Изучение будущего оптических сетей с когерентными оптическими трансиверами 100G

Оптические сети, несомненно, важны в повышенном спросе на пропускную способность данных и эффективное использование полосы пропускания в непрерывном развитии цифровой связи, особенно с введением DSP в приложениях 100G ZR. Так называемые когерентные оптические трансиверы 100G лежат в основе передачи с высоким качеством на большие расстояния через один экземпляр диапазона. Эти передовые устройства способствуют повышению спектральной эффективности передачи посредством модуляции или используют цифровую обработку сигнала для повышения устойчивости ко многим типам искажений, обусловленных постоянно растущими требованиями современных центров обработки данных, телекоммуникаций и облачной инфраструктуры. В этом обзоре соответствующей литературы обсуждается введение Когерентные оптические трансиверы 100G в оптические сети и их преимущества, области применения и инновации, лежащие в основе их развития.

Что такое когерентная технология 100G и как она работает?

Термин когерентная технология 100G означает интеграцию сложных форматов модуляции, в частности квадратурной фазовой манипуляции (QPSK), и использование методов когезивного обнаружения для достижения скорости передачи данных 100 Гбит/с в оптических системах передачи. Цифровая обработка сигналов (DSP) устраняет хроматическую, поляризационную модовую дисперсию и другие ухудшения волокна, что обеспечивает улучшение систем передачи на большие расстояния. 100G ZR QSFP28-DCO является примером когерентные приемопередатчики которые модулируют как амплитуду, так и фазу света, что позволяет увеличить количество данных, отправляемых по полосе пропускания. Когерентная технология 100G также позволяет достичь спектральной эффективности путем передачи двух потоков данных на ортогональных поляризациях с использованием PDM. Это делает когерентную технологию 100G наиболее подходящей для современных сетей с высокой пропускной способностью.

Понимание основ когерентной оптической передачи

Когерентная оптическая передача — это сложный и широко используемый подход к повышению скорости передачи данных и качества передачи в оптических сетях. В частности, этот метод использует когезионный метод обнаружения, который способен извлекать как фазовые, так и амплитудные аспекты оптического сигнала. Технология когерентного приемника использует локальный генераторный лазер, который генерирует опорные волны и, следовательно, позволяет обнаруживать и анализировать сигнал. Модуляции, такие как квадратурная фазовая манипуляция (QPSK) и квадратурная амплитудная модуляция (QAM), улучшают данные на длину волны. Цифровая обработка сигналов (DSP) также играет роль в оптических потерях из-за хроматической дисперсии и дисперсии поляризационных мод (PMD), которая страдает от ряда расстояний. Проще говоря, когерентный оптической передачи значительно повышает спектральную эффективность и общую производительность сети, что соответствует возросшим требованиям к более высоким скоростям передачи данных в телекоммуникационной сфере и центрах обработки данных.

Роль цифровых сигнальных процессоров (DSP) в когерентных системах 100G

Цифровые сигнальные процессоры (DSP) необходимы для реализации экологически когерентных систем 100G, в основном путем выполнения сложных вычислений, связанных с обработкой сигналов в реальном времени. DSP компенсирует искажения сигнала из-за ухудшения передачи, такого как хроматическая дисперсия и, что более важно, поляризационная модовая дисперсия (PMD). Это делается с помощью сложных алгоритмов, которые адаптивно выравнивают полученные сигналы, обеспечивая высокую точность интерпретации данных, во многом похожую на то, что DSP выполняет для приложений 100G ZR. Кроме того, DSP обрабатывают QPSK и QAM вместе с другими многоуровневыми сигналами со сложными фазами и амплитудой, которые необходимы для хорошей работы оптических цифровых когерентных модулей ZR QSFP28. Включение DSP в экологически когерентные системы 100G улучшает производительность системы, оптимизируя использование доступных спектральных ресурсов и удовлетворяя растущие ожидания полосы пропускания текущих и будущих оптических сетей.

Основные преимущества внедрения когерентной технологии 100G

Внедрение когерентной технологии 100G имеет определенные преимущества с точки зрения как производительности сети, так и ее емкости. Во-первых, она повышает спектральную эффективность, тем самым позволяя передавать больше данных по одному оптоволоконному кабелю. Это стало возможным благодаря усовершенствованным форматам модуляции и возможности динамической компенсации ухудшений передачи. Во-вторых, когерентная технология 100G улучшает оптический охват сигналов, уменьшая частоту оптико-электро-оптического преобразования, что помогает в архитектуре и проектировании сети и оказывает соответствующее влияние на эксплуатационные расходы относительно обычного рассеивания мощности модуля. Кроме того, она совместима с технологией гибкой сетки, которая поддерживает передачу различных полос пропускания. Все эти преимущества имеют большое значение для удовлетворения постоянно растущих требований к полосе пропускания современных сетей телекоммуникаций и центров обработки данных, в то же время предоставляя возможность для будущего расширения.

Как когерентные трансиверы 100G преобразуют сети DWDM?

Улучшение передачи данных с помощью когерентного DWDM 100G

Технология когерентного DWDM 100G производит революцию в передаче сигналов данных, органично интегрируя эффективные методы модуляции и методы цифровой обработки сигналов в сочетании с когерентным обнаружением. Это устраняет необходимость в дополнительной инфраструктуре, позволяя нескольким каналам данных сосуществовать на одном оптическом волокне, тем самым значительно увеличивая объем возможной передачи данных. Кроме того, когерентная дискриминация делает жизненно важные допущения для недостатков волокна, таких как хроматический доступ и дисперсия поляризации в первичном режиме, что увеличивает расстояние, на которое могут передаваться оптические сигналы. Кроме того, когерентный DWDM 100G помогает адаптировать сложные стандарты модуляции, такие как квадратурная амплитудная модуляция (QAM), которые позволяют передавать больше битов с каждым используемым символом, тем самым повышая эффективность использования частоты. В совокупности такой технический прогресс кардинально меняет архитектуру сетей DWDM и предлагает экономически эффективные средства для решения постоянно расширяющегося рынка приложений и услуг, управляемых данными.

Подключаемые решения: роль QSFP28 в когерентных сетях DWDM

Согласно последним данным, модули NGSN (сетевой коммутатор нового поколения) имеют решающее значение для когерентных сетей DWDM (плотное мультиплексирование с разделением по длине волны), поскольку они небольшие, дешевые и позволяют передавать данные с высокой скоростью на большие расстояния. Эти модули могут быть интегрированы без изменения существующей сетевой архитектуры и позволяют поддерживать скорость передачи данных 100G, одновременно повышая гибкость и масштабируемость сети. Поскольку возможна горячая замена в форм-факторе QSFP28, это сокращает время простоя для замены неисправных компонентов и позволяет более эффективно ремонтировать и модернизировать сеть. Кроме того, эти модули позволяют оптимизировать энергопотребление и тепловыделение, что имеет решающее значение для энергоэффективности в центрах обработки данных и телекоммуникационных сетях. Используя эти модули, операторы сетей могут реагировать на растущие потребности в пропускной способности, оставаясь при этом экономически жизнеспособными и простыми в эксплуатации.

Стратегии развертывания систем когерентного DWDM 100G

При добавлении новых объектов можно использовать несколько стратегий. Системы 100G DWDM в существующую архитектуру сети и перепроектирование. Одним из первых предпринятых шагов является внедрение гибкой технологии сетки, которая позволяет каналам передачи использовать спектр более эффективно, чем фиксированные сетки. Это увеличивает емкость и спектральную эффективность, поскольку больше каналов могут быть размещены в заданной полосе пропускания. Передовые технологии когерентной обработки и методы FEC также применяются для улучшения качества сигнала, дальности передачи и частоты ошибок, даже на длинных переходах. Еще один значимый способ сделать это возможным — использовать технологию SDN, которая обеспечивает интегрированное самооптимизирующееся и самоорганизующееся сетевое управление модулями, такими как QSFP28. Одной из основных функций, которую обеспечивает такой подход, является возможность подстраиваться под изменения трафика в течение короткого времени, оптимальное использование доступных ресурсов и сокращение расходов за счет снижения эксплуатационных расходов. Эти соображения показывают, как когерентные системы DWDM 100G могут реагировать на рост спроса на пропускную способность данных в инфраструктурах телекоммуникаций и центров обработки данных в современном мире.

Каковы области применения когерентных трансиверов 100G в центрах обработки данных?

Улучшение взаимодействия центров обработки данных с помощью Coherent 100G

Децентрализованные приложения травмируют современную архитектуру ЦОД, празднуя только облачные технологии, которые полагаются на его сервисные функции; однако, благодаря взаимосвязи, когерентные технологии 100G кажутся выгодными в обоих аспектах, емкости и охвате. Как и в случае с другими трансиверами, модулированные и цифрово обработанные 100G ZR QSFP28-DCO помогают устанавливать многочисленные соединения ЦОД с хорошей пропускной способностью; сетевая конструкция также позволяет осуществлять крупномасштабное перемещение данных. Кроме того, это делает когерентные трансиверы 100G, позволяя корпорациям сокращать эксплуатационные расходы без ущерба для производительности и надежности, при этом максимально увеличивая потребление пространства и энергии. Следовательно, когерентная технология имеет смысл в современном мире ЦОД, накапливающих всю цифровую когерентную оптику 100G ZR QSFP28 для поддержки цифровых и облачных сервисов завтрашнего мира.

Как подключаемые модули Coherent вписываются в современные центры обработки данных

Когерентные подключаемые модули повсеместно присутствуют в современных центрах обработки данных, поскольку они обеспечивают высокопроизводительные и дальние соединения. Модули могут легко интегрироваться с текущими объектами, тем самым обеспечивая гибкую сетевую архитектуру, которая может быстро реагировать на постоянно меняющиеся потребности в данных. Полная дуплексная передача и низкое энергопотребление являются одними из атрибутов когерентных подключаемых модулей, которые улучшают сеть. Их форм-фактор улучшает потенциал роста центра обработки данных за счет улучшения использования площади пола. Кроме того, эти модули упрощают процедуры управления и развертывания сети, снижая сложность и эксплуатационные расходы и обеспечивая надежную и динамичную природу современных центров обработки данных.

Практические примеры: развертывание когерентных решений 100G в центрах обработки данных

Несколько передовых центров обработки данных уже используют когерентные технологии и услуги 100G, что показывает, насколько далеко может зайти эта технология. Например, одна из сетей доставки контента внедрила эти решения для увеличения своей задержки и, в свою очередь, повышения производительности и отзывчивости для пользователей сети. Аналогичным образом, крупные банковские учреждения внедрили когерентную технологию 100G в свои высокочастотные торговые системы, чтобы обеспечить более низкий уровень времени задержки и постоянное соединение, которое имеет решающее значение для проведения транзакций в режиме реального времени. Наконец, одна из компаний облачных услуг интегрировала свои когерентные системы 100G для подключения большего количества пользователей, не ставя под угрозу качество обслуживания быстрорастущей пользовательской базы. Эти примеры подчеркивают важность когерентных решений 100G для достижения эффективности и роста в управлении центрами обработки данных.

Как когерентные модули DCO влияют на оптическую передачу?

Изучение возможностей цифровой когерентной оптики (DCO)

Цифровая когерентная оптика (DCO) значительно улучшает оптическую передачу благодаря когерентным форматам демодуляции и модуляции. С помощью этой технологии достигаются более высокие скорости передачи данных и увеличенное расстояние, что позволяет лучше использовать существующую волоконно-оптическую инфраструктуру. Усовершенствованные цифровые сигнальные процессоры являются частью модулей DCO и используются для сглаживания сложных нелинейностей и дисперсии сигнала, тем самым повышая его качество. Кроме того, эти модули также гарантируют оптимальное использование полосы пропускания, даже при растущих требованиях к росту полосы пропускания, без необходимости использования дополнительного волокна. Благодаря использованию цифровой когерентной оптики ZR QSFP28 в оптических сетях развертывание стало более гибким, более устойчивым к искажениям и снизило капитальные и эксплуатационные затраты. Эти достижения означают, что DCO берет на себя важную задачу по выполнению растущих требований к скорости и емкости современных цифровых сетей связи.

Сравнение модулей Coherent CFP2-DCO и QSFP28-DCO

При сравнении Coherent CFP2-DCO и QSFP28-DCO необходимо учитывать определенные факторы, которые позволяют использовать их в различных приложениях в оптических сетях. Вот почему общепризнанно, что модуль CFP2-DCO имеет более высокий бюджет мощности, что делает его идеальным в сценарии дальней связи, где необходимо покрывать большие расстояния при передаче. Кроме того, сообщалось, что они могут поддерживать широкий спектр форматов модуляции, что в конечном итоге повышает их универсальность и способность справляться со сложными сетевыми требованиями.

Напротив, специально разработанный модуль QSFP28-DCO выделяется как эффективный и универсальный. Он имеет компактную конструкцию, хорошо интегрируется с новой архитектурой центра обработки данных и экономически эффективен. Этот модуль предлагает преимущества в сценариях соединения метро и центра обработки данных благодаря низкому энергопотреблению и эффективному использованию ресурсов. Он также представляет собой логичный вариант для использования в случаях, когда акцент делается на передаче больших объемов данных, и нет необходимости покрывать большую площадь.

Поскольку модуль CFP2-DCO предназначен для эффективной работы на больших расстояниях, другие решения, такие как модуль QSFP28-DCO, будучи эффективными и экономящими пространство, обеспечивают эксплуатационные преимущества по сравнению с короткими обычными сценариями. Поэтому, как часть общей стратегии оптической сети, все три устройства считаются взаимодополняющими.

Оптимизация оптических сетей с помощью настраиваемых когерентных модулей

В моем подходе к оптимизации оптических сетей с помощью настраиваемых когерентных модулей я стремлюсь максимально эффективно использовать их настраиваемость и динамический диапазон с точки зрения стратегии оптического интерфейса и оптимизированной по мощности конструкции таким образом, чтобы повысить гибкость и эффективность сети. Настраиваемые когерентные модули позволяют мне легко изменять такие параметры, как длины волн и форматы модуляции, чтобы они соответствовали различным потребностям и условиям сети. Это важно для обеспечения хорошей производительности в различных обстоятельствах, будь то дальние или городские соединения. Более того, когда я применяю настраиваемые модули, я могу сократить расходы на управление уровнями запасов и закупочные расходы, связанные с хранением запасов трансиверов с фиксированной длиной волны. Они также расширяют возможности сопротивления расширенной хроматической и поляризационной модовой дисперсии и улучшения передачи данных и подавления помех сигнала.

Каковы проблемы и будущие тенденции когерентной технологии 100G?

Преодоление текущих проблем в последовательном развертывании сетей 100G

Обращая свой взор на преодоление текущих препятствий в когерентных развертываниях 100G, я самостоятельно определил несколько критических областей, которые требуют вмешательства. Для начала, существует сложность модификации когерентного приемопередатчика ZR 100G ZR QSFP28-DCO в уже работающих элементах сети, которой нужно хорошо управлять, чтобы избежать любой конфронтации и планирования, которые усугубляются. Что касается масштабирования, потребление энергии остается необходимым злом, поскольку одно дело сократить потребление и совсем другое — не влиять на выход. Кроме того, затраты на развертывание, любезно предоставленные для закупки сложных оптических компонентов и дополнительных требований к инфраструктуре, создают значительные препятствия. У меня есть план по минимизации этих проблем путем принятия современных и экономически эффективных систем связи. Разработка соответствующей технологии приемопередатчиков для дополнения существующих полос пропускания будет необходима по мере развития мира.

Будущие инновации в технологиях когерентных оптических приемопередатчиков

Беспроводные инновации должны появиться, чтобы когерентная технология 100G была полезной. В целом тенденции указывают на прогресс трех основных тем. Во-первых, внедрение подключаемых когерентных модулей должно улучшить потенциал масштабируемости, упростив модернизацию и интеграцию с существующими сетями. Во-вторых, усовершенствованные инновации цифровой обработки сигналов (DSP) повысили эффективность и минимизировали задержку, факторы, критически важные для точной генерации больших объемов данных. Наконец, снижение потребности в энергии оптических передатчиков также зафиксировало скромные успехи за счет инновационных материалов и технологий фотонной интеграции. Все эти достижения соответствуют ожиданиям относительно будущей когерентной технологии, достигая высоких уровней производительности, недорогих решений и высокой эффективности в оптических сетях.

Путь вперед: интеграция когерентных технологий в глобальные сети

Телекоммуникационная отрасль фокусируется на глобальных сетях посредством когерентной интеграции технологий. Как было получено от таких крупных поставщиков и отраслевых аналитиков в качестве авторитетных источников, успешное принятие модели LHX регулируется несколькими ключевыми факторами. Во-первых, финансирование инфраструктуры имеет решающее значение, поскольку оно гарантирует оптимальное использование и интеграцию этих передовых технологий. Более того, партнерские отношения между телекоммуникационными и поставщиками технологических решений создают новые возможности для решения конкретных территориальных и организационных проблем, таких как разработка оптических транспортных сетей, построенных на стандартах OTU4. ​​Ожидается, что стратегия, способствующая модульности и гибкости, позволит эффективно масштабировать сеть. И последнее, но не менее важное: тенденции к более высоким степеням машинного обучения и искусственного интеллекта имеют большое значение для эксплуатации сети и управления предоставлением услуг, что действительно ускоряет глобализацию интеграции когерентных оптических технологий. Эти аспекты подчеркивают, как технология и стратегия дополняют друг друга в эволюции оптических коммуникаций.

Справочные источники

100 Gigabit Ethernet

приемопередатчик

Цифровой сигнал

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Что такое когерентные оптические трансиверы 100G? 

A: Когерентные оптические трансиверы 100G — это уникальные и передовые устройства, используемые для передачи по оптоволокну, которые работают для достижения скорости до 100 Гбит/с. Они включают схемы модуляции для повышения целостности сигнала для передачи на большие расстояния. 

В: Как когерентный DCO CFP2 меняет динамику оптических сетей? 

A: Когерентный CFP2 DCO (цифровая когерентная оптика) способствует эффективности и производительности в оптических сетях. Он позволяет передавать данные на более высоких скоростях и на большие расстояния, минимизируя эффекты дисперсии, что позволяет улучшить функциональность OTN (оптической транспортной сети). 

В: Почему длина волны имеет значение в контексте оптических сетей 100G? 

A: Одна оптическая сеть 100G может иметь много различных каналов передачи; длина волны имеет решающее значение при определении этих каналов. Например, в 100G DWDM (плотное мультиплексирование с разделением по длине волны) можно построить больше каналов по одному волокну, увеличивая пропускную способность сети. 

В: Какую роль играет модуль 100G ZR QSFP28-DCO? 

A: Модуль 100G ZR QSFP28-DCO необходим, поскольку он позволяет компактно и эффективно распространять провода в периферийных сетях. Он объединяет цифровую когерентную технологию с подключаемым форм-фактором QSFP28, чтобы обеспечить решения для масштабируемых оптических соединений.

В: Какие преимущества предлагают когерентные оптические трансиверы?

A: Когерентные оптические трансиверы предлагают такие преимущества, как улучшенное качество сигнала благодаря усовершенствованной DSP (цифровой обработке сигналов), увеличенное расстояние без оптических усилителей и очень высокое использование спектральной полосы пропускания. Такие преимущества имеют важное значение в OTN и других приложениях, ориентированных на оптические сети с высокой пропускной способностью.

В: Как работают вместе когерентные технологии 100G и модули PON?

A: Модули PON (Passive Optical Network) могут использовать когерентные технологии 100G для бесшовной интеграции в оптоволоконные сети. Эти сети используют когерентное обнаружение и DSP для увеличения дальности действия и емкости, что имеет решающее значение для современных оптических сетей хранения данных.

В: Определите модуль настраиваемого оптического приемопередатчика C-диапазона.

A: Модуль оптического приемопередатчика с настраиваемым диапазоном C излучает выходную длину волны в области длин волн диапазона C. Эта возможность поддерживает динамическую реконфигурацию оптических сетей, где недоиспользуемая полоса пропускания перераспределяется, а управление сетью становится менее сложным.

В: Какую роль играет процессор цифровой обработки сигналов Steelerton в оптических сетях и каково его значение?

A: Steelerton DSP необходим, поскольку он помогает проектировать системы с требуемой низкой мощностью и производительностью в оптических сетях 100G. Используя когерентный Steelerton DSP, модули используют надежные возможности обработки и преимущества низкого энергопотребления, дополняя высокоплотные развертывания.

В: Каков вклад стандартов IEEE в когерентные трансиверы 100G? 

A: Стандарты предназначены для обеспечения согласованности и эффективного использования когерентных трансиверов 100G в разных сетях. Эти стандарты помогают определить координаты, определяющие длины волн оптической телекоммуникации, форматы модуляции и целостность сигнала, что имеет решающее значение для функциональной интеграции современных оптических сетей, а именно требования, связанные с OTU4.