DCI de Ultra-Longa Distância: Como a Óptica Coerente Permite Transmissão de 2.600 km

DCI de Ultra-Longa Distância: Como a Óptica Coerente Permite Transmissão de 2.600 km

À medida que a computação em nuvem, as cargas de trabalho de IA e o armazenamento distribuído continuam a crescer, a demanda por serviços DCI atinge novos patamares. Os projetistas de redes de data centers buscam a capacidade de suportar comunicações ao longo de vários milhares de quilômetros, em distâncias extremamente longas, sem precisar realizar uma série de regenerações eletrônicas dispendiosas. É exatamente nesse contexto que reside a importância da óptica coerente. Sino-Telecom Technology Co., Inc. demonstrou transmissão de 200 G em 2.600 km — e trata-se de uma aplicação real, não de uma teoria.

O Que Torna Tão Desafiadora a Transmissão de Longa Distância?

Enviar sinais por centenas ou milhares de quilômetros de fibra está sujeito a diversos desafios físicos. Ao percorrer centenas ou milhares de quilômetros de fibra, um sinal sofre várias degradações, incluindo, entre outras: CD (Dispersão Cromática), PMD e degradação da OSNR global (Relação Sinal Óptico-Ruído). Um transceptor IM-DD (Modulação de Intensidade e Detecção Direta) basicamente tenta distinguir algum tipo de nível de sinal e não implementa, por natureza, mecanismos para combater dispersão e ruído.

Eles frequentemente dependem de conversões OEO (Óptico-Eletrônico-Óptico) para regenerar os sinais. Embora isso tenha se mostrado benéfico em termos de vazão, houve sobrecarga na forma de latência e custos de energia, além de complexidade para implementação em qualquer sistema de roteador específico. Por comparação, uma rota de 2.600 km, que exigiria 35 regeneradores ópticos, simplesmente não é uma solução prática com IM-DD.

Tecnologia Coerente por Trás da Transmissão de Longa Distância — Um Caso de Sucesso da Sino-Telecom

A óptica coerente é uma tecnologia de transmissão mais avançada que se baseia na detecção tanto da intensidade quanto da fase dos sinais ópticos, frequentemente com o uso adicional de multiplexação por dupla polarização e algoritmos DSP. Ao contrário da detecção direta, que mede apenas a intensidade, a detecção coerente exige a inclusão de um laser oscilador local para misturar-se com o sinal óptico de entrada, permitindo assim a detecção da fase e da polarização (além da intensidade do sinal). A Sino-Telecom sempre impulsionou transmissões de dados em distâncias maiores, e um dos nossos projetos mais notáveis recentemente emprega a fibra óptica G.654E de última geração e baixa atenuação, juntamente com uma série de potentes amplificadores ópticos EDFA que elevam os sinais a níveis aceitáveis. O coração desta solução, contudo, é o motor de processamento de sinal digital (DSP), que permite a compensação digital em tempo real de CD, PMD e desvios de frequência. Essa compensação digital elimina a necessidade de muitos módulos de compensação de dispersão em linha e amplia drasticamente o espaçamento entre os amplificadores ópticos. Isso torna viáveis economicamente distâncias longas, como demonstrado no nosso projeto com fibra óptica G.654E.

200G Além de 2.600 km — Um Caso Real de Implantação

A inovação da Sino-Telecom é demonstrada por meio deste projeto-piloto. Buscamos estabelecer um modelo para uma rede óptica aberta destinada à transmissão em longa distância, utilizando fibra óptica G.654E e amplificadores EDFA para melhorar o ganho do sinal e atingir níveis adequados de desempenho na transmissão. Neste projeto, projetamos e testamos um sistema de 200G sobre fibra G.654E capaz de transmitir um sinal de comprimento de onda único ao longo de uma distância de 2.600 km, exigindo apenas 35 trechos de retransmissão óptica, sem qualquer regeneração elétrica. Trata-se de uma melhoria significativa em comparação com a tecnologia de regeneração OEO e representa um grande avanço nas interconexões entre data centers transcontinentais.

400G Além de 1.000 km e o Que Vem a Seguir

Alcançar altas velocidades (400 G ou mais) em longas distâncias pode, por vezes, ser mais complexo, pois velocidades mais elevadas normalmente implicam uma taxa de símbolos ou um formato de modulação mais altos, o que pode gerar maiores degradações no OSNR. No mesmo cenário de teste, a Sino-Telecom testou e conseguiu implementar um sistema de 400 G por comprimento de onda único que transmitiu 1.000 km sobre fibra G.654E com apenas 15 repetidores ópticos (novamente, sem regeneração elétrica). À medida que a capacidade aumenta, a distância diminui devido às degradações adicionais na ligação. No futuro, o avanço dos algoritmos de processamento digital de sinal (DSP), com correção de erros à frente (FEC) aprimorada e modelagem probabilística de constelação, bem como taxas de baud ultraelevadas de 200 Gbaud, continuarão a ampliar ainda mais o alcance de distância tanto para redes de interconexão de data centers (DCI) ultralongas de 400 G quanto, posteriormente, de 800 G e 1,6 T.

Planejamento de Rotas de Longa Distância: Seleção de Locais e Projeto de Margem

Implantação de longa distância ultralonga DCI a ligação não é apenas uma operação de conectar e usar; um planejamento cuidadoso é essencial. O tipo de fibra é uma consideração importante no local. Neste caso, a fibra G.654E resulta em perdas muito baixas, mas o mesmo circuito construído com a fibra anterior G.652 exigiria o planejamento de um sistema de gerenciamento de dispersão. A localização e a densidade dos locais de amplificação também devem ser calculadas com precisão; você precisará equilibrar o aumento da potência do sinal com a adição de ruído indesejado. O projeto de margens é igualmente um componente crítico. Os modelos analíticos de qualidade de transmissão (QoT) precisam incluir margens para compensar valores desconhecidos, como perdas em conectores, variações no ganho dos amplificadores e diferenças entre tipos de fibra. Em redes mais avançadas, alguns operadores utilizam modelos de aprendizado de máquina capazes de reduzir gradualmente essas margens à medida que acumulam dados.

Dos testes à produção: o que os operadores precisam saber

Assim que um modelo for validado e estiver pronto para implantação em produção, os operadores devem seguir estas etapas: realizar testes rigorosos do sistema de linha óptica, incluindo a caracterização completa de todos os amplificadores sob todas as condições operacionais; implementar interfaces de rede abertas, como SNMP e NETCONF, juntamente com um NMS (Sistema de Gerenciamento de Rede) robusto baseado na arquitetura B/S, para garantir integração perfeita com sistemas de gerenciamento de rede integrados de terceiros e permitir o provisionamento dinâmico; planejar uma implantação em etapas, iniciando com um par de fibras escuras, realizando testes e monitoramento, e depois expandindo a rede; garantir mecanismos de proteção robustos, como proteção OCH, que oferecem failover rápido em caso de ruptura da fibra. Com esses planos em vigor, a interconexão de data centers (DCI) de ultra-longa distância transcorrerá sem problemas, desde a fase de prova de conceito até a produção.

Conclusão

Como fornecedor global líder de DCI, com mais de 100.000 unidades entregues até hoje, A demonstração bem-sucedida da Sino-Telecom de 200 G em 2.600 km e 400 G em 1.000 km — utilizando fibra G.654E de perda ultra-baixa, amplificadores EDFA e óptica coerente avançada — demonstra os notáveis avanços nas redes ópticas. Com a capacidade de DCI de alcance ultra-longo sem regeneração OEO, os centros de dados agora podem ser interligados em grandes distâncias, permitindo implantações de nuvem verdadeiramente distribuídas e atendendo às exigências massivas de computação para inteligência artificial. Com nossa linha completa de soluções de transporte óptico coerente — desde nossas potentes soluções de DCI, como a plataforma altamente compacta STN6800-D16-2U de 2U, que oferece uma capacidade de transmissão ultra-elevada de até 12,8 T, até nossa ampla gama de transceptores ópticos — a Sino-Telecom pode atender às suas necessidades de DCI de alcance ultra-longo. Por favor contate-nos hoje para discutir suas necessidades de rede de DCI de alcance ultra-longo, obter uma cotação, consultar as especificações detalhadas e visualizar estudos de caso, incluindo nossa demonstração de transmissão de 2.600 km, para estender sua rede além do que era possível anteriormente.