Óptica coherente en DCI: De 100G a 800G y el camino hacia 1,6T

El Industria DCI ha evolucionado significativamente en la última década. Hace diez años, era principalmente tecnología de largo alcance para las redes telefónicas. Hoy en día, la interconexión de centros de datos (DCI) es la base de nuestra economía centrada en la nube y orientada a la inteligencia artificial. La tecnología óptica coherente se encuentra en el núcleo de esta evolución, impulsando los aumentos de capacidad que necesita nuestra economía digital. Si usted es un operador de red que piensa en el futuro, es fundamental comprender bien su historia para informar su estrategia de DCI de próxima generación.

Por qué la óptica coherente se volvió esencial para la DCI

La forma original de comunicaciones ópticas utilizaba detección directa, en la que solo se modulaba la amplitud de la luz. A medida que las velocidades aumentaron, esta técnica fundamental alcanzó un límite insalvable. Sin embargo, con la óptica coherente, la información se transmite mediante variaciones en la amplitud y la fase, e incluso puede enviarse simultáneamente sobre ambas polarizaciones. Esto significa que el número de bits de datos que se pueden transmitir mediante una única señal luminosa aumenta drásticamente.

La innovación tecnológica se basa en una tecnología denominada procesamiento digital de señales (DSP). En el lado del receptor, los algoritmos basados en DSP compensan las alteraciones ópticas, como la dispersión cromática y la dispersión por modo de polarización, que de otro modo distorsionarían la señal durante su transmisión a través de la red. El resultado es una ganancia considerable en eficiencia espectral y la capacidad de lograr transporte de alta velocidad, larga distancia y alta capacidad, lo cual supera lo posible con la tecnología de detección directa. De hecho, la transmisión coherente es hoy en día el estándar de facto para velocidades de 100 Gbps y superiores, y distancias de 40 km o mayores.

La evolución de la tecnología coherente de 100G a 800G

El paso de 100G a 800G ha sido consecuencia de la innovación continua tanto en los DSP como en la fabricación de semiconductores. Las primeras ópticas coherentes eran simplemente transpondedores voluminosos y de alto consumo energético. Las ópticas coherentes de 100G representaron el primer cambio importante, ya que este enfoque permitió enlaces de larga distancia sin regeneradores intermedios de señal.

Lo que se convirtió en un cambio fundamental en esta transición a 400G fue la disponibilidad de módulos coherentes extraíbles. Productos como QSFP-DD combinan un DSP coherente altamente eficiente con óptica y modulación moderna en un factor de forma que se puede conectar directamente a los puertos de los routers. Esto ha generado la convergencia de IP y óptica, con arquitecturas más sencillas y menores costos operativos. Los avances en los procesos CMOS también han dado lugar a DSP más rápidos y eficientes energéticamente, lo que posibilita la generación actual de módulos extraíbles de 800G.

Cómo la tecnología coherente permite mayor capacidad y mayor alcance

Los sistemas coherentes ofrecen sus ventajas mediante varias tecnologías clave.   En primer lugar, existen esquemas inteligentes de modulación. Por ejemplo, mediante DP-16QAM (modulación de amplitud en cuadratura de 16 niveles con doble polarización), se empaquetan varios bits dentro de cada símbolo, lo que incrementa significativamente la eficiencia espectral y, por ende, la tasa de datos por longitud de onda. En segundo lugar, mediante la multiplexación por polarización, dos señales pueden propagarse de forma independiente sobre la misma longitud de onda, duplicando así su capacidad.

En tercer lugar, el motor DSP integrado puede compensar en tiempo real las distorsiones de las fibras ópticas, haciendo posible una transmisión fiable más allá del alcance de los sistemas de detección directa. Al combinar todos estos elementos —alta tasa de baudios, modulación avanzada y un potente DSP—, los sistemas coherentes pueden superar actualmente las limitaciones que restringen a los sistemas de detección directa a menos de 100 km para velocidades superiores a 400G en una sola longitud de onda.

DCO, ZR y ZR+: selección de la tecnología óptica adecuada

Esto significa que los operadores de red tienen una variedad de opciones de óptica coherente enchufable entre las que elegir. Conocer sus diferencias es fundamental para tomar la decisión adecuada.

Óptica Coherente Digital (DCO): Este es el término general para los transceptores coherentes que integran el motor DSP dentro del módulo. Se elimina así cualquier procesamiento externo.

OIF 400ZR: Este es el requisito básico para los módulos coherentes enchufables de 400 G. Está diseñado para interconexión de centros de datos metropolitanos (DCI) punto a punto de un solo tramo, hasta aproximadamente 120 km; garantiza la interoperabilidad entre múltiples proveedores, pero utiliza una tasa y un formato de modulación fijos.

ZR+ (Alcance Extendido): En términos generales, se refiere a módulos que superan la base 400ZR al ofrecer mayor potencia de transmisión, una corrección de errores hacia adelante (FEC) superior y la capacidad de soportar diversos esquemas de modulación para distancias mayores (600 km o más) o para compatibilidad con redes ROADM. Dado que este término «ZR+» puede ser una extensión propietaria específica de cada proveedor, sus características pueden variar entre fabricantes.

OpenZR+: A menudo descrito como «lo mejor de ambos mundos», se trata de una tecnología interoperable entre múltiples proveedores que ofrece tasas de modulación seleccionables mediante software, desde 100G hasta 400G, y proporciona un alcance comparable al de las soluciones de transponders dedicadas. Es la opción preferida por los ISPs pequeños y medianos y las empresas que valoran la flexibilidad sin quedar atrapadas en un único proveedor.

Reducción del costo por bit mediante ópticas de mayor velocidad

La justificación económica para adoptar ópticas coherentes de mayor velocidad es clara. Al incrementar las velocidades de transmisión de datos a lo largo de una única ruta, el costo por bit transmitido disminuye drásticamente. Pasar de 100G a 400G o 800G permitirá a los proveedores de servicios transportar de 4 a 8 veces más datos sobre la infraestructura de fibra existente, sin aumentar proporcionalmente la cantidad de hardware, espacio ni energía consumidos.

Además, los módulos coherentes enchufables eliminan la necesidad de estantes independientes para transponders, reduciendo el número de dispositivos en la red y simplificando su gestión . La última generación de módulos aprovecha silicio DSP avanzado para lograr hasta un 30 % menos de consumo de energía por bit en comparación con generaciones anteriores . Para los ISPs pequeños y medianos conscientes del consumo energético, esto se traduce directamente en menores gastos operativos y una huella de carbono más reducida.

El camino futuro hacia la transmisión coherente de 1,6 T

La industria ya está trazando el rumbo del próximo salto: 1,6 T. La OIF está trabajando activamente en los acuerdos de implementación 1600ZR y 1600ZR+ . Estos aprovecharán avances adicionales en la tecnología CMOS para incrementar las tasas de baudios e implementar formatos de modulación más avanzados, incluida la conformación probabilística de constelaciones (PCS) interoperable .

Sino-Telecom ya se está preparando para este futuro. Nuestra plataforma DCI STN6800-D16-1U soporta hoy hasta 6,4 T de capacidad por sitio, con tasas en el lado de línea de hasta 400 G. La Plataforma STN6800-D16 está diseñado para una evolución fluida a 800G, y nuestra solución de interconexión de centros de datos (DCI) con anillo coherente de gran capacidad ofrece una ruta clara de actualización a 48 longitudes de onda de 800G. Esto garantiza que su inversión siga siendo viable a futuro y pueda escalar junto con su negocio a medida que la demanda de ancho de banda siga aumentando. Al operar a la vanguardia de la innovación óptica, diseñamos nuestros sistemas para integrar las tecnologías coherentes más recientes, desde 400G hasta 800G y más allá, asegurando que su red se mantenga al ritmo de la era impulsada por la IA.

Conclusión

Desde aquella era de transpondedores voluminosos de 100G, la evolución actual de módulos conectables (pluggable) 400ZR/800ZR y 1,6T ha transformado por completo el juego de la interconexión de centros de datos (DCI). En comparación con los anteriores módulos OTN o transpondedores, la óptica coherente logra una eficiencia espectral líder en su clase. Junto con mejoras en los DSP y la modulación, permite un alcance extendido, una reducción masiva del costo por bit y hace posible el transporte de alta velocidad para aplicaciones de DCI metropolitanas, regionales y de largo recorrido. Hoy en día, desde Plataforma modular OTN STN6800 D16 (1U 6,4 T / 2U 12,8 T) , sistemas coherentes de rango completo con conectividad mediante enchufe (400ZR, OpenZR+, 800ZR/800LR), sistemas de línea orientados al futuro para bandas C y L, y sistema de gestión de red abierto (NMS) con funciones SNMP/NETCONF; Sino Telecom garantiza que los operadores y proveedores de telecomunicaciones puedan seleccionar la solución coherente más adecuada: ya sea de velocidad fija para enlaces punto a punto sencillos, ZR+ para mayor alcance y compatibilidad con redes ROADM, Open ZR+ para interoperabilidad multiplataforma, o Open ZR para la máxima libertad de elección abierta. Además, aseguramos una actualización sin interrupciones hacia 1,6 T sin necesidad de reemplazo integral del equipo (forklift). Como uno de los principales proveedores mundiales de soluciones DCI, con más de 100 000 unidades ya entregadas en más de 30 países y respaldado por una sólida fiabilidad probada en campo, una cadena de suministro robusta y un equipo técnico altamente especializado, la oferta de Sino Telecom brinda las opciones más amplias para satisfacer los diversos requisitos de despliegues DCI, desde pequeños y medianos proveedores de servicios de Internet (SMB ISP) hasta operadores cloud de primer nivel. No dude en contactar al equipo de expertos comerciales de Sino Telecom para solicitar una cotización. Podemos proporcionar hojas de datos técnicos (datasheets), estudios de caso y prácticas recomendadas para la implementación, personalizados para su próxima solución de red DCI basada en una innovación coherente acumulada durante más de una década.