OFC 2024: Interoperabilitätsdemonstration von 400G ZR und 800G ZR

Auf der diesjährigen OFC-Konferenz präsentierten mehrere Anbieter die Anwendungen der 400G ZR-, 800G ZR- und 400G ZR+-Technologien in Rechenzentrumsverbindungen (DCI) und Telekommunikationsnetzwerken.

400GZR

Die 400G ZR-Technologie mit ihrer Schnittstellenrate von 400 Gbit/s basiert auf der kohärenten DP-16QAM-Modulationstechnologie mit einem Träger, kombiniert mit stromsparendem DSP und verketteter Vorwärtsfehlerkorrektur (C-FEC), wodurch eine Übertragungsentfernung von über 80 erreicht wird Kilometer zurücklegen und dabei nach der Fehlerkorrektur eine Fehlerrate unter 1.0E-15 beibehalten.

Die Designflexibilität dieser Technologie liegt in ihrer formfaktorunabhängigen Eigenschaft, die eine Anpassung an verschiedene Hardware-Formfaktoren ermöglicht.

800GZR

Die 800G ZR-Technologie, ein Upgrade von 400G ZR, erhöht die Schnittstellenrate auf 800 Gbit/s und behält gleichzeitig die gleichen Kerntechnologien bei, einschließlich kohärenter DP-16QAM-Modulation mit einem Träger und DSP mit geringem Stromverbrauch.

Darüber hinaus nutzt 800G ZR die O-FEC-Technologie (Outer Forward Error Correction), die eine Fehlerrate unter 1.0E-15 nach der Fehlerkorrektur ermöglicht und so eine hohe Zuverlässigkeit bei der Datenübertragung gewährleistet.

400G ZR+

400G ZR+ ist ein allgemeiner Begriff für Fähigkeiten über 400G ZR hinaus, obwohl er noch nicht im gesamten Ökosystem standardisiert wurde. Mit der Einführung des OpenZR+ Multi-Source Agreement (MSA) sollen längere Übertragungsstrecken sowie flexiblere Ethernet-Raten und Modulationsarten adressiert werden.

Insbesondere wurde in der im September 3.0 veröffentlichten Version 2023 eine hohe Sendeausgangsleistung (0 dBm) eingeführt, was die Leistung der Technologie weiter steigert. Die Einbeziehung des OpenROADM Multi-Source Agreement (MSA), das Ethernet- und Optical Transport Network (OTN)-Dienste unterstützt, verleiht der Demonstration aufgrund seiner Ähnlichkeiten mit den Technologien 400G ZR und 800G ZR mehr Farbe.

Auf dieser OFC-Konferenz wurden die Interoperabilität und Leistung der 400G ZR- und 800G ZR-Technologien bei Geräten verschiedener Anbieter demonstriert, darunter Cisco, Juniper, Ciena, NEC, Lumentum, FiberMall und andere. Diese Geräte nutzten QSFP-DD und OSFP-Module, mit unterschiedlichen Wellenlängenfrequenzen von optischen Modulen und Routern.

Single-Span-Demonstration:

Kanalplantabelle:

Multi-Span-Demonstration:

Bei der Multi-Span-Demonstration wurden zwei Arten von optischen Fasern verwendet: SMF-28 ULL-Faser und SMF-28 Contour-Faser, wodurch unterschiedliche Übertragungsweglängen simuliert wurden, wie z. B. Spannweiten von 8×100 km und 8×125 km, was die weitere Validierung ermöglichte die Fähigkeit der Technologie zur Fernübertragung.

Kanalplantabelle:

Zu den im Multi-Span-System demonstrierten Schlüsseltechnologien gehörten der Einsatz von MUX/DEMUX und Verstärkern sowie integrierte EDFA- und Raman-Verstärker, die die Erweiterung der Übertragungskapazität und -entfernung unterstützten. Die automatische Spannenausgleichsfunktion, einschließlich Leistungsausgleich und Skalierbarkeit von Multi-Grad-ROADMs, wurde ebenfalls demonstriert.

Leistungsvergleich

Die Glasfaser-Leistungsdaten von Modulen verschiedener Anbieter lieferten detaillierte Einblicke in die Leistung der 400G ZR- und OpenZR+-Technologien. Durch den Vergleich des empfangenen optischen Signal-Rausch-Verhältnisses (RxOSNR), der Empfangsleistung (RxPower), der chromatischen Dispersion (CD), des polarisationsabhängigen Verlusts (PDL), der differenziellen Gruppenverzögerung (DGD) und der Bitfehlerrate (BER) Wir können die Leistung jedes Moduls in praktischen Anwendungen bewerten. Die Daten lauten wie folgt:

Eine kurze Interpretation der Tabelle (Konturfaserdaten):

Erstens ist das empfangene optische Signal-Rausch-Verhältnis (RxOSNR) ein wichtiger Indikator für die Signalqualität und die Bitfehlerrate des Systems. Der RxOSNR von Anbieter F betrug 24.1 dB, während der RxOSNR von Anbieter K 27 dB erreichte, was darauf hindeutet, dass Letzterer einen Vorteil im Hinblick auf das empfangene Signal-Rausch-Verhältnis hatte und möglicherweise eine bessere Signalqualität und eine niedrigere Bitfehlerrate lieferte.

Auch die Empfangsleistung (RxPower) ist ein wichtiger Parameter, der die Signalzuverlässigkeit beeinflusst. Anbieter J hatte mit -12.9 dBm die niedrigste RxPower, während Anbieter K mit -1.02 dBm die höchste RxPower hatte. Eine höhere Empfangsleistung bedeutet normalerweise ein stärkeres Signal, was bei der Übertragung über große Entfernungen hilfreich sein kann.

Chromatische Dispersion (CD) und polarisationsabhängiger Verlust (PDL) sind zwei weitere Schlüsselparameter, die die Signalqualität beeinflussen und mit den Übertragungseigenschaften des Signals in der Glasfaser zusammenhängen. Niedrigere Werte für CD und PDL weisen auf eine geringere Signalverzerrung hin. Beispielsweise schnitt Anbieter K mit 14437 ps/nm am besten in CD ab.

Die differenzielle Gruppenverzögerung (DGD) ist ein Maß für den Zeitunterschied zwischen verschiedenen Modi im Signal, der sich auf die Signalintegrität auswirkt. Anbieter B schnitt im DGD mit 27.7 ps am besten ab, während Anbieter H mit 0.9 ps am schlechtesten abschnitt.

Schließlich ist die Bitfehlerrate (BER) ein direktes Maß für die Systemleistung, wobei eine niedrigere BER auf eine höhere Zuverlässigkeit hinweist. Anbieter K wies die niedrigste BER von 3.08E-3 auf, was darauf hindeutet, dass sein Modul unter den Testbedingungen eine extrem hohe Zuverlässigkeit aufwies. Es ist ersichtlich, dass die Leistung von Modulen verschiedener Anbieter bei diesen Metriken unterschiedlich war. Anbieter K stach in Bezug auf RxOSNR, RxPower und BER heraus.