{"id":25565,"date":"2024-03-08T15:09:26","date_gmt":"2024-03-08T20:09:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.precisionot.com\/?p=25565"},"modified":"2024-05-31T09:50:23","modified_gmt":"2024-05-31T13:50:23","slug":"was-ist-in-einem-koharenten-steckbaren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.precisionot.com\/de\/whats-in-a-coherent-pluggable\/","title":{"rendered":"Was steckt in einem Coherent Pluggable? Teil I"},"content":{"rendered":"<p>Koh\u00e4rente steckbare Transceiver haben die optische Kommunikation ver\u00e4ndert und erhebliche Verbesserungen bei der Wellenl\u00e4ngenkapazit\u00e4t, Reichweite und spektralen Effizienz erm\u00f6glicht und gleichzeitig die Kosten pro Bit und den Stromverbrauch gesenkt. Aber was steckt in diesen einzigartig kompakten und dennoch leistungsstarken Ger\u00e4ten? Folgen Sie unserer zweiteiligen Serie, w\u00e4hrend wir das koh\u00e4rente, steckbare\u2026 analysieren.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><b>Koh\u00e4rente optische Kommunikation: Die Grundlagen<\/b>&nbsp;&nbsp;<\/h2>\n\n\n\n<p>Die koh\u00e4rente optische Kommunikation nutzt koh\u00e4rente Modulation auf der Sendeseite einer Glasfaserverbindung und zus\u00e4tzliche koh\u00e4rente Technologie auf der Empfangsseite zur Erkennung. Bei dieser Technik werden sowohl die Amplitude als auch die Phase der Lichtwellen moduliert, um digitale Daten darzustellen, was eine Hochgeschwindigkeits\u00fcbertragung von Informationen \u00fcber gro\u00dfe Entfernungen erm\u00f6glicht. Auf der Empfangsseite werden hochentwickelte Signalverarbeitungstechniken eingesetzt, um die \u00fcbertragenen Signale auch bei Rauschen und Verzerrungen genau zu erkennen und zu dekodieren. Die Aufrechterhaltung einer Phasenreferenz zwischen den gesendeten und empfangenen Signalen erm\u00f6glicht eine pr\u00e4zisere Erkennung und Extraktion von Informationen. Koh\u00e4rente Kommunikation erm\u00f6glicht h\u00f6here Datenraten bei l\u00e4ngeren \u00dcbertragungsentfernungen und eine h\u00f6here spektrale Effizienz im Vergleich zu anderen optischen Kommunikationsmethoden wie NRZ (Non-Return-to-Zero) oder PAM-4 (Pulsamplitudenmodulation \u2013 4 Stufen).&nbsp;&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.precisionot.com\/wp-content\/uploads\/Image-3-7-24-at-10.31\u202fAM.jpeg\" alt=\"Koh\u00e4rentes optisches Kommunikationskonzept, was steckt in einem koh\u00e4renten steckbaren Ger\u00e4t?\"\/><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"><b>Abbildung 1<\/b>&nbsp; <strong>Koh\u00e4rentes optisches Kommunikationskonzept<\/strong>&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Koh\u00e4rente steckbare Transceiver sind kompakte optische Module, die koh\u00e4rente optische Technologie in einem Formfaktor integrieren, der einfach an Switches, Router und andere Netzwerkger\u00e4te angeschlossen werden kann. Die j\u00fcngsten Fortschritte in der koh\u00e4renten steckbaren Technologie, die in den Formfaktoren QSFP-DD oder OSFP verf\u00fcgbar ist, sorgen im Vergleich zu eingebetteten koh\u00e4renten Transpondern oder CFP2-Transceivern f\u00fcr eine h\u00f6here Dichte. Neben der erh\u00f6hten Dichte bieten diese steckbaren Module auch h\u00f6here Geschwindigkeiten und eine gr\u00f6\u00dfere Reichweite und nutzen gleichzeitig die Flexibilit\u00e4t und den Komfort von Hot-Swap-f\u00e4higen, steckbaren Modulen.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><b>Koh\u00e4rente Technologie: Modulationsschemata und Standards&nbsp;<\/b>&nbsp;<\/h2>\n\n\n\n<p>Die koh\u00e4rente Technologie revolutioniert die optische Kommunikation, indem sie ausgefeilte Modulations- und Kodierungstechniken einsetzt, um die Daten\u00fcbertragung \u00fcber gro\u00dfe Entfernungen \u00fcber Glasfasernetze zu verbessern. Im Kontext koh\u00e4renter steckbarer Standards spielen diese Modulations- und Kodierungstechniken eine zentrale Rolle bei der Definition der Spezifikationen und Leistungsanforderungen von steckbaren Transceivern. Durch die Einhaltung standardisierter Technologien und Protokolle gew\u00e4hrleisten koh\u00e4rente steckbare Transceiver Interoperabilit\u00e4t, Kompatibilit\u00e4t und Skalierbarkeit in verschiedenen Netzwerkumgebungen.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p><i>Koh\u00e4rente Modulationsarten<\/i>&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Ein Konstellationsdiagramm wird h\u00e4ufig verwendet, um das durch ein digitales Modulationsschema modulierte Signal darzustellen. Es zeigt das Signal als zweidimensionales xy-Streudiagramm in der komplexen Ebene zu Symbolabtastzeitpunkten an, wie unten in Abbildung 2 f\u00fcr NRZ, PAM-4 und QPSK (Quadrature Phase-Shift Keying) dargestellt:&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.precisionot.com\/wp-content\/uploads\/Image-3-7-24-at-10.34\u202fAM.jpeg\" alt=\"Beispiele f\u00fcr inkoh\u00e4rente und koh\u00e4rente Modulationsschemata. Was steckt in einem koh\u00e4renten Pluggable?\"\/><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"><strong>Abbildung 2 Beispiele f\u00fcr nichtkoh\u00e4rente und koh\u00e4rente Modulationsschemata&nbsp;<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Nichtkoh\u00e4rente Optiken verwenden typischerweise einfachere Modulationsschemata wie NRZ oder PAM4, w\u00e4hrend koh\u00e4rente Optiken fortgeschrittenere Schemata wie QPSK verwenden. Die in der koh\u00e4renten optischen Kommunikation verwendeten fortschrittlichen Modulationstechniken nutzen die Phase und\/oder Amplitude des optischen Tr\u00e4gersignals und mehrere Polarisationen. Diese neuen Formate sind f\u00fcr das Erreichen hoher Daten\u00fcbertragungsraten und f\u00fcr die Verbesserung der spektralen Effizienz des optischen Kommunikationssystems unerl\u00e4sslich:&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>i.) Phasenumtastung (PSK) \u2013 PSK-Modulationstechniken wie QPSK und 8PSK modulieren das Tr\u00e4gersignal durch \u00c4nderung seiner Phase. QPSK wird h\u00e4ufig in koh\u00e4renten optischen Kommunikationssystemen verwendet, insbesondere in koh\u00e4renten 100G- und 200G-Transceivern. Es kodiert zwei Bits digitaler Daten pro Symbol, indem es die Phase des optischen Tr\u00e4gersignals in vier verschiedenen Zust\u00e4nden moduliert, die typischerweise um 90 Grad voneinander getrennt sind. QPSK bietet ein Gleichgewicht zwischen spektraler Effizienz und Robustheit gegen\u00fcber Beeintr\u00e4chtigungen wie chromatischer Dispersion und Polarisationsmodendispersion.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.precisionot.com\/wp-content\/uploads\/Image-3-7-24-at-10.36\u202fAM.jpeg\" alt=\"Konstellationsdiagramme f\u00fcr QPSK und 8PSK, was steckt in einem koh\u00e4renten Pluggable?\"\/><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"><strong>Abbildung 3 Konstellationsdiagramme f\u00fcr QPSK und 8PSK&nbsp;<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>ii.) Quadratur-Amplitudenmodulation (QAM) \u2013 QAM ist ein anspruchsvolleres Modulationsformat, das sowohl Phasen- als auch Amplitudenmodulation kombiniert. Es erm\u00f6glicht die \u00dcbertragung mehrerer Bits pro Symbol durch Modulation sowohl der Phase als auch der Amplitude des optischen Tr\u00e4gersignals. Eine Modulation von 4-QAM h\u00e4tte die gleiche Konstellation wie eine QPSK-Modulation, wie im Bild unten dargestellt. Modulationen h\u00f6herer Ordnung wie 16-QAM, 64-QAM oder noch h\u00f6her k\u00f6nnen h\u00f6here Datenraten erreichen, erfordern jedoch eine kompliziertere Signalverarbeitung und ein h\u00f6heres Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.precisionot.com\/wp-content\/uploads\/Image-3-7-24-at-10.38\u202fAM.jpeg\" alt=\"Konstellationsdiagramme f\u00fcr 4-QAM, 8-QAM und 16-QAM, was steckt in einem koh\u00e4renten Pluggable?\"\/><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"><strong>Abbildung 4 Konstellationsdiagramme f\u00fcr 4-QAM, 8-QAM und 16-QAM<\/strong>&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Ein praktisches Beispiel eines koh\u00e4renten 400G ZR-Transceivers mit 16QAM-Modulation ohne Rauschen (linkes Bild) und mit zus\u00e4tzlichem Rauschen (rechtes Bild) ist in Abbildung 5 dargestellt. Je lauter die \u00dcbertragung, desto schwieriger wird es f\u00fcr den Empf\u00e4nger, zwischen den einzelnen Symbolen zu unterscheiden \u00fcbertragen werden und Fehler auftreten.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.precisionot.com\/wp-content\/uploads\/Image-3-7-24-at-10.41\u202fAM.jpeg\" alt=\"Beispiel f\u00fcr ein koh\u00e4rentes 400G ZR-Transceiver-Konstellationsdiagramm: 16QAM-Modulation ohne Rauschen (links) und mit Rauschen (rechts), was befindet sich in einem koh\u00e4renten Pluggable?\"\/><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"><strong>Abbildung 5 Beispiel f\u00fcr ein koh\u00e4rentes 400G-ZR-Transceiver-Konstellationsdiagramm: &nbsp;<br>16QAM-Modulation ohne Rauschen (links) und mit Rauschen (rechts)<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-left\">Abh\u00e4ngig vom Transceivertyp, der Datenrate und der Anwendung werden unterschiedliche Modulationsschemata verwendet. Typischerweise werden die folgenden Datenraten- und Modulationsschemata gepaart angezeigt:&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-left\">100G \u2013 DP-QPSK&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-left\">200G \u2013 DP-QPSK&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-left\">300G \u2013 DP-8QAM&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-left\">400G \u2013 DP-16QAM&nbsp;&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-left\">Diese Datenraten und Anwendungen sind jedoch nicht auf diese Modulationen beschr\u00e4nkt. Beispielsweise kann eine Anwendung, die 400G \u2013 DP-8QAM verwendet, eine gr\u00f6\u00dfere Reichweite erm\u00f6glichen, da die optischen SNR-Anforderungen im Vergleich zu einem 400G DP-16QAM geringer sind.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-left\">Eine weitere wichtige Technik in der koh\u00e4renten Optik, die eine Erh\u00f6hung der Datenrate erm\u00f6glicht (z. B. auch bei drahtlosen \u00dcbertragungen), ist die Dualpolarisation (DP). Bei Dualpolarisationstechniken wird das gleiche Signal in zwei orthogonalen optischen Polarisationen in einem Winkel von 90 Grad \u00fcbertragen, wodurch sich die \u00fcbertragene Datenmenge effektiv verdoppelt (siehe Abbildung 6). Duale Polarisation gepaart mit Coherent-Technologie am Empf\u00e4nger erm\u00f6glicht die digitale Polarisationsdemultiplexierung und Nachbearbeitung \u00fcber DSP (Digital Signal Processing), um die \u00fcbertragenen Informationen wiederherzustellen.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.precisionot.com\/wp-content\/uploads\/Image-3-7-24-at-10.44\u202fAM.jpeg\" alt=\"Dualpolarisationssignal, was ist in einem koh\u00e4renten steckbaren Signal enthalten?\"\/><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"><strong>Abbildung 6 Dual-Polarisationssignal&nbsp;<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>In Teil II besprechen wir Fehlerkorrekturtechniken, wichtige Industriestandards und die innere Anatomie koh\u00e4renter Pluggables. Sie k\u00f6nnen diesen Blog lesen <a href=\"https:\/\/www.precisionot.com\/de\/was-ist-in-einem-koharenten-pluggable-enthalten-teil-ii\/\">hier<\/a>! Weitere Informationen zu koh\u00e4renter und anderer Optik finden Sie in unserem <a href=\"https:\/\/www.precisionot.com\/de\/optische-transceiver\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Angebote<\/a> oder kontaktieren Sie unser Fachpersonal <a href=\"https:\/\/www.precisionot.com\/de\/kontakt\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Fragen<\/a>!<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-left\">&nbsp;<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Coherent pluggable transceivers have transformed optical communications, providing substantial improvements in wavelength capacity, reach and spectral efficiency while also reducing costs per bit and power consumption.&nbsp; But what\u2019s inside these uniquely compact yet powerful devices?&nbsp;&nbsp;&nbsp; Follow along on our 2-part series as we dissect the coherent pluggable\u2026..&nbsp; Coherent Optical Communication:&nbsp; The Basics&nbsp;&nbsp; Coherent Optical Communication 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