les opérateurs de réseau sont confrontés à un défi persistant pour soutenir l'augmentation du trafic de données tout en maintenant les dépenses d'investissement et d'exploitation. des avancées technologiques sont nécessaires pour maintenir ce modèle à travers les générations de produits. parfois, ces progrès prennent la forme d'une nouvelle technologie, telle que le multiplexage par division de longueur d'onde dense (dwdm) ou détection cohérente dans les réseaux optiques. dans d'autres cas, ces progrès prennent la forme d'améliorations progressives qui peuvent tirer parti de la loi de moore, de la photonique intégrée et de la technologie des composants à bande passante plus élevée. parfois, ces progrès permettent aux opérateurs de réseau d'apporter des modifications architecturales avec des avantages supérieurs à la somme des améliorations individuelles.
au cours des 10 dernières années, les progrès du transport optique basé sur la détection numérique cohérente ont permis des améliorations significatives du coût par bit en transmettant une plus grande capacité. pour atteindre cette capacité supérieure, les fournisseurs ont augmenté la bande passante des composants, utilisé des modulations d'ordre supérieur et des algorithmes améliorés, tels que la correction d'erreur directe (fec). dans le même temps, les progrès des nœuds de processus cmos et de la photonique intégrée ont permis des facteurs de forme enfichables plus petits et une dissipation de puissance moindre.
alors que les interfaces cohérentes ont évolué à partir de discrètes encombrantes solutions vers enfichable, il y a généralement eu une «pénalité de densité» associée à l'optique de transport par rapport à l'optique client utilisée dans les centres de données. certains solutions ont tenté de surmonter cela en offrant des débits de données plus élevés dans des facteurs de forme plus grands, mais cela nécessite toujours un matériel personnalisé pour les applications de transport. les opérateurs de réseau souhaitent depuis longtemps des optiques de transport aux mêmes débits de données et aux mêmes facteurs de forme que l'optique client, comme cela était possible à 10g en utilisant sfp facteur de forme.
la prise en charge de l'optique de transport dans les mêmes facteurs de forme que l'optique client est bénéfique pour les opérateurs de réseau car elle permet des architectures plus simples qui réduisent les coûts. combinées à la récente tendance de l'industrie vers les systèmes en ligne ouverte, ces optiques de transport peuvent être branchées directement sur un routeur, éliminant ainsi le besoin d'un système de transmission externe. cela peut simplifier le plan de contrôle, tout en réduisant les coûts, la puissance et l'encombrement.
alors que certains opérateurs de réseaux à grande échelle ont commencé à planifier 400g architectures, ils ont vu une opportunité de relever ce défi pour les interconnexions de centres de données (dci) avec une portée inférieure à 120 km. l'optical internetworking forum (oif) a lancé un projet en 2016 pour normaliser les interfaces cohérentes interopérables avec des budgets de puissance qui pourraient prendre en charge les facteurs de forme, tels que qsfp-dd pour osfp, qui devaient être déployés pour 400g optique client. avec ces facteurs de forme à l'esprit, l'oif s'est concentré sur une application spécifique dans laquelle les performances pouvaient être sacrifiées dans l'intérêt d'atteindre un objectif de puissance de module de 15w.
l'oif a démontré que des normes interopérables pour une cohérence étaient possibles, et la solution 400zr a pris de l'ampleur dans l'industrie. en parallèle, les fournisseurs de systèmes ont démontré que des performances thermiques améliorées pouvaient être obtenues dans ces facteurs de forme haute densité, ce qui permettait dsp et les fournisseurs de modules pour prendre en charge des fonctionnalités supplémentaires et des performances supérieures. s'appuyant sur le succès de l'oif, d'autres organismes de normalisation, tels que open roadm, avaient défini des normes pour les applications au-delà de dci qui incluaient des fonctionnalités supplémentaires et des performances plus élevées. open roadm est conçu pour les réseaux basés sur otn qui nécessitent la prise en charge de protocoles supplémentaires pouvant augmenter le taux de bits de surcharge.
en ciblant le transport basé sur ethernet, openzr peut offrir des fonctionnalités et des performances accrues avec une complexité, une puissance et une pénalité de mise en œuvre réduites. tirant parti d'éléments à la fois de l'oif et d'open roadm, openzr permet aux opérateurs de réseau d'obtenir ces avantages sans sacrifier l'interopérabilité entre les modules. ce livre blanc abordera certains cas d'utilisation spécifiques qui peuvent bénéficier du fonctionnement d'openzr .
ofec est un élément critique d'openzr msa optique numérique cohérente conforme. le moteur ofec est un codeur basé sur des blocs et un décodeur itératif à décision douce (sd). avec 3 itérations sd, le gain de codage net est de 11.1 db @ ber 10-15 (dp-qpsk) et 11.6 db @ ber 10-15 (dp-16qam), avec un seuil de ber pré-fec de 2x10-2. la latence combinée du codeur et du décodeur est inférieure à 3 µs. le fec à gain plus élevé permet aux modules openzr d'atteindre une plus grande portée et de surmonter les dégradations de liaison, telles que le filtrage étroit ou les effets de dispersion, tandis qu'une faible latence est bénéfique dans une variété d'applications d'accès et de centre de données.
principaux avantages du 400g openzr msa les spécifications relatives à 400zr sont:
le multiplexage 4x 100ge sur les émetteurs-récepteurs openzr est précieux dans les réseaux d'opérateurs dans lesquels tous les routeurs n'ont pas encore été migrés vers 400ge. le mode 4x 100ge permet 400grouteurs compatibles e-ready et 100ge pour se parler. un exemple d'une telle disposition est présenté ci-dessous. un muxpondeur 4x100ge qui héberge un 400g l'émetteur-récepteur openzr peut casser 400g interface openzr sur un routeur vers 4x 100ge qsfp28 clients à se connecter aux ports 100ge sur le routeur distant.
figure 1. cas d'utilisation du break-out 4x 100ge pour 400g openzr
à mesure que la technologie cohérente a progressé pour permettre 400g dwdm sous la forme d'un qsfp-dd émetteur-récepteur, un ensemble de questions clés que nous devons nous poser sont les suivants:
pour comprendre les implications de la conception du système de ligne, nous devons comprendre les contraintes cohérentes de l'émetteur et du récepteur openzr sous lesquelles nous fonctionnons.
les principales spécifications de l'émetteur pour openzr qui affectent l'add-drop sur le site du terminal sont les suivantes:
les principales spécifications du récepteur pour openzr qui affectent l'add-drop sur le site du terminal sont les suivantes:
la figure ci-dessous résume une disposition de système de ligne typique pour 400g openzr .
figure 2. add-drop et disposition du terminal pour openzr
la plupart des systèmes de ligne dans les applications long-courriers utilisent flex-grid roadm (reconfigurable optical add-drop multiplexers) pour la flexibilité du plan de canal dans nx6.25ghz incréments et amplificateurs raman à contre-propagation edfa hybrides pour maximiser la liaison osnr.
autoriser 400g openzr sur une telle infrastructure, nous devons utiliser une structure add-drop appropriée. il existe quelques options d'ajout-drop:
l'objectif pour l'opérateur serait de configurer le terminal avec mux ou aawg avec un osnr incrémental> 32db.
dans cette section, nous examinerons les performances de quelques systèmes de lignes d'échantillonnage différents.
l'ensemble commun d'hypothèses sont des travées g80 smf652 de 28 km et le modèle gn pour prendre en compte les contributions osnr linéaires et non linéaires. le wss à grille flexible à 9 ou 20 ports du commerce, les edfa à gain variable et les amplificateurs raman à contre-propagation de 1 w sont pris en compte dans cette conception. les amplificateurs ont également des dge intermédiaires intégrés pour gérer l'ondulation de gain de l'amplification raman.
les amplificateurs edfa fonctionnent à 5.5 db de facteur de bruit et la contribution combinée du facteur de bruit de l'amplificateur edfa raman pour une liaison est de 0.6 db.
les chiffres de performance du récepteur transpondeur sont caractérisés dans l'openzr msa les spécifications et les aspects clés à prendre en compte sont les suivants:
les contributions aux pénalités peuvent être regroupées dans un budget de pénalités osnr de 1.5 db pour edfa uniquement et de 2 db pour edfa raman.
prenons l'exemple des amplificateurs fibre corning g.652 smf28 et edfa sur 480 km avec six travées de 80 km chacune à 0.22 db / km. la structure add-drop utilisée est un 48 canaux 100ghz aawg.
figure 3. liaison fibre 6x 80 km g.652 smf28 avec amplificateurs edfa uniquement
la contribution osnr incrémentale du terminal, qui comprend l'osnr dans la bande de l'émetteur, le x-talk add-drop, le bruit edfa ase add-drop, le filtrage wss terminal et le bruit edfa booster, est conçu pour fournir au moins 32 db d'osnr.
pour chaque lien,
note :
dans le pire des cas (vieillissement, température, fréquence, grande taille de l'échantillon, puissance de réception de -12 dbm), un seuil osnr dos à dos de 24 db et une pénalité de dégradation de la transmission de 1.5 db laisse 0.44 db de marge.
prenons l'exemple des amplificateurs corning g.652 smf28 fibre et raman edfa sur 1040 km avec 13 travées de 80 km chacune à 0.22 db / km. la structure add-drop utilisée est un 48 canaux 100ghz aawg.
figure 4. liaison fibre 13x 80 km g.652 smf28 avec amplificateurs edfa raman
la contribution osnr incrémentale du terminal qui comprend l'osnr dans la bande de l'émetteur, le bruit x-talk add-drop et le bruit edfa ase add-drop et le filtrage wss terminal et le bruit edfa booster est conçu pour fournir au moins 32 db d'osnr.
pour chaque lien,
un seuil osnr dos à dos de 12 db et une pénalité de dégradation de la transmission de 24 db laisse 2 db de marge dans le pire des cas (vieillissement, température, fréquence, échantillon, puissance de réception du mélange de -0.04 dbm).
vous trouverez ci-dessous un résumé des performances sur la fibre smf28 pour les différents modes openzr .
| modes openzr | edfa uniquement (km) | amplificateur edfa et raman (km) |
|---|---|---|
| 400zr (zr400-ofec-16qam) | 480 | 1040 |
| 300zr (zr300-ofec-8qam) | 1600 | 2320 |
| 200zr (zr200-ofec-qpsk) | 2880 | 2880 |
| 100zr (zr100-ofec-qpsk) | 5840 | 5840 |
openzr msa fournit un émetteur-récepteur optique numérique cohérent qui peut être branché sur une gamme de plates-formes hôtes de routage, de commutation ou de transport optique. avec 400g, modes 300g, 200g et 100g, les applications long-courriers peuvent également être adressées. le mode de multiplexage 4x100ge permet la connexion de 400gappareils compatibles e et 100ge sur un dwdm lien.
gigalight est un innovateur mondial de conception d'interconnexions optiques qui conçoit, fabrique et fournit émetteurs-récepteurs optiques, câbles optiques actifs pour modules optiques cohérents pour réseau de centre de données, réseau sans fil 5g, réseau de transmission optique et réseau vidéo de diffusion. la société profite des avantages d'une conception exclusive pour fournir à ses clients des dispositifs de réseau optique rentables à guichet unique.