Блог

Aug 15, 2023

Достижение скорости 100 Гбит/с с использованием O

Переход на скорости 400 Гбит/с и 800 Гбит/с в настоящее время является одной из самых горячих тем в сфере телекоммуникаций. Однако большинство операторов по-прежнему в основном используют технологию 10 Гбит/с или 25 Гбит/с, особенно в сфере доступа.

Переход на скорости 400 Гбит/с и 800 Гбит/с в настоящее время является одной из самых горячих тем в сфере телекоммуникаций. Тем не менее, большинство операторов по-прежнему в основном используют технологию 10 Гбит/с или 25 Гбит/с, особенно в сетях доступа и восходящих каналах базовых станций LTE/5G. Чтобы гарантировать готовность сетей к следующей волне передачи, операторам необходимо построить системы волнового мультиплексирования, которые позволят соединениям перейти на скорость 100 Гбит/с.

Здесь два специалиста по телекоммуникационным сетям из Салумануса объясняют, какие устройства использовать для запуска Ethernet N × 100 Гбит/с в городских условиях или для доступа к инфраструктуре с использованием передачи в O-диапазоне.

Передача Ethernet 100 Гбит становится все более популярной в таких приложениях, как сети 5G и центры обработки данных. Одним из способов обеспечения успешного перехода операторов на 100Gb Ethernet является использование передачи в O-диапазоне. O-диапазон, или исходный диапазон, был основным диапазоном, используемым в телекоммуникациях, из-за его нулевой хроматической дисперсии. О-диапазон с шириной спектра от 1260 до 1360 нм послужил основой для создания лазеров и детекторов.

Со временем C-диапазон стал предпочтительным выбором для операторов из-за высокой степени затухания O-диапазона при работе на больших расстояниях. Однако увеличение скорости передачи данных привело к дальнейшим изменениям. Передача 100G в C-диапазоне могла работать только на расстояниях 2–3 километра (км) при модуляции NRZ/PAM4. Чтобы отправить данные дальше, операторам необходимо компенсировать хроматическую дисперсию или использовать более дорогую когерентную оптику.

Существует несколько способов запуска каналов со скоростью 100 Гбит/с. Наиболее традиционным решением для передачи данных со скоростью 100 Гбит/с является использование серых модулей LR4 или ER4. Ограничением этой технологии является количество параллельных передач, которые можно запустить. Мы можем обеспечить максимум одну передачу со скоростью 100 Гбит/с по одному волокну.

Второй вариант — запустить N x 100 Гбит/с с использованием системы DWDM на базе трансиверов, использующих технологию PAM4. Из-за особенностей работы модулей решение DWDM требует, помимо мультиплексоров, использования компенсаторов хроматической дисперсии и оптических усилителей, что существенно увеличивает капитальные затраты (CAPEX).

Третий метод – использование когерентной модуляции, позволяющей реализовать связи без необходимости использования компенсаторов. Из-за энергопотребления доступных в настоящее время когерентных модулей данное решение требует использования классической архитектуры с транспондерами, поскольку модули когерентности 100G выполнены в виде интерфейсов CFP/CFP2.

GBC Photonics предлагает еще одно решение, позволяющее операторам использовать скорость N x 100 Гбит/с. Это решение основано на сети 200 ГГц в O-диапазоне и позволяет пользователям работать на расстоянии до 30 км. Работа в О-диапазоне позволяет исключить компенсаторы хроматической дисперсии. Согласно диаграмме хроматической дисперсии (рис. 1), для самого популярного волокна (G.652) дисперсия практически равна 0 на отметке 1300 нм. Благодаря использованию сети 200 ГГц мы можем создать до 16 независимых каналов передачи.

Одним из самых больших преимуществ решений O-диапазона является использование модуляции PAM4 и Direct Detect, что позволяет использовать модули GBC Photonics для передачи по одному и двум волокнам. Для реализации правильной модуляции PAM4 использовался запатентованный процессор nCP4™ на базе платформы PH18 Silicon Photonics Tower Semiconductor. Процессор nCP4™ позволяет операторам преобразовывать N электрических линий с потоком 56 бод в N оптических линий со скоростью до 800 Гбит/с. Интеграция нескольких оптоэлектронных элементов обеспечивает лучшие параметры по сравнению с традиционным соединением дискретных элементов.

Решение PH18 Silicon Photonics Tower Semiconductor представляет собой параллельную тенденцию развития технологий, связанную с технологией фосфида индия. Кроме того, улучшение чувствительности приема было достигнуто за счет использования приемного диода ЛФД. В результате основным преимуществом сочетания модуляции PAM4 и Direct Detect является возможность реализации модулей как в одиночных, так и в двухволоконных приложениях.