή επέκταση του κάθε προμηθευτή, οι προδιαγραφές του μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τον προμηθευτή.

OpenZR+: Συχνά περιγράφεται ως «το καλύτερο από τους δύο κόσμους», αυτή είναι μια τεχνολογία διαλειτουργικότητας πολλών προμηθευτών, η οποία προσφέρει ρυθμούς μεταδόσεως επιλέξιμους μέσω λογισμικού, από 100G έως 400G, και παρέχει εμβέλεια συγκρίσιμη με εξειδικευμένες λύσεις transponder. Αποτελεί την προτιμώμενη επιλογή για μικρομεσαίους παρόχους υπηρεσιών διαδικτύου (SMB ISPs) και επιχειρήσεις που εκτιμούν την ευελιξία χωρίς εξάρτηση από συγκεκριμένο προμηθευτή.

Μείωση του κόστους ανά bit μέσω οπτικών συσκευών υψηλότερης ταχύτητας

Ο οικονομικός λόγος υιοθέτησης οπτικών συσκευών συνεκτικής μετάδοσης υψηλότερης ταχύτητας είναι σαφής. Καθώς οι ρυθμοί δεδομένων κατά μήκος ενός μοναδικού μονοπατιού αυξάνονται, το κόστος ανά μεταδιδόμενο bit μειώνεται δραματικά. Η μετάβαση από 100G σε 400G ή 800G θα επιτρέψει στους παρόχους υπηρεσιών να μεταφέρουν 4 έως 8 φορές περισσότερα δεδομένα μέσω της υφιστάμενης υποδομής οπτικών ινών, χωρίς ταυτόχρονα να αυξηθεί η ποσότητα του υλικού εξοπλισμού, του χώρου και της κατανάλωσης ενέργειας κατά το ίδιο μέγεθος.

Επιπλέον, τα ενσωματώσιμα συνεκτικά modules εξαλείφουν την ανάγκη για ξεχωριστά ράφια transponder, μειώνοντας τον αριθμό των συσκευών στο δίκτυο και απλοποιώντας τη διαχείριση. η τελευταία γενιά μονάδων αξιοποιεί προηγμένο DSP ημιαγωγό για να επιτύχει μέχρι και 30% χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας ανά bit σε σύγκριση με τις προηγούμενες γενιές. για τους παρόχους υπηρεσιών διαδικτύου μικρού και μεσαίου μεγέθους (SMB ISPs) που ενδιαφέρονται ιδιαίτερα για την ενέργεια, αυτό μεταφράζεται απευθείας σε χαμηλότερα λειτουργικά έξοδα και μικρότερο αποτύπωμα άνθρακα.

Η μελλοντική κατεύθυνση προς τη συνεκτική μετάδοση 1,6 T

Η βιομηχανία έχει ήδη καθορίσει την πορεία για το επόμενο άλμα: 1,6 T. Το OIF εργάζεται ενεργά σε συμφωνίες εφαρμογής για τα 1600ZR και 1600ZR+. αυτές θα αξιοποιήσουν περαιτέρω προόδους στην τεχνολογία CMOS για να αυξήσουν τους ρυθμούς baud και να εφαρμόσουν πιο προηγμένες μορφές διαμόρφωσης, συμπεριλαμβανομένης της διαλειτουργικής πιθανοτικής σχηματοποίησης συνόλου σημείων (PCS). .

Η Sino-Telecom ετοιμάζεται ήδη γι’ αυτό το μέλλον. Η πλατφόρμα STN6800-D16-1U DCI μας υποστηρίζει σήμερα χωρητικότητα μέχρι 6,4 T ανά τοποθεσία, με ταχύτητες γραμμής μέχρι 400 G. Η Πλατφόρμα STN6800-D16 σχεδιάστηκε για ομαλή εξέλιξη σε 800G, και η λύση μας για DCI με συνεκτικό δακτύλιο μεγάλης χωρητικότητας προσφέρει σαφή διαδρομή αναβάθμισης σε 48 × 800G μήκη κύματος. Αυτό διασφαλίζει ότι η επένδυσή σας παραμένει μελλοντικά ασφαλής και ικανή να κλιμακωθεί μαζί με την επιχείρησή σας καθώς οι απαιτήσεις σε εύρος ζώνης συνεχίζουν να αυξάνονται. Λειτουργώντας στην πρώτη γραμμή της οπτικής καινοτομίας, σχεδιάζουμε τα συστήματά μας για να ενσωματώνουν τις πιο πρόσφατες συνεκτικές τεχνολογίες, από 400G έως 800G και πέρα, διασφαλίζοντας ότι το δίκτυό σας εξακολουθεί να ακολουθεί την εποχή που κινείται από την τεχνητή νοημοσύνη.

Συμπέρασμα

Από την εποχή εκείνων των βαρύτιμων μονάδων 100G, η σημερινή εξέλιξη των ενσωματώσιμων 400ZR/800ZR και 1.6T, η συνεκτική οπτική τεχνολογία άλλαξε τους κανόνες του παιχνιδιού για τη Διασύνδεση Κέντρων Δεδομένων (DCI). Σε σύγκριση με τα προηγούμενα μόντουλ OTN ή transponder, η συνεκτική οπτική τεχνολογία επιτυγχάνει την καλύτερη στην κατηγορία της απόδοση σε φασματική απόδοση. Μαζί με τις βελτιώσεις στο DSP/τρόπο μετάδοσης, επιτρέπει μεγαλύτερη εμβέλεια, τεράστια μείωση του κόστους ανά bit και καθιστά τη μεταφορά υψηλής ταχύτητας διαθέσιμη για εφαρμογές DCI σε μετροπολιτικό, περιφερειακό και μακράς απόστασης επίπεδο. Σήμερα, από Πλατφόρμα STN6800 D16 μεταβλητής τοπολογίας OTN (1U 6,4 T / 2U 12,8 T) , πλήρης συνεκτική εμβέλεια με δυνατότητα σύνδεσης (400ZR, OpenZR+, 800ZR/800LR), μελλοντικά προσανατολισμένα συστήματα γραμμής C band/L band, και ανοιχτό NMS με λειτουργίες SNMP/NETCONF· η Sino Telecom διασφαλίζει ότι οι φορείς επικοινωνιών/τηλεπικοινωνιακές εταιρείες μπορούν να επιλέξουν την καταλληλότερη συνεκτική λύση — είτε σταθερού ρυθμού για απλά σημείο-σε-σημείο τμήματα, είτε ZR+ για μεγαλύτερη εμβέλεια και συμβατότητα με ROADM, είτε Open ZR+ για ανοιχτότητα πολλαπλών προμηθευτών, είτε Open ZR για μέγιστη ανοιχτότητα. Επιπλέον, διασφαλίζουμε αδιάλειπτη αναβάθμιση σε 1,6 T χωρίς ανάγκη πλήρους αντικατάστασης. Ως ένας από τους κύριους προμηθευτές DCI παγκοσμίως, με πάνω από 100.000 μονάδες ήδη απεσταλμένες σε περισσότερες από 30 χώρες και με αποδεδειγμένη αξιοπιστία στο πεδίο, εξασφαλισμένη αλυσίδα εφοδιασμού και ομάδα βαθιάς τεχνικής εμπειρογνωμοσύνης, η προσφορά της Sino Telecom παρέχει τις ευρύτερες δυνατές επιλογές για να ικανοποιήσει τις διάφορες απαιτήσεις εγκαταστάσεων DCI — από παρόχους ISP μικρού και μεσαίου μεγέθους έως κορυφαίους παρόχους cloud. Μη διστάσετε να επικοινωνήσετε με την ομάδα εμπειρογνωμόνων πωλήσεων της Sino Telecom για προσφορά. Μπορούμε να παράσχουμε φύλλα προδιαγραφών, μελέτες περιπτώσεων και καλύτερες πρακτικές εγκατάστασης προσαρμοσμένες για τη λύση δικτύου DCI της επόμενης γενιάς σας, με βάση την εικοσαετή εμπειρία μας στη συνεκτική τεχνολογία.