網絡運營商在支持不斷增長的數據流量同時保持資本和運營支出方面面臨著持續的挑戰。 需要技術上的進步來在各個產品代之間維持這種模型。 有時，這些進步是以新技術的形式出現的，例如密集波分複用（dwdm）或光網絡中的相干檢測。 在其他情況下，這些進步採取的是逐步改進的形式，可以利用摩爾定律，集成光子學和更高帶寬的組件技術。 有時，這些進步使網絡運營商可以進行架構更改，而帶來的好處要大於單個改進的總和。
在過去的十年中，基於數字相干檢測的光傳輸技術的進步通過傳輸更高的容量，顯著提高了每比特成本。 為了獲得更高的容量，供應商增加了組件的帶寬，利用了高階調製，並改進了算法，例如前向糾錯（fec）。 同時，cmos工藝節點和集成光子技術的進步使可插拔的外形尺寸減小，功耗降低。
隨著相干界面從笨重的離散演變而來 solutions 在可插拔方面，與數據中心中使用的客戶端光學器件相比，與傳輸光學器件通常存在“密度損失”。 一些 solutions 已經嘗試通過以更大的外形尺寸提供更高的數據速率來克服這一問題，但這仍然需要用於運輸應用的定制硬件。 長期以來，網絡運營商一直希望傳輸光學器件具有與客戶端光學器件相同的數據速率和相同的形狀因數，如使用10g時使用 sfp 構成因素。
支持與客戶端光學器件相同尺寸的傳輸光學器件對網絡運營商來說是有益的，因為它允許使用更簡單的架構來降低成本。 結合近來開放線路系統的行業趨勢，這些傳輸光學器件可以直接插入路由器，從而無需外部傳輸系統。 這樣可以簡化控制平面，同時降低成本，功耗和占地面積。
隨著一些超大規模網絡運營商開始計劃 400g 在架構方面，他們看到了一個機會，可以解決120公里以內的數據中心互連（dci）的挑戰。 光學互聯網絡論壇（oif）於2016年啟動了一個項目，以可支持外形尺寸的功率預算標準化可互操作的一致接口。 qsfp-dd 亦於 osfp，預計將用於 400g 客戶光學。 考慮到這些形狀因素，oif專注於特定的應用，為了達到15w模塊功率目標，可能會犧牲性能。
oif證明了一致的互操作標準是可能的，並且400zr解決方案在業界得到了發展。 同時，系統供應商證明，在這些高密度形狀因數下可以提高熱性能，從而使 dsp 和模塊供應商以支持其他功能和更高的性能。 在oif成功的基礎上，其他標準機構（例如open roadm）為dci以外的應用程序定義了標準，其中包括附加功能和更高性能。 開放式roadm專為基於otn的網絡而設計，這些網絡需要支持其他協議，這些協議可能會增加開銷位的比率。
通過針對基於以太網的傳輸，openzr 可以提供增強的功能和性能，同時降低複雜性，功耗和實現成本。 利用oif和open roadm的元素，openzr 允許網絡運營商在不犧牲模塊之間的互操作性的情況下獲得這些好處。 本白皮書將討論一些可以從openzr 操作中受益的特定用例。
ofec是openzr 的關鍵要素 msa 兼容的數字相干光學。 ofec引擎是基於塊的編碼器和迭代軟判決（sd）解碼器。 通過3次sd迭代，ber 11.1時的淨編碼增益為10db-15 （dp-qpsk）和11.6db @ ber 10-15 （dp-16qam），fec之前的ber閾值為2x10-2。 編碼器和解碼器的總延遲小於3µs。 更高的增益fec使openzr 模塊能夠達到更大的覆蓋範圍並克服鏈路障礙，例如狹窄的過濾或分散效應，而低延遲則在各種訪問和數據中心應用中均非常有用。
的主要好處 400g openzr msa 相對於400zr的規格為：
在尚未將所有路由器都遷移到的運營商網絡中，openzr 收發器上的4x 100ge多路復用非常有價值。 400ge. 4x 100ge模式允許 400g具備e-ready功能和100ge功能的路由器可以互相通信。 這種佈局的示例如下所示。 一個4x100ge多路復用器，可承載 400g openzr 收發器可能會損壞 400g 路由器上的openzr 接口到4x 100ge qsfp28 客戶端連接到遠端路由器上的100ge端口。
圖1. 4x 100ge突破用例 400g openzr
隨著相干技術的發展， 400g dwdm 在形式上 qsfp-dd 收發器，我們需要詢問的一組關鍵問題如下：
要了解線路系統設計的含義，我們應該了解我們在其下工作的一致的openzr 發送器和接收器約束。
影響終端站點上的添加操作的openzr 的主要發送器規格如下：
影響終端站點上的添加操作的openzr 的關鍵接收器規範如下：
下圖總結了典型的生產線系統佈局 400g openzr 。
圖2. openzr 的拖放和終端佈局
長途應用中的大多數線路系統都使用彈性網格roadm（可重新配置的光分插復用器），以實現nx6.25中的信道計劃的靈活性ghz 增量和混合edfa 反向傳播拉曼放大器，以最大化鏈路osnr。
啟用 400g 在這樣的基礎架構上的openzr ，我們需要使用適當的拖放結構。 存在一些添加選項：
對於操作員來說，目標是使用ox> 32db的mux或aawg設置終端。
在本節中，我們將回顧幾種不同樣品管線系統的性能。
常見的假設是80公里的g652 smf28跨距和考慮線性和非線性osnr貢獻的gn模型。 在此設計中考慮了商用9端口或20端口柔性網格wss，可變增益edfa和1w對向拉曼放大器。 放大器還嵌入了中級dge，以管理拉曼放大帶來的增益紋波。
edfa放大器在5.5db的噪聲係數下工作，而edfa 拉曼放大器對鏈路的綜合噪聲係數貢獻為0.6db。
openzr 代表了應答器接收機的性能指標 msa 規格和要考慮的關鍵方面如下：
對於僅edfa，懲罰貢獻可以集中到1.5 db的osnr懲罰預算中，而對於edfa 拉曼，則為2 db。
讓我們以652 km以上的康寧g.28 smf480光纖和edfa放大器為例，六個跨度為80 km，每隔0.22db / km。 使用的分插結構是48通道100ghz aawg。
圖3.僅使用edfa放大器的6x 80km g.652 smf28光纖鏈路
終端的增量osnr貢獻包括發射機帶內osnr，分插x通話，分插edfa ase噪聲，終端wss濾波和增強edfa噪聲，旨在提供至少32 db的osnr。
對於每個鏈接，
備註：
最壞的情況（老化，溫度，頻率，大樣本量，接收功率為-12dbm）的背對背osnr閾值為24db，傳輸損傷損失為1.5db，留有0.44db的餘量。
讓我們以康寧g.652 smf28光纖和基於拉曼 edfa的放大器為例，該放大器在1040km處具有13個跨度為80km，跨度為0.22db / km。 使用的分插結構是48通道100ghz aawg。
圖4.帶有edfa 拉曼放大器的13x 80km g.652 smf28光纖鏈路
終端增量osnr貢獻包括發射機帶內osnr，分插x-talk和分插edfa ase噪聲以及終端wss濾波和增強edfa噪聲，旨在提供至少32db的osnr。
對於每個鏈接，
最壞的情況（老化，溫度，頻率，樣本，混合接收功率為-12dbm）的背對背osnr閾值為24db，傳輸損傷損失為2db，留有0.04db的餘量。
下面總結了各種openzr 模式在smf28光纖上的性能結果。
| openzr 模式 | 僅限edfa（公里） | edfa和拉曼放大器（公里） |
|---|---|---|
| 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 提供了一個數字相干光收發器，可以將其插入一系列路由，交換或光傳輸主機平台中。 用 400g，300g，200g和100g模式，也可以解決長距離應用。 4x100ge多路復用模式允許連接 400g跨設備的具有e和100ge功能的設備 dwdm 鏈接。
gigalight是全球光學互連設計創新者，致力於設計，製造和供應 光學收發器, 有源光纜 亦於 相干光學模塊 適用於數據中心網絡，5g無線網絡，光傳輸網絡和廣播視頻網絡。 該公司利用獨家設計的優勢為客戶提供一站式高性價比的光網絡設備。