Ultra-Long-Haul na DCI: Paano ang Coherent Optics ay Nagpapahintulot ng 2,600km na Transmission

Ultra-Long-Haul na DCI: Paano ang Coherent Optics ay Nagpapahintulot ng 2,600km na Transmission

Dahil sa patuloy na paglaki ng cloud computing, AI workloads, at distributed storage, ang demand para sa DCI service ay umabot na sa bagong antas. Ang mga designer ng data center network ay naghahanap ng kakayahan na suportahan ang komunikasyon sa buong ilang libong kilometro, sa napakalawak na distansya, nang walang kailangang gawin ang maraming mahal na electronic regeneration. Sino-Telecom Technology Co., Inc. ay nagpakita ng 200G na transmission sa loob ng 2,600 km—at ito ay isang tunay na aplikasyon, hindi teorya.

Ano ang Nagpapahirap sa Long-Haul Transmission?

Ang pagpapadala ng mga signal sa loob ng daan-daang at libong kilometro ng fiber ay nakasalalay sa maraming pisikal na hamon. Kapag tumatagos ang isang signal sa daan-daang at libong kilometro ng fiber, may ilang mga pagkabali ng signal tulad ng: CD (Chromatic Dispersion), PMD, at ang pagbaba ng kabuuang OSNR (Optical Signal to Noise Ratio). Ang isang IM-DD (Intensity Mod and Direct Detect) transceiver ay pangunahing sinusubukan na kilalanin ang anumang antas ng signal at hindi naitatag sa loob nito ang mga paraan upang labanan ang dispersion at noise.

Kadalasan sila ay umaasa sa OEO (Optical-Electrical-Optical) conversions upang muling likhain ang mga signal. Bagaman ito ay napatunayang kapaki-pakinabang sa aspeto ng throughput, may karagdagang gastos sa anyo ng latency at power consumption, kasama na ang kumplikado ng pagpapatupad sa anumang router system. Sa paghahambing, ang isang ruta na 2,600 km, na nangangailangan ng 35 optical regenerators, ay simpleng hindi praktikal na solusyon gamit ang IM-DD.

Koherenteng Teknolohiya sa Likod ng Mahabang Distansiyang Pagpapadala — Isang Kwento ng Tagumpay ng Sino-Telecom

Ang coherent optics ay isang mas advanced na teknolohiya sa pagpapadala na umaasa sa pagdedetekta ng parehong intensity at phase ng mga optical signal, kadalasan kasama ang paggamit ng dual polarization multiplexing at mga DSP algorithm. Iba sa direct detection na sinusukat lamang ang intensity, ang coherent detection ay nangangailangan ng pagdaragdag ng local oscillator laser upang i-mix sa papasok na optical signal, na nagpapahintulot sa deteksiyon ng phase at polarization (kasama ang intensity ng signal). Ang Sino-Telecom ay palaging nangunguna sa pagpapalawig ng distansya ng data transmission, at isa sa aming pinakamahalagang kamakailang proyekto ay gumagamit ng high-end, low-attenuation na G.654E optical fiber kasama ang hanay ng malakas na EDFA optical amplifier na nagpapalakas ng mga signal sa katanggap-tanggap na antas. Gayunpaman, ang puso ng solusyon na ito ay ang digital signal processing (DSP) engine na nagbibigay-daan sa digital na kompensasyon ng CD, PMD, at frequency shifts sa real-time. Ang ganitong digital na kompensasyon ay nag-aalis ng pangangailangan ng maraming in-line dispersion compensation module at nagpapalawig nang husto ng distansya sa pagitan ng mga optical amplifier. Dahil dito, ang mahabang distansya ay naging ekonomikal, tulad ng ipinapakita sa aming G.654E fiber project.

200G Higit sa 2,600 km — Isang Tunay na Pagkakagamit

Ipinaaalala ng Sino-Telecom ang kanilang pagkamalikhain sa pamamagitan ng proyektong ito. Nais naming itatag ang isang modelo para sa bukas na optical network para sa mahabang distansiyang transmisyon, gamit ang G.654E optical fiber at EDFA amplifiers upang mapabuti ang signal gain at makamit ang sapat na antas ng transmission performance. Sa proyektong ito, ginawa at sinubukan namin ang isang 200G system sa G.654E fiber na kaya nang magpadala ng isang wavelength signal sa distansiyang 2,600 km, na nangangailangan lamang ng 35 optical relay spans, nang walang anumang electrical regeneration. Ito ay isang malaking pagpapabuti kumpara sa OEO regeneration technology at kumakatawan sa isang malaking hakbang pasulong sa transcontinental data center interconnects.

400G Higit sa 1,000 km at Ano ang Susunod

Ang pagkamit ng mataas na bilis (400G o higit pa) sa mahabang distansya ay maaaring maging mas kumplikado dahil ang mas mataas na bilis ay karaniwang nangangahulugan ng mas mataas na symbol rate o modulation format, na maaaring magdulot ng karagdagang OSNR impairments. Sa parehong senaryo ng pagsusulit, sinubukan at nakamit ng Sino-Telecom ang isang 400G single wavelength system na nagpadala ng 1,000 km sa pamamagitan ng G.654E fiber gamit lamang ang 15 optical relay spans (muli, nang hindi ginagamit ang electrical regeneration). Habang tumataas ang kapasidad, bumababa ang distansya dahil sa dagdag na link impairments. Sa hinaharap, ang pag-unlad ng mga digital signal processing (DSP) algorithm na may enhanced forward error correction (FEC) at probabilistic constellation shaping, kasama na ang ultra-high baud rates na 200Gbaud, ay patuloy na palalawakin ang distansya para sa parehong 400G, at kalaunan para sa 800G at 1.6T ultra-long haul DCI networks.

Pagpaplano ng Long-Haul na mga Ruta: Pagpili ng Lokasyon at Disenyo ng Margin

Pag-deploy ng ultra-long haul DCI ang pagkakabit ay hindi lamang isang operasyon na 'plug and play'; mahalaga ang maingat na pagpaplano. Ang uri ng fiber ay isang mahalagang pagsasaalang-alang sa lokasyon. Sa kasong ito, ang G.654E ay nagreresulta sa napakababang loss, ngunit ang parehong circuit na ginawa gamit ang mas lumang G.652 ay nangangailangan ng pagpaplano para sa isang dispersion management system. Dapat ding maingat na kalkulahin ang lokasyon at density ng mga amplifier site; kailangan mong balansehin ang pagtaas ng signal power at ang pagdaragdag ng di-nais na noise. Ang margin design ay katulad nitong kritikal na bahagi. Ang analytical quality of transmission (QoT) models ay kailangang maglalaman ng mga margin upang kompensahin ang mga hindi alam na halaga tulad ng connector loss, mga pagbabago sa amplifier gain, at mga pagkakaiba sa uri ng fiber. Sa mga mas advanced na network, ilang operator ang gumagamit ng machine learning models na kayang unti-unting bawasan ang mga margin na ito habang dumarami ang kanilang nakokolektang data.

Mula sa Pagsusulit hanggang sa Produksyon: Ano ang Dapat Alamin ng mga Operator

Kapag na-validated na ang isang modelo at handa nang ilunsad sa produksyon, ang mga operator ay dapat kumuha ng mga sumusunod na hakbang: Isagawa ang mahigpit na pagsusuri sa optical line system, kabilang ang buong pag-uuring teknikal ng lahat ng mga amplifier sa ilalim ng lahat ng kondisyon ng operasyon. Ipatupad ang mga bukas na network interface tulad ng SNMP at NETCONF, kasama ang matibay na NMS (Network Management System) na batay sa arkitekturang B/S, upang matiyak ang maayos na integrasyon sa mga third-party integrated network management system at payagan ang dynamic provisioning. Magplano ng paunti-unting paglulunsad—magsimula sa isang dark fiber pair, subukin at subaybayan ito, at pagkatapos ay palawakin ang network. Siguraduhing mayroon kang matitibay na mekanismo para sa proteksyon, tulad ng OCH protection, na nagbibigay ng mabilis na failover kapag may pumutok na fiber. Kapag naisagawa na ang lahat ng mga plano na ito, ang ultra-long haul DCI ay magpapadaloy nang maayos mula sa proof-of-concept hanggang sa produksyon.

Kongklusyon

Bilang isang pangunahing supplier ng DCI sa buong mundo na may higit sa 100,000 na yunit na naipadala hanggang ngayon, Ang matagumpay na demonstrasyon ng Sino-Telecom ng 200G sa loob ng 2,600 km at 400G sa loob ng 1,000 km—gamit ang ultra-low-loss na G.654E fiber, mga EDFA amplifier, at advanced coherent optics—ay nagpapakita ng kahanga-hangang pag-unlad ng optical networking. Dahil sa kakayahang mag-ultra-long haul DCI nang walang OEO regeneration, ang mga data center ay maa nang ikonekta sa napakalawak na distansya, na nagpapahintulot sa tunay na distributed cloud deployments at sa malalaking artificial intelligence compute requirements. Kasama ang buong hanay ng aming coherent optical transport solutions—from sa aming makapangyarihang DCI solutions tulad ng highly compact na 2U STN6800-D16-2U platform na nag-aalok ng ultra-large na transmission capacity hanggang sa 12.8T—hanggang sa aming komprehensibong hanay ng optical transceivers, ang Sino-Telecom ay kayang tumugon sa inyong mga pangangailangan para sa ultra-long haul DCI. Mangyaring makipag-ugnayan sa amin ngayon upang talakayin ang inyong mga pangangailangan sa ultra-long haul DCI network, makakuha ng quotation, tingnan ang detalyadong specifications, at suriin ang mga case studies kasama ang aming 2,600km transmission demonstration upang palawigin ang inyong network nang higit pa kaysa dati.