Ultra-hosszú távú DCI: hogyan teszik lehetővé a koherens optikai technológiák a 2600 km-es adattovábbítást

Ultra-hosszú távú DCI: hogyan teszik lehetővé a koherens optikai technológiák a 2600 km-es adattovábbítást

Ahogy a felhőalapú számítástechnika, az MI-munkaterhelések és az elosztott tárolás egyre tovább nőnek, a DCI-szolgáltatások iránti kereslet új csúcsokat ér el. Az adatközpont-hálózattervezők olyan kommunikációs képességet keresnek, amely több ezer kilométeres távolságot is lefed, extrém hosszú távon, anélkül, hogy drága elektronikus újragenerálások sorozatát kellene végrehajtaniuk. Pont ezért fontos a koherens optika. Sino-Telecom Technology Co., Inc. 200G átvitelt mutatott be 2600 km-en – és ez egy valós alkalmazás, nem elméleti modell.

Mi teszi olyan kihívóvá a hosszú távú átvitelt?

A jelek százas és ezres kilométeres távolságon való átvitele számos fizikai kihívással jár. Amikor egy jel százas és ezres kilométeres hosszúságú szálas optikai kábelen halad át, többféle jelromlás lép fel, például: CD (kromatikus diszperzió), PMD és az OSNR (optikai jel-zaj arány) általános romlása. Egy IM-DD (intenzitásmodulációs és közvetlen érzékeléses) adóvevő alapvetően egyfajta jel szintjét próbálja megkülönböztetni, és nem rendelkezik beépített mechanizmussal a diszperzió és a zaj elleni küzdelemre.

Gyakran OEO (optikai-elektromos-optikai) konverziókra támaszkodnak a jelek újragenerálásához. Bár ez a megoldás a sávszélesség szempontjából bizonyítottan előnyös, további hátrányok is adódnak vele: késleltetés, nagyobb energiafelhasználás és növekedett bonyolultság bármely adott útválasztórendszerben történő implementáció során. Összehasonlításképpen egy 2600 km-es útvonal, amelyhez 35 optikai újrageneráló egységre lenne szükség, egyszerűen nem praktikus megoldás IM-DD technológiával.

Összefüggő technológia a távolsági adatátvitelhez – egy Sino-Telecom sikertörténet

A koherens optika egy fejlettebb átviteli technológia, amely az optikai jelek intenzitásának és fázisának érzékelésén alapul, gyakran kettős polarizációs multiplexelés és DSP-algoritmusok alkalmazásával. A közvetlen érzékeléssel ellentétben, amely csak az intenzitást méri, a koherens érzékeléshez egy helyi oszcillátor-lézer hozzáadása szükséges az érkező optikai jel keveréséhez, így lehetővé válik a fázis és a polarizáció (valamint a jel intenzitásának) érzékelése. A Sino-Telecom mindig is a távolabbi adatátvitel előmozdítására törekedett, és legjelentősebb, legutóbbi projekteink egyike a legmodernebb, alacsony csillapítású G.654E optikai szál és egy hatékony EDFA optikai erősítőkészlet alkalmazását foglalja magában, amelyek a jeleket elfogadható szintre erősítik. Ennek a megoldásnak a szíve azonban a digitális jelfeldolgozó (DSP) motor, amely lehetővé teszi a CD, a PMD és a frekvenciaváltások digitális, valós idejű kompenzálását. Ez a digitális kompenzáció megszünteti az inline diszperzió-kompenzációs modulok nagy részének szükségességét, és drámaian megnöveli az optikai erősítők közötti távolságot. Ez gazdaságossá teszi a hosszú távolságú átvitelt, ahogy azt a G.654E szálunk projektje is bemutatja.

200 G felett 2600 km — Egy valós üzembe helyezési eset

A Sino-Telecom innovációja ebben a tesztprojektben mutatkozik meg. Célunk egy nyitott optikai hálózat modelljének kialakítása volt a hosszú távú adatátvitelhez, amely a G.654E optikai szál és az EDFA erősítők alkalmazásával javítja a jel erősítését, és elérhetővé teszi a megfelelő átviteli teljesítményt. Ebben a projektben egy 200 G rendszert építettünk és teszteltünk G.654E szálon, amely egyetlen hullámhosszú jelet képes 2600 km távolságra továbbítani csupán 35 optikai újraváltási szakaszon keresztül, elektromos újragenerálás nélkül. Ez jelentős fejlődés az OEO újragenerálási technológiához képest, és óriási ugrást jelent a kontinensek közötti adatközpontok összekapcsolásában.

400 G 1000 km-en és mi következik ezután

A nagysebességű (400 G vagy több) adatátvitel hosszú távolságon néha összetettebb feladat, mivel a magasabb sebesség általában magasabb szimbólumarányt vagy modulációs formátumot jelent, amely további OSNR-zavarokat okozhat. Ugyanabban a tesztelési forgatókönyvben a Sino-Telecom 400 G-os egyhullámhosszúságú rendszert tesztelt és ért el, amely 1000 km-t tudott átvinni G.654E szálban csupán 15 optikai újraváltási szakasszal (ismét elektromos újragenerálás nélkül). A kapacitás növekedésével a távolság csökken, mivel a kapcsolati zavarok fokozódnak. A jövőben a digitális jel-feldolgozó (DSP) algoritmusok fejlődése – különösen a javított hibajavító kódolás (FEC) és a valószínűségi konstelláció-formázás, valamint az ultra-nagy bódsebesség (200 Gbaud) – tovább növeli a távolsági határt mind a 400 G, majd később az 800 G és az 1,6 T ultra-hosszú távolságú DCI-hálózatok esetében.

Hosszú távolságú útvonaltervezés: helyszín kiválasztása és tartaléktervezés

Ultra-hosszú távolságú rendszer telepítése A DCI a kapcsolat létrehozása nem csupán egy ‘csatlakoztass és működj’ folyamat; gondos tervezés elengedhetetlen. A szál típusa fontos helyszíni szempont. Ebben az esetben a G.654E szál nagyon alacsony veszteséget eredményez, de ugyanezt a körutat egy korábbi G.652 szállal építve diszperzió-kezelő rendszer tervezésére lenne szükség. Az erősítőhelyek elhelyezése és sűrűsége szintén pontosan kiszámítandó; a jel teljesítményének növelését úgy kell optimalizálni, hogy ne adjunk hozzá kívánatlan zajt. A tartaléktervezés is ugyanolyan kritikus összetevő. A transzmissziós minőség (QoT) analitikai modelleknek tartalékokat kell tartalmazniuk az ismeretlen értékek – például csatlakozóveszteség, erősítő nyereség-ingadozás és szál típusának különbségei – ellensúlyozására. A fejlettebb hálózatokban egyes üzemeltetők gépi tanulási modelleket alkalmaznak, amelyek fokozatosan csökkenthetik ezeket a tartalékokat, ahogy egyre több adatot gyűjtenek.

Teszteléstől a termelésig: Ami az üzemeltetőket érdekelni fog

Amikor egy modell érvényesítésre került, és készen áll a gyártásba való bevezetésre, az üzemeltetőknek a következő lépéseket kell megtenniük: Alapos optikai vonali rendszer-tesztelést kell végezni, amely magában foglalja az összes erősítő teljes karakterizálását minden működési feltétel mellett. Nyílt hálózati interfészeket – például SNMP-t és NETCONF-ot – kell implementálni, valamint erős, B/S architektúrán alapuló NMS-t (hálózatkezelő rendszert), hogy biztosítsák a harmadik féltől származó integrált hálózatkezelő rendszerekkel való zavarmentes integrációt, és lehetővé tegyék a dinamikus kiépítést. Fokozatos telepítési tervet kell elkészíteni, amely egy sötét szálpárral kezdődik, majd tesztelés és figyelés után bővül a hálózat. Biztosítani kell az erős védelmi mechanizmusokat, például az OCH-védelmet, amely gyors átkapcsolást biztosít szálhibák esetén. Ezekkel a tervekkel az ultra-hosszú távú DCI zavartalanul haladhat át a koncepcióbizonyítástól a gyártási üzembe helyezésig.

Összegzés

A világ vezető DCI-szolgáltatójaként, akinek eddig több mint 100 000 egységet szállítottak ki világszerte, A Sino-Telecom sikeres bemutatása 200 Gbit/s 2600 km-en és 400 Gbit/s 1000 km-en — az ultraalacsony veszteségű G.654E szál, az EDFA erősítők és a fejlett koherens optikai technológia alkalmazásával — bemutatja az optikai hálózatépítés figyelemre méltó fejlődését. Az ultra-hosszú távú DCI képesség OEO-regeneráció nélkül lehetővé teszi, hogy adatközpontokat kössünk össze nagyon nagy távolságokon, így valóban elosztott felhőalapú telepítéseket és hatalmas művészi intelligencia számítási igényeket támogassunk. Teljes kínálatunkkal, amely koherens optikai átviteli megoldásokból áll — például hatékony DCI-megoldásainkból, mint a rendkívül kompakt 2U méretű STN6800-D16-2U platform, amely akár 12,8 Tbit/s-os ultra-nagy átviteli kapacitást biztosít — valamint kiterjedt optikai transzceiver-családunkból, a Sino-Telecom támogathatja ultra-hosszú távú DCI-hálózataihoz tartozó igényeit. Kérjük lépjen kapcsolatba velünk vegye fel velünk a kapcsolatot még ma, hogy megbeszélje ultra-hosszú távú DCI-hálózati igényeit, árajánlatot kapjon, részletes műszaki specifikációkat lásson, és tanulmányozza az esettanulmányokat, beleértve a 2600 km-es átviteli bemutatónkat is, amellyel hálózatát tovább tudja terjeszteni, mint eddig.