Koherente Optiks sa DCI: Mula sa 100G hanggang sa 800G at ang Daan patungo sa 1.6T

Ang Industriya ng DCI ay lubos na umunlad sa nakalipas na sampung taon. Noong isang dekada ang nakalilipas, ito ay pangunahing long-haul na teknolohiya para sa mga telepono. Ngayon, ang DCI ang pundasyon ng aming cloud-centric at AI-driven na ekonomiya. Ang koherente na optical technology ang nasa sentro ng ebolusyon na ito, na nagpapalakas sa pagtaas ng kapasidad na kailangan ng aming digital na ekonomiya. Kung ikaw ay isang network operator na nagsisipag-isip tungkol sa hinaharap, mahalaga ang malalim na pag-unawa sa kasaysayan nito upang mabigyan ng direksyon ang iyong susunod na henerasyong estratehiya para sa DCI.

Bakit Naging Mahalaga ang Koherente Optiks para sa DCI

Ang orihinal na anyo ng optical communications ay gumamit ng direct detection kung saan ang amplitude lamang ng liwanag ang binabago. Habang tumataas ang bilis, dumating ang isang punto kung saan ang pundamental na teknik na ito ay umabot sa isang hadlang. Ngunit sa coherent optics, inililipat ang impormasyon sa pamamagitan ng mga pagbabago sa amplitude at phase, at maaari pa ring ipadala nang sabay-sabay sa parehong polarizations. Ibig sabihin, ang bilang ng bits ng data na mailalagay sa isang solong light signal ay tumataas nang malaki.

Ang teknolohikal na inobasyon ay umaasa sa isang teknolohiya na tinatawag na digital signal processing (DSP). Sa gilid ng tagatanggap, ang mga algorithm na batay sa DSP ay kumukompensate para sa mga optical impairments tulad ng chromatic at polarization mode dispersion na kung hindi man ay siraan ang signal habang ito ay dumadaan sa network. Ang resulta ay isang napakalaking pagtaas sa spectral efficiency at ang kakayahang makamit ang mataas na bilis, mahabang distansya, at mataas na kapasidad na transport na hindi kayang gawin ng direct detection technology. Talaga nga, ang coherent transmission ay ang de facto standard ngayon sa mga bilis na 100 Gbps at mas mataas, at sa mga distansya na 40 km at mas malayo.

Ang Pag-unlad Mula sa 100G Hanggang sa 800G na Coherent Technology

Ang paglipat mula sa 100G patungo sa 800G ay bunga ng patuloy na inobasyon sa parehong DSP at semiconductor fabrication. Ang unang coherent optics ay simpleng malalaki at mataas ang konsumo ng kuryente na transponders. Ang 100G coherent optics ang unang pangunahing pagbabago dahil ang pamamaraang ito ay nagbigay-daan sa mga long-haul link nang walang mga intermediate signal regenerators.

Ang naging mahalagang pagbabago sa paglipat patungo sa 400G ay ang pagkakaroon ng mga pluggable coherent module. Ang mga produkto tulad ng QSFP-DD ay pagsasama-sama ng isang napakahusay na coherent DSP, optics, at modernong modulation sa isang form factor na maaaring diretsong i-plug sa mga port ng router. Ito ay nagdulot ng pagsasama ng IP at optics na may mas simple na arkitektura at mas mababang operasyonal na gastos. Ang mga pag-unlad sa CMOS processes ay nagresulta rin sa mas mabilis at mas enerhiya-episyente na DSP na nagpapagana sa kasalukuyang henerasyon ng 800G pluggables.

Paano Nagpapahintulot ang Coherent sa Mas Mataas na Kapasidad at Mas Mahabang Saklaw

Ang mga coherent system ay nagbibigay ng kanilang mga kalamangan sa pamamagitan ng ilang pangunahing teknolohiya.   Una, may mga istrukturang pananamit na may katalinuhan. Halimbawa, sa paggamit ng DP-16QAM (Dual-Polarization 16-Quadrature Amplitude Modulation), maraming bit ang isinasama sa bawat simbolo, na nagpapataas ng kahusayan sa spectrum at kaya naman ay lumalaki nang malaki ang bilis ng datos bawat haba ng alon. Pangalawa, sa pamamagitan ng polarization multiplexing, dalawang signal ang maaaring ipadala nang hiwalay sa iisang haba ng alon, kaya doble ang kapasidad nito.

Pangatlo, ang built-in na DSP engine ay nakakakompensate sa mga kahinaan ng optical fiber sa totoong oras upang mapagkakatiwalaan ang pagpapadala kahit lampas sa saklaw ng mga direct-detection system. Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng lahat ng mga elemento—mataas na baud rate, detalyadong modulation, at malakas na DSP—ang coherent system ay ngayon ay nakakalampas sa mga limitasyon na naglilimita sa direct-detection sa mas kaunti sa 100 km para sa mga bilis na higit sa 400G sa isang wavelength.

DCO, ZR, at ZR+: Pagpili ng Tamang Teknolohiyang Optikal

Ibig sabihin nito ay may iba’t ibang uri ng coherent pluggable optics na maaaring piliin ng mga operator ng network. Mahalaga ang pag-unawa sa kanilang mga pagkakaiba upang makapili ng angkop na opsyon.

Digital Coherent Optics (DCO): Ito ang pangkalahatang termino para sa mga coherent transceiver na may kasamang DSP engine sa loob ng module. Tinatanggal ang panlabas na proseso.

OIF 400ZR: Ito ang pangunahing kinakailangan para sa 400G coherent pluggables. Idinisenyo para sa point-to-point na single-span metro DCI hanggang sa humigit-kumulang 120 km, nagtitiyak ito ng multi-vendor interoperability ngunit gumagamit ng nakatakda na bilis at format ng modulation.

ZR+ (Extended Reach): Kadalasan, tumutukoy ito sa mga module na lumalampas sa 400ZR baseline sa pamamagitan ng mas mataas na transmit power, mas mahusay na forward error correction (FEC), at kakayahang suportahan ang iba’t ibang scheme ng modulation para sa mas mahabang distansya (600 km at higit pa) o para sa compatibility sa ROADM. Dahil ang terminong itong "ZR+" ay maaaring isang vendor-specific na proprietary extension, maaari itong mag-iba sa bawat vendor.

OpenZR+: Madalas itinuturing na "ang pinakamahusay sa parehong mundo," ito ay isang teknolohiyang maraming vendor at interoperable na nag-aalok ng mga rate ng modulation na mapipili sa pamamagitan ng software mula 100G hanggang 400G, at nagbibigay ng saklaw na katumbas ng mga solusyon ng dedikadong transponder. Ito ang pangunahing pagpipilian para sa mga maliit at katamtamang negosyo (SMB) na ISP at mga enterprise na nagmamahal ng kahutukan nang walang vendor lock-in.

Pagbawas sa Gastos Bawat Bit sa Pamamagitan ng Mga Optics na May Mas Mataas na Bilis

Malinaw ang ekonomikong dahilan para sa pag-adopt ng mga coherent optics na may mas mataas na bilis. Habang tumataas ang mga rate ng data sa isang solong landas, bumababa nang malaki ang gastos bawat bit na inililipat. Ang paglipat mula 100G patungo sa 400G o 800G ay magpapahintulot sa mga provider ng serbisyo na dalhin ang 4x hanggang 8x na dami ng data sa umiiral na fiber infrastructure nang hindi nadadagdagan ang bilang ng hardware, espasyo, at kuryente na ginagamit sa parehong antas.

Bukod dito, ang mga pluggable coherent module ay nagtatanggal ng pangangailangan para sa mga hiwalay na transponder shelf, na binabawasan ang bilang ng mga device sa network at pinapasimple ang pamamahala. . Ang pinakabagong henerasyon ng mga module ay gumagamit ng advanced na DSP silicon upang makamit ang hanggang 30% na mas mababang pagkonsumo ng kuryente bawat bit kumpara sa mga nakaraang henerasyon . Para sa mga SMB ISP na sensitibo sa enerhiya, ito ay direktang nagreresulta sa mas mababang operasyonal na gastos at mas maliit na carbon footprint.

Ang Hinaharap na Landas Patungo sa 1.6T Coherent Transmission

Ang industriya ay nagsisimula na ngayon sa pagpaplano para sa susunod na malaking hakbang: 1.6T. Ang OIF ay aktibong nagtatrabaho sa mga implementation agreement para sa 1600ZR at 1600ZR+ . Ang mga ito ay gagamit ng karagdagang mga pag-unlad sa CMOS technology upang taasan ang baud rates at ipatupad ang mas advanced na modulation formats, kabilang ang interoperable probabilistic constellation shaping (PCS) .

Ang Sino-Telecom ay naghahanda na ngayon para sa hinabang na ito. Ang aming STN6800-D16-1U DCI platform ay sumusuporta ng hanggang 6.4T na kapasidad bawat site ngayon, na may line-side rates na hanggang 400G. Ang STN6800-D16 platform ay idinisenyo para sa maayos na ebolusyon patungo sa 800G, at ang aming solusyon para sa coherent ring DCI na may malaking kapasidad ay nagbibigay ng malinaw na daan para sa upgrade patungo sa 48 × 800G na mga wavelength. Ito ay nagsisigurado na ang inyong investasyon ay mananatiling handa para sa hinaharap, na kayang lumawak kasama ang inyong negosyo habang patuloy na tumataas ang pangangailangan sa bandwidth. Naoperahan sa unahan ng optical na inobasyon, idinisenyo namin ang aming mga sistema upang maisama ang pinakabagong coherent na teknolohiya, mula sa 400G hanggang sa 800G at higit pa, na nagsisiguradong ang inyong network ay kasing-bilis ng pag-unlad ng panahon na pinapagana ng AI.

Konklusyon

Mula noong panahon ng mga mabigat at hindi praktikal na 100G na transponder, ang mga pluggable na 400ZR/800ZR at ang ebolusyon patungo sa 1.6T ngayon ay nagbago ng laro ng Data Center Interconnect (DCI) gamit ang coherent optical technology. Kumpara sa mga dating OTN o transponder module, ang coherent optics ay nakakamit ng pinakamahusay na spectral efficiency sa kategorya nito. Kasama ang mga pagpapabuti sa DSP/modulation, ito ay nagpapahintulot ng mas mahabang abot, isang napakalaking pagbawas sa gastos bawat bit, at ginagawa ang mataas na bilis ng transportasyon na magagamit para sa metro, rehiyonal, at long-haul na DCI na mga aplikasyon. Ngayon, mula sa STN6800 D16 modular na OTN platform (1U 6.4T / 2U 12.8T) , mga kumpletong coherent na pluggable na may buong saklaw (400ZR, OpenZR+, 800ZR/800LR), mga susunod na henerasyon na linya ng sistema para sa C band/L band, at bukas na NMS na may mga tampok na SNMP/NETCONF—sinisiguro ng Sino Telecom na ang mga operator/telco ay makakapili ng pinakangangkop na coherent: ang fixed rate para sa simpleng point-to-point na span, ang ZR+ para sa mas mahabang distansya at kompatibilidad sa ROADM, ang Open ZR+ para sa pagbukas sa multi-vendor, o ang Open ZR para sa pinakamalawak na pagpipilian. Bukod dito, sinisiguro rin namin ang seamless na upgradeability patungo sa 1.6T nang walang kailangang pampalit na hardware (forklift). Bilang isa sa mga pangunahing tagapagkaloob ng DCI sa buong mundo—na mayroon nang higit sa 100,000 na yunit na naipadala sa higit sa 30 bansa sa buong mundo—at may matibay na track record sa field reliability, supply chain, at isang koponan ng malalim na teknikal na ekspertise, ang mga alok ng Sino Telecom ay nagbibigay ng pinakamalawak na hanay ng mga pagpipilian upang tugunan ang iba’t ibang pangangailangan ng mga DCI deployment—from mga maliit at katamtamang negosyo (SMB) na ISP hanggang sa mga tier-1 na cloud operator. Huwag mag-atubiling makipag-ugnayan sa koponan ng mga eksperto sa benta ng Sino Telecom para sa isang quote. Maaari naming iproseso ang mga datasheet, mga case study, at mga pinakamainam na gawain sa deployment na nakatuon sa iyong susunod na henerasyon ng solusyon sa DCI network gamit ang dekada-ng pananaliksik at inobasyon sa coherent technology.