Вступая в терабитную эру

Эксперты FiberMall обсуждают подключаемые оптические модули, которые приближаются к терабитной эре, а 400G Long Haul и 800G ZR привлекают большое внимание.

Некоторые называют Конференцию по оптоволоконной связи 2023 года (OFC) временем Терабита, поскольку конференция знакомит с испытаниями и анонсами новых когерентных модулей 1.2 Тбит/с (T), таких как модуль когерентного соединения FiberMall 8 (CIM 8) и первый подключаемый когерентный оптический модуль 1.2 Т.
Провайдеры интернет-услуг (ISP) внедряют более высокоскоростные интерфейсы, и после прошлогодней конференции мы продолжаем наблюдать рост приложений и подключаемых модулей 400G QSFP-DD на новых рынках. Когерентные сменные компоненты уже некоторое время перемещаются на короткие расстояния, но теперь клиенты все больше заинтересованы в использовании их для приложений на больших расстояниях, которые традиционно обслуживаются встроенными когерентными модулями. Рынок высокопроизводительных встраиваемых модулей остается устойчивым сегодня, но мы ожидаем, что тенденция к сменным модулям сохранится и в будущем, поскольку поставщики услуг используют преимущества его низкого энергопотребления, небольшого размера и производительности везде, где это возможно. Орган по стандартизации ищет режимы взаимодействия, определяющие 800G и более высокую производительность 400G для подключаемой оптики MSA следующего поколения.

Ожидается, что к 2023 году когерентные подключаемые порты превзойдут встроенные порты.

В этом году FiberMall принял участие в конференции OFC и демонстрации функциональной совместимости. Ниже приводится обзор трех сессий, представленных в Market Watch Theatre. На этих сессиях была отмечена тенденция к более высокоскоростным интерфейсам и ожидаемый переход от встроенных модулей к сменным, включая прогресс в отраслевой стандартизации. Льюис Уильям, старший директор по техническому маркетингу в FiberMall, представил обновленную информацию о ходе стандартизации 800G ZR и 800G LR на форуме OIF. Льюис подчеркивает быстрый успех подключаемой технологии 400G и то, что ждет органы по стандартизации в будущем. Развитие 400G продолжается в трех областях.

Во-первых, поддержка непрерывного развертывания режимов OpenZR+ и Open ROADM с высокой мощностью передачи. 400G ЗР+ КСФП-ДД подключаемый. Эти модули расширяют возможности использования 400G QSFP-DD, подключаемого к городским и региональным сетям ROADM, и увеличивают плотность транспондеров в транспортном оборудовании. Второй - 400G ER1, предназначенный для двухточечного применения на расстоянии 40 км. Третье направление — стандартизация и развитие 400G междугородной связи.

Развитие сетей 400G продолжается благодаря подключаемым модулям высокой мощности TX 400G ZR+, 400G ER1 и 400G для дальней связи.

В настоящее время стандартизация сосредоточена на продуктах 800G LR/ZR и Open ROADM. Интернет-провайдеры ищут подключаемые продукты с более высокой скоростью передачи данных, чтобы воспользоваться преимуществами снижения стоимости и энергопотребления. Увеличение скорости передачи стало эффективным способом создания более рентабельных оптоволоконных сетей за счет уменьшения количества волокон, необходимых для поддержки заданной пропускной способности.

Затем Льюис сосредоточился на стандартизации 800G ZR и подчеркнул сходства и различия между этими соображениями и 400G ZR. 800G ZR, вероятно, будет использоваться в разных случаях в зависимости от интернет-провайдеров, и некоторые из них ждут решений 1.6T. Ключевым предположением является то, что 800G ZR будет включать модуляцию 16QAM со скоростью 118 Гбод, что вдвое превышает скорость передачи данных 400G ZR. На стороне приемника была выбрана открытая прямая коррекция ошибок, или oFEC, для улучшения чувствительности отношения оптического сигнала к шуму (OSNR) с более высокой минимальной входной мощностью 118 Гбод. Что касается передатчиков, то известно, что рынок 400G теперь включает конфигурации как с усилением, так и без него, и что, когда 800G ZR сосуществует с 400G ZR в одной и той же линейной системе, мощность передачи увеличивается на 3 дБ. Льюис также выделил три различных диапазона мощности передатчика, каждый из которых имеет варианты использования, которые приносят пользу рынку. К ним относятся:

1. от -11 до -14 дБм: самая низкая стоимость
2. от -7 до -11 дБм: совместимость с 400ZR
3. от 0 до -7 дБм: сосуществование с традиционным DWDM

Энтони Гачанджа, менеджер по сменным модулям в FiberMall, говорит, что успех 400G ZR/ZR+ отчасти объясняется стандартизацией и функциональной совместимостью, что привело к использованию сменных модулей 400G в самых разных вариантах. Стандартизация технологии оптических сетей помогает интернет-провайдерам, обеспечивая простоту, совместимость и затраты, зависящие от объема. Энтони объяснил, что на рынке подключаемых модулей 400G стандартизация началась с
400G ZR и быстро развивалась, поскольку интернет-провайдеры требовали более высокой производительности. Это привело к созданию Open ROADM и OpenZR+MSA. Итак, сегодня мы видим, что подключаемые устройства 400G используются в самых разных приложениях, используя одну и ту же технологию компонентов в каждом форм-факторе.

Подключаемые модули 400G на сегодняшний день являются самой быстрорастущей когерентной технологией.

Энтони также обсуждает, как 400G ZR/ZR+ использует достижения в технологии совместной упаковки и как эти разработки теперь распространяются на разработку будущих продуктов с использованием той же общей платформы с использованием кремниевой фотоники. Например, та же технология упаковки, которую FiberMall использовала в своих очень успешных сменных продуктах 400G, теперь используется в модулях CIM 8, что позволяет создавать сменные решения с оптимизированной производительностью, работающие на скоростях до 140 Гбод. FiberMall продолжит использовать тот же подход для будущих поколений продуктов, таких как модули 800G и 1.6T.

Далее Энтони рассказал, как отрасль готовится к 800G подключаемый, который, как ожидается, будет впервые развернут в 2024 году. В настоящее время 800G ZR/LR определяется в OIF, как поделился Льюис в своем обновлении OIF, с модуляцией 118Gbaud 16QAM. Для 800G ZR+ потребуется стандартизированная спецификация мультимедийного интерфейса, которая может представлять собой модуляцию PCS со скоростью 131 Гбод. Кремниевая фотоника FiberMall может поддерживать все скорости передачи, рекомендованные для 800G ZR и 800G ZR+. Версия с высокой мощностью передачи может поддерживать подключаемые модули, аналогичные 400G Bright ZR+ с высокой мощностью передачи (TX).

800G, скорее всего, выйдет в версиях ZR, ZR+ и LR.

Что касается когерентных подключаемых модулей 1.6, Энтони предполагает, что такие модули не понадобятся до 2025 года или позже. Он считает, что подключаемый модуль с одной несущей на 240 Гбод вполне осуществим и может иметь наилучшую потенциальную структуру затрат с меньшим количеством оптических компонентов по сравнению с подходом с несколькими несущими. Разработка этих продуктов потребовала решения нескольких инженерных задач, включая целостность сигнала, мощность и тепловую нагрузку,
но у отрасли есть хорошие примеры для подражания.

Ожидается, что когерентные подключаемые модули 1.6T появятся в 2025+ году.

Майк Лазаридис, директор по управлению продуктами и стратегии в FiberMall, дает обзор согласованного модуля, ориентированного на производительность. Эти модули должны помочь сократить капитальные и эксплуатационные расходы (CAPEX, OPEX) интернет-провайдеров. Стоимость бита и время регенерации оптических модулей являются основными драйверами капитальных затрат. Энергопотребление, занимаемая площадь и управляемость являются ключевыми факторами эксплуатационных расходов. Ключом к решениям является разработка таких функций, как формирование вероятностного созвездия (PCS), адаптивная скорость передачи данных и усовершенствованные алгоритмы компенсации. Эти технологические новшества предоставляют поставщикам услуг беспрецедентную транспортную гибкость в соответствии с их сетевой архитектурой, оптимизируют использование оптоволокна и упрощают развертывание. Майк также обсуждает влияние приближения к пределу Шеннона, когда прирост спектральной эффективности является только добавочным. Его упор был сделан на снижение стоимости, энергопотребления и занимаемой площади. Это потребует удвоения скорости передачи данных для каждого поколения, разработки эффективных сетевых архитектур и использования преимуществ кремниевой фотоники и передовых технологий упаковки, которые можно использовать в продуктах нескольких поколений.

Ручки для максимальной «оптической производительности»

Путь к экономичным и энергоэффективным когерентным трансиверам

Как упоминалось ранее, эти продукты «терабитной эры», возглавляемые модулями FiberMall CIM 8, были отмечены на выставке OFC в этом году. China Mobile, NYSERNet и Windstream Wholesale объявили о полевых испытаниях. Используя общую методологию разработки подключаемых модулей 400G и собственных алгоритмов цифровой обработки сигналов FiberMall, Fibermall обеспечивает эксплуатационные преимущества подключаемых модулей в сегменте многоцелевых транспортных средств, ориентированном на производительность. FiberMall полагает, что в отрасли, вероятно, продолжится тенденция перехода от ориентированных на производительность модулей к сменным модулям, позволяющим воспользоваться преимуществами высокой производительности и энергоэффективности. Это может включать в себя разработку высокопроизводительных сменных модулей 400G и 800G ZR+ со скоростью до 131 Гбод.