OFC 2024: Демонстрация совместимости 400G ZR и 800G ZR

На конференции OFC в этом году несколько поставщиков продемонстрировали применение технологий 400G ZR, 800G ZR и 400G ZR+ в межсоединениях центров обработки данных (DCI) и телекоммуникационных сетях.

400Г ЗР

Технология 400G ZR со скоростью интерфейса 400 Гбит/с основана на технологии когерентной модуляции DP-16QAM с одной несущей в сочетании с маломощным DSP и конкатенированной прямой коррекцией ошибок (C-FEC), обеспечивая дальность передачи более 80 м. километров, сохраняя при этом коэффициент ошибок ниже 1.0E-15 после исправления ошибок.

Гибкость конструкции этой технологии заключается в ее независимости от форм-фактора, что позволяет ей адаптироваться к различным форм-факторам оборудования.

800Г ЗР

Технология 800G ZR, являющаяся модернизацией 400G ZR, увеличивает скорость интерфейса до 800 Гбит/с, сохраняя при этом те же основные технологии, включая когерентную модуляцию DP-16QAM с одной несущей и DSP с низким энергопотреблением.

Кроме того, 800G ZR использует технологию внешнего прямого исправления ошибок (O-FEC), обеспечивающую уровень ошибок ниже 1.0E-15 после исправления ошибок, что обеспечивает высокую надежность передачи данных.

400 г ZR+

400 г ZR+ — это общий термин, обозначающий возможности, выходящие за пределы 400G ZR, хотя он еще не стандартизирован для всей экосистемы. Введение соглашения OpenZR+ Multi-Source Convention (MSA) направлено на обеспечение более длинных расстояний передачи и более гибких скоростей Ethernet и типов модуляции.

Примечательно, что в версии 3.0, выпущенной в сентябре 2023 года, была введена высокая выходная мощность передачи (0 дБм), что еще больше повысило производительность технологии. Включение мультиисточникового соглашения OpenROADM (MSA), которое поддерживает услуги Ethernet и оптической транспортной сети (OTN), добавило красок демонстрации из-за его сходства с технологиями 400G ZR и 800G ZR.

На этой конференции OFC совместимость и производительность технологий 400G ZR и 800G ZR были продемонстрированы на оборудовании различных производителей, включая Cisco, Juniper, Ciena, NEC, Lumentum, FiberMall и других. В этих устройствах использовались QSFP-DD и Модули OSFP, с разными частотами длин волн оптических модулей и маршрутизаторов.

Однопролетная демонстрация:

Таблица плана каналов:

Многопролетная демонстрация:

В многопролетной демонстрации использовались два типа оптических волокон: волокно SMF-28 ULL и волокно SMF-28 Contour, моделирующие различные длины путей передачи, например, пролеты 8×100 км и 8×125 км, что дополнительно подтверждает правильность возможность передачи данных на большие расстояния.

Таблица плана каналов:

В многопролетной системе ключевые продемонстрированные технологии включали использование MUX/DEMUX и усилителей, а также интегрированных EDFA и рамановских усилителей, которые поддерживали расширение пропускной способности и расстояния. Также была продемонстрирована функция автоматического выравнивания диапазона, включая выравнивание мощности и масштабируемость многоуровневых ROADM.

Сравнение производительности

Данные о производительности оптоволокна модулей от разных производителей позволили получить более глубокое представление о производительности технологий 400G ZR и OpenZR+. Сравнивая полученное отношение оптического сигнала к шуму (RxOSNR), полученную мощность (RxPower), хроматическую дисперсию (CD), поляризационно-зависимые потери (PDL), дифференциальную групповую задержку (DGD) и частоту ошибок по битам (BER), мы можем оценить производительность каждого модуля в практических приложениях. Данные следующие:

Краткая интерпретация таблицы (данные контурного волокна):

Во-первых, полученное отношение оптического сигнала к шуму (RxOSNR) является ключевым индикатором качества сигнала и частоты ошибок по битам в системе. RxOSNR поставщика F составлял 24.1 дБ, а RxOSNR поставщика K достигал 27 дБ, что указывает на то, что последний имеет преимущество с точки зрения отношения принимаемого сигнала к шуму, что потенциально обеспечивает лучшее качество сигнала и меньшую частоту битовых ошибок.

Полученная мощность (RxPower) также является важным параметром, влияющим на надежность сигнала. У поставщика J была самая низкая мощность RxPower (-12.9 дБм), а у поставщика K самая высокая мощность RxPower (-1.02 дБм). Более высокая принимаемая мощность обычно означает более сильный сигнал, что может помочь в передаче на большие расстояния.

Хроматическая дисперсия (CD) и поляризационно-зависимые потери (PDL) — два других ключевых параметра, которые влияют на качество сигнала и связаны с характеристиками передачи сигнала в оптическом волокне. Более низкие значения CD и PDL указывают на меньшее искажение сигнала. Например, Vendor K показал лучшие результаты в CD с 14437 пс/нм.

Дифференциальная групповая задержка (DGD) — это мера разницы во времени между различными режимами сигнала, влияющая на целостность сигнала. Производитель B показал лучшие результаты в DGD — 27.7 пс, тогда как поставщик H показал худшие результаты — 0.9 пс.

Наконец, коэффициент битовых ошибок (BER) является прямым показателем производительности системы: более низкий BER указывает на более высокую надежность. Производитель K продемонстрировал самый низкий BER — 3.08E-3, что указывает на чрезвычайно высокую надежность его модуля в условиях испытаний. Видно, что модули разных производителей различаются по производительности по этим показателям. Вендор K выделялся по показателям RxOSNR, RxPower и BER.