Koherentit optiset ratkaisut DCI:ssä: 100 Gbit/s – 800 Gbit/s ja tie 1,6 Tbit/s:n

Markkina DCI-alan on kehittynyt merkittävästi viimeisen kymmenen vuoden aikana. Kymmenen vuotta sitten se oli pääasiassa pitkän matkan teknologiaa puhelinverkoille. Nykyään DCI on perusta pilvipohjaiselle ja tekoälyllä ajettavalle taloudellemme. Kohdentuva optinen teknologia on tämän kehityksen ytimessä ja mahdollistaa kapasiteetin kasvun, jota digitaalinen taloutemme vaatii. Jos olet verkkotoimija ja mietit tulevaisuutta, on ratkaisevan tärkeää ymmärtää tämän alan historia, jotta voit laatia tehokkaan seuraavan sukupolven DCI-strategian.

Miksi kohdentuva optiikka on tullut välttämättömäksi DCI:lle

Alkuperäisessä optisessa viestinnässä käytettiin suoraa havaintoa, jossa vain valon amplitudia moduloitiin. Nopeuden kasvaessa tämä perustekniikka koki kuitenkin rajansa. Kohdentuvassa optiikassa taas informaatio välitetään amplitudin ja vaiheen muutosten avulla, ja sitä voidaan jopa lähettää samanaikaisesti molemmilla polarisaatioilla. Tämä tarkoittaa, että yhteen valosignaaliin voidaan pakata huomattavasti enemmän bittitietoa.

Teknologinen innovaatio perustuu digitaaliseen signaalinkäsittelyyn (DSP). Vastaanottimen puolella DSP-perusteiset algoritmit korjaavat optisia häiriöitä, kuten väri- ja polarisaatiomoodihäiriöitä, jotka muuten vahingoittaisivat signaalia sen kulkiessa verkon läpi. Tuloksena on huomattava voitto spektritehokkuudessa ja mahdollisuus saavuttaa suurinopeuksinen, pitkän matkan ja suurikapasiteettinen siirto, jota suoradetektio-teknologia ei pysty tarjoamaan. Todellakin, koherentti siirto on nykyään de facto -standardi nopeuksilla 100 Gbps ja yli sekä etäisyyksillä 40 km ja pidemmällä.

Kehitys 100G:stä 800G:hen koherentissa teknologiassa

Siirtyminen 100G:sta 800G:hen on ollut jatkuvan innovaation tulosta sekä DSP-piireissä että puolijohdeteknologiassa. Alkuperäiset koherentit optiset laitteet olivat pelkästään tilavampia ja suuritehoisia transpondereita. 100G:n koherentit optiset laitteet olivat ensimmäinen merkittävä muutos, sillä tämä lähestymistapa mahdollisti pitkän matkan yhteydet ilman välissä olevia signaalin uudelleenmuodostajia.

Tärkeä käännepiste tässä siirtymässä 400 Gb/s -nopeuteen oli ohjattavien koherenttien moduulien saatavuus. Tuotteet, kuten QSFP-DD, yhdistävät erinomaisen tehokkaan koherentin DSP:n, optiikan ja nykyaikaisen modulaation pienimuotoiseen pakkaukseen, joka voidaan liittää suoraan reitittimen portteihin. Tämä on mahdollistanut IP:n ja optiikan yhdistymisen yksinkertaisempien arkkitehtuurien ja alhaisempien käyttökustannusten avulla. CMOS-prosessien kehitys on myös johtanut nopeampiin ja energiatehokkaampiin DSP:ihin, jotka mahdollistavat nykyisen 800 Gb/s -ohjattavien moduulien.

Koherenttiteknologian rooli suuremman kapasiteetin ja pidemmän kantaman saavuttamisessa

Koherenttijärjestelmät tarjoavat etunsa useiden keskeisten teknologioiden avulla.   Ensimmäiseksi käytössä ovat älykkäät modulaatiomenetelmät. Esimerkiksi DP-16QAM-muodolla (Dual-Polarization 16-Quadrature Amplitude Modulation) useita bittejä pakataan jokaiseen symboliin, mikä lisää spektritehokkuutta ja siten merkittävästi myös datan siirtonopeutta aallonpituutta kohden. Toiseksi polarisaatiomonistuksen avulla kaksi signaalia voidaan siirtää riippumattomasti samalla aallonpituudella, mikä kaksinkertaistaa sen kapasiteetin.

Kolmanneksi sisäänrakennettu DSP-moottori voi korjata optisten kuitujen häiriöitä reaaliajassa, mikä mahdollistaa luotettavan tiedonsiirron suoraan havaitsevien järjestelmien ulkopuolella. Yhdistämällä kaikki nämä tekijät – korkean baudnopeuden, monitasoisen modulaation ja tehokkaan DSP:n – koherenttijärjestelmät voivat nyt ohittaa rajoitukset, jotka rajoittavat suoraa havaitsemista alle 100 km:lle nopeuksilla yli 400 G yhdellä aallonpituudella.

DCO, ZR ja ZR+: Oikean optisen teknologian valinta

Tämä tarkoittaa, että verkkotoimijat voivat valita useista erilaisista koherenttien liitettävien optiikkomoduulien versioista. Niiden erojen tunteminen on tärkeää oikean valinnan tekemiseksi.

Digitaaliset koherentit optiikkat (DCO): Tämä on yleisnimitys koherentteihin lähetin-vastaanottimiin, joiden sisällä on DSP-moottori. Ulkoinen käsittely poistetaan.

OIF 400ZR: Tämä on perusvaatimus 400 G:n koherentteihin liitettäviin moduuleihin. Se on tarkoitettu piste-piste-yhteyksiin yksittäisellä matkalla kaupunkien välisessä datakeskuksen välisten yhteyksien (DCI) verkossa noin 120 km:n matkalle. Se takaa monien valmistajien laitteiden keskinäisen toiminnallisuuksen, mutta käyttää kiinteää siirtonopeutta ja modulaatiomuotoa.

ZR+ (laajennettu kantama): Yleensä se viittaa moduuleihin, jotka ylittävät 400ZR-perusvaatimukset lisäämällä lähetystehoa, parantamalla eteenpäin virhekorjausta (FEC) ja mahdollistamalla erilaisten modulaatiokonfiguraatioiden käytön pidemmille matkoille (600 km ja pidemmälle) tai ROADM-yhteensopivuuden varmistamiseen. Koska tämä "ZR+"-termi voi olla valmistajan oma, omakielinen laajennus, sen määritelmä voi vaihdella valmistajakohtaisesti.

OpenZR+: Sitä kuvataan usein sanonnalla "paras molemmista maailmoista". Kyseessä on useiden valmistajien laitteisiin yhteensopiva teknologia, joka tarjoaa ohjelmallisesti valittavissa olevia modulaatiotaajuuksia 100 G:sta 400 G:een ja jolla on saavutettavuus, joka vastaa erityisesti tarkoitettuja transponderiratkaisuja. Se on suosituin vaihtoehto pienille ja keskisuurille internet-palveluntarjoajille sekä yrityksille, jotka arvostavat joustavuutta ilman valmistajan riippuvuutta.

Kustannusten alentaminen bittiä kohden korkean nopeuden optiikan avulla

Korkean nopeuden koherenttien optiikkomoduulien käyttöönoton taloudellinen perustelu on selvä. Kun datan siirtotiedonopeutta yhdessä reitissä kasvatetaan, kustannukset siirrettyä bittiä kohden laskevat huomattavasti. Siirtyminen 100 G:sta 400 G:een tai 800 G:een mahdollistaa palveluntarjoajien siirtää nykyiseen kuituinfrastruktuuriinsa nelinkertaisen tai kahdeksankertaisen määrän dataa samalla kun laitteiden lukumäärää, tilaa ja sähkönkulutusta ei lisätä samassa suhteessa.

Lisäksi liitettävät koherenttimoduulit poistavat erillisten transponderihyllyjen tarpeen, mikä vähentää verkossa olevien laitteiden lukumäärää ja yksinkertaistaa hallintaa uusimman sukupolven moduulit hyödyntävät edistynyttä DSP-piirisilikon teknologiaa saavuttaakseen jopa 30 %:n alhaisemman tehonkulutuksen bittiä kohden verrattuna edellisiin sukupolviin. energiatehokkuutta arvostaville pienille ja keskisuurille internet-palveluntarjoajille tämä kääntyy suoraan alhaisemmiksi toimintakustannuksiksi ja pienemmäksi hiilijalanjäljeksi.

Tulevaisuuden tie kohti 1,6 Tbit/s:n koherenttia siirtoa

Teollisuus on jo suunnittelemassa seuraavaa hyppäystä: 1,6 Tbit/s. OIF työskentelee aktiivisesti 1600ZR- ja 1600ZR+-toteuttamissopimusten parissa. nämä hyödyntävät lisäksi edistyneempää CMOS-teknologiaa baudnopeuden kasvattamiseen ja edistyneempien modulaatioformaattien käyttöönottoon, mukaan lukien yhteensopiva todennäköisyysperustainen konstellaatioiden muokkaus (PCS). .

Sino-Telecom valmistautuu jo tähän tulevaisuuteen. Meidän STN6800-D16-1U DCI-alusta tukee tällä hetkellä jopa 6,4 Tbit/s:n kapasiteettia paikallisesti, ja linjasivun nopeus voi olla jopa 400 Gbit/s. STN6800-D16-alusta on suunniteltu sileäksi kehitykseksi 800 Gbit/s -nopeuteen, ja meidän suurikapasiteettinen koherentti renkaan muotoinen DCI-ratkaisumme tarjoaa selkeän päivityspolun 48:aan 800 Gbit/s -aallonpituuteen. Tämä varmistaa, että investointi pysyy tulevaisuudenvarmalla tasolla ja kykenee skaalautumaan liiketoiminnan mukana, kun kaistanleveyden vaatimukset jatkavat kasvuaan. Toimimme optisen innovaation kärjessä ja suunnittelemme järjestelmiämme integroitaviksi uusimpiin koherenteihin teknologioihin – 400 Gbit/s:sta 800 Gbit/s:iin ja senkin yli – mikä varmistaa, että verkkosi pysyy ajan tasalla tekoälyyn perustuvassa ajassa.

Yhteenveto

Siitä kömpelöistä 100 Gbit/s -transponderiaikakaudesta lähtien nykypäivän vaihdettavat 400ZR/800ZR- ja 1,6 Tbit/s -ratkaisut ovat muuttaneet Data Center Interconnect (DCI) -sovellusten peliä. Koherentit optiset ratkaisut saavuttavat parhaan luokkansa spektritehokkuuden verrattuna aiempiin OTN- tai transponderimoduuleihin. Yhdessä DSP:n ja modulaation parannusten kanssa ne mahdollistavat pidemmän kantaman, huomattavan alentuneen bitin kustannuksen sekä korkean siirtonopeuden käytön kaupunkiverkkojen, alueellisten ja pitkän matkan DCI-sovellusten tarpeisiin. Nykyään – alkaen STN6800 D16-modulaarinen OTN-alausta (1 U, 6,4 T / 2 U, 12,8 T) , täysin yhtenäiset kantataajuusalueet (400ZR, OpenZR+, 800ZR/800LR), tulevaisuuteen suunnitellut C- ja L-kaistojen linjajärjestelmät sekä avoin NMS, jossa on SNMP-/NETCONF-ominaisuuksia. Sino Telecom varmistaa, että operaattorit ja teleoperaattorit voivat valita sopivimman yhtenäisen ratkaisun – joko kiinteän nopeuden yksinkertaisiin piste-piste-yhteyksiin, ZR+:n pidempiin etäisyyksiin ja ROADM-yhteensopivuuteen, Open ZR+:n monitoimittajayhteensopivuuteen tai Open ZR:n mahdollisimman laajaan avoimuuteen. Lisäksi varmistamme saumattoman päivityksen 1,6 Tbit/s -nopeuteen ilman kokonaan uutta vaihtoa. Maailman johtavien DCI-toimittajien joukossa, jolla on jo yli 100 000 yksikköä toimitettu yli 30 maahan maailmanlaajuisesti ja jolla on vahva, kentässä testattu luotettavuus, toimitusketju sekä syvällistä teknistä asiantuntemusta omaava tiimi, Sino Telecom tarjoaa laajimman valikoiman ratkaisuja erilaisten DCI-asennustarpeiden tyydyttämiseen – pienistä ja keskisuurista ISP-tarjoajista tier-1 pilvipalvelujen operaattoreihin. Ota rohkeasti yhteyttä Sino Telecomin myyntiasiantuntijoiden tiimiin tarjouksen pyytämiseksi. Tarjoamme teknisiä tiedotuspapereita, tapaustutkimuksia ja käyttöönoton parhaita käytäntöjä, jotka on mukautettu seuraavan sukupolven DCI-verkkoratkaisuunne hyödyntäen kymmenien vuosien ajan kehitettyä yhtenäistä innovaatiota.