¿Qué hay en un conector coherente? Parte II 

En Parte I, discutimos el impacto que los conectables coherentes están teniendo en las redes ópticas modernas y aprendimos los conceptos básicos de la comunicación coherente. Una explosión de avances tecnológicos coherentes en los últimos años ha implicado novedosos esquemas de modulación Y varios métodos para aumentar la velocidad de datos. En la Parte II, analizaremos técnicas de corrección de errores que mejoran aún más el rendimiento y los estándares de la industria que ayudan a garantizar la interoperabilidad, el rendimiento y la compatibilidad. 

Técnicas de corrección de errores para conectables coherentes 

Como hemos discutido anteriormente, técnicas de corrección de errores han formado parte de los sistemas de transmisión de datos de largo alcance durante muchos años y han cobrado aún más relevancia con la llegada de Óptica enchufable de 400G. En la corrección de errores de reenvío (FEC), se agrega información redundante conocida como "bits de paridad" al flujo de datos original antes de la transmisión. Estos bits de paridad se calculan en función de los datos originales mediante algoritmos matemáticos, como códigos Reed-Solomon, códigos convolucionales o códigos LDPC (Low-Density Parity-Check). La redundancia introducida por FEC permite al receptor reconstruir los datos originales incluso si se producen algunos errores durante la transmisión. 

Se han utilizado diferentes tipos de FEC en comunicaciones ópticas para diversas velocidades de datos y aplicaciones. En el entorno actual de los conectables Coherent, los principales tipos de FEC son:  

• FEC concatenado (C-FEC)*: utilizado en el estándar 400ZR  
• Open FEC (O-FEC): parte de las especificaciones OpenROADM y OpenZR+  
• FEC de escalera (SC-FEC): utilizado para el estándar 100GBASE-ZR 

*a menudo hemos visto módulos compatibles con OpenZR+ que también admiten el(los) modo(s) de operación OIF 400ZR; cuando en ese(s) modo(s), se utiliza cFEC 

El uso de un FEC u otro dependerá de la aplicación y las posibilidades tecnológicas dentro de los límites de un determinado factor de forma. Por ejemplo, O-FEC es un algoritmo de codificación más potente, que puede manejar una mayor tasa de errores y hacer que un dispositivo enchufable pueda alcanzar distancias más largas. Sin embargo, esto tiene el inconveniente de que se necesita una mayor cantidad de procesamiento de datos dentro del DSP del transceptor, lo que a su vez se relaciona con un mayor consumo de energía y disipación de calor. Como ejemplo práctico, un enchufable coherente de 400G usando una aplicación de 400G C-FEC vs el mismo transceptor trabajando a 400G O-FEC puede tener una diferencia de 3W más de energía consumida al usar este último.   

Estándares conectables coherentes 

Los conectables coherentes deben cumplir con varios estándares de la industria para garantizar la interoperabilidad, el rendimiento y la compatibilidad con los sistemas de comunicación óptica existentes. Algunos de los estándares clave que rigen el diseño, la fabricación y la implementación de dispositivos conectables coherentes incluyen: 

i) OIF (Foro de interconexión óptica): la OIF desarrolla especificaciones de red interoperables que abordan las necesidades de la industria. Los estándares OIF incluyen aquellos relacionados con especificaciones ópticas, gestión de módulos, interfaces eléctricas y protocolos de red, entre otros. La OIF fue la organización que lideró la Acuerdo de implementación 400ZR al éxito y ha estado organizando varios festivales y demostraciones en los últimos años para demostrar la adopción de la industria y el gran éxito del ecosistema enchufable coherente 400G. 

1. 1. ii) OpenROADM – El grupo OpenROADM MSA define y promueve modelos de API abierta y especificaciones ópticas para crear un ecosistema que promueva la interoperabilidad de los proveedores, reduzca la dependencia de los proveedores y reduzca el costo total de propiedad de la red.

iii) Abrir ZR+ es un estándar de módulo óptico interoperable desarrollado por el grupo OpenZR+ MSA (Acuerdo de fuentes múltiples). Fue creado como una evolución y adición a las especificaciones 400ZR y OpenROADM. Su objetivo es definir una especificación común para transceptores ópticos coherentes. Si bien Open ZR+ define su propia especificación, también garantiza el cumplimiento de estándares industriales relevantes, como IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) y ITU-T (Unión Internacional de Telecomunicaciones – Sector de Normalización de Telecomunicaciones), para facilitar la interoperabilidad y la compatibilidad con la red existente. infraestructura.   

iv) CMIS (Especificación de interfaz de administración común): es una interfaz de administración para módulos ópticos y conjuntos de cables. Proporciona un conjunto definido de registros y funciones para la gestión de módulos estándar entre hosts y transceptores.   

v) Estándares 100G-ZR – IEEE 802.3ctTM (100GBASE-ZR) y ITU-T G.698.2 (DP-DQPSK 100G). El IEEE 802.3ctTM es una enmienda destinada a abordar las necesidades de las redes que requieren un alcance de hasta ~80 km donde la falta de disponibilidad de fibra genera la necesidad de utilizar una fibra para transmitir múltiples instancias de Ethernet. IEEE 802.3ctTM permitirá hasta 48 longitudes de onda en una sola fibra, y cada longitud de onda admitirá la transmisión de un flujo de datos Ethernet de 100 Gb/s separado. ITU-T G.698-2 es un estándar de la UIT revisado para "aplicaciones DWDM multicanal amplificadas con interfaces ópticas de un solo canal". Admite una señal modulada en fase utilizando DP-DQPSK (Polarización dual – Modificación por desplazamiento de fase en cuadratura diferencial). 

Conectables coherentes: ¿Qué hay dentro? 

A alto nivel, el funcionamiento interno de un conector coherente contiene un motor óptico con tres componentes principales, como se muestra en la Figura 1. 

Figura 1  Esquema de alto nivel del motor óptico coherente  

En la Figura 2 se muestra una vista más detallada de los componentes típicos dentro de un enchufable coherente, incluido el control de polarización, moduladores, osciladores, controladores, TIA, láser y fotodetectores (PD). La mayoría de los transceptores coherentes tendrán convertidores de digital a analógico (DAC) y de analógico a digital (ADC) de muy alta velocidad y un procesador de señal digital (DSP) que sirve como el "cerebro" digital del sistema de comunicación óptica, realizando procesamiento de datos avanzado para maximizar la capacidad, el alcance y la confiabilidad de la transmisión de alta velocidad. Todos estos componentes de vanguardia representan años de I+D e inversión destinados al desarrollo de las tecnologías.  

Figura 2  Vista más detallada del motor óptico coherente 

Si bien la Figura 2 anterior representa un transceptor Coherent genérico, es posible que se requieran algunos otros componentes según el tipo de transceptor. Por ejemplo, un pequeño amplificador integrado en el diseño fotónico para aplicaciones de mayor potencia de salida de TX y un filtro óptico sintonizable para conectables que tienen esa capacidad. 

Conectables coherentes de Precision OT: 

La cartera conectable coherente de Precision OT incluye diferentes opciones en los factores de forma más comunes: QSFP-DD y QSFP28. Cada producto puede servir para una aplicación o gama de aplicaciones diferente según las necesidades de arquitectura de red y host del cliente. 

1. i) PRE-QSFP56DD-ZR – Este producto es el transceptor estándar que cumple con la OIF 400ZR IA:

• • Tarifa única 400G 
  • DP-16QAM 
  • C-FEC 
  • DWDM de banda C sintonizable  
  • ~ -10 dBm de potencia de transmisión  
  • Alcanzar: 
    • Hasta 40 km sin amplificar 
    • Hasta 120km con amplificación 

1. ii) PRE-QSFP56DD-ZRHT – Similar al 400G ZR normal, excepto con una mejora en el estándar para permitir el uso con amplificadores ópticos heredados que requieren una mayor potencia de transmisión (HT) o para un mayor alcance en enlaces no amplificados.

• • Tarifa única 400G 
  • DP-16QAM 
  • C-FEC 
  • DWDM de banda C sintonizable 
  • ~ 0 dBm de potencia de transmisión  
  • Alcanzar: 
    • Hasta 80 km sin amplificar 
    • Hasta 120km con amplificación

1. iii) PRE-QSFP56DD-ZRXT – Una solución única y personalizada que permite 400G hasta 120 km en enlaces punto a punto no amplificados. 

• • Tarifa única 400G 
  • DP-16QAM 
  • C-FEC 
  • Se corrigió DWDM ITU cap. 37 
  • ~ +4 dBm de potencia de transmisión  
  • Alcance: Hasta 120 km sin amplificar 

1. iv) PRE-QSFP56DD-ZRP: esta óptica que se lanzará próximamente es el transceptor enchufable estándar que cumple con los estándares Open ZR+ y OIF.  

• • Velocidad múltiple 400G-100G 
  • DP-16QAM/8QAM/QPSK 
  • O-FEC/C-FEC 
  • DWDM de banda C sintonizable 
  • ~ -10 dBm de potencia de transmisión  
  • Alcanzar: 
    • Hasta 40 km sin amplificar 
    • Hasta 480 km solo con EDFA / 1000 km con híbrido Raman/EDFA 

1. v) PRE-QSFP56DD-ZRPHT – Próxima generación de ópticas 400G ZR+ con mayor potencia de transmisión para adaptarse a redes industriales abandonadas que requieren una entrada de potencia de TX similar en sus sistemas OLS en comparación con su configuración existente.

• • Velocidad múltiple 400G-100G 
  • DP-16QAM/8QAM/QPSK 
  • O-FEC/C-FEC 
  • DWDM de banda C sintonizable  
  • ~ 0 dBm de potencia de transmisión  
  • Alcanzar: 
    • Hasta 80 km sin amplificar 
    • Hasta 480 km solo con EDFA / 1000 km con híbrido Raman/EDFA 

1. vi) QSFP28 100G ZR Coherente – Próximamente…….

La industria lleva mucho tiempo esperando una solución de acceso/borde para habilitar interfaces 100G DWDM sin tener que invertir en costosos equipos de transporte o conmutadores o enrutadores de mayor costo con puertos QSFP-DD. Próximamente estará disponible el primer transceptor coherente en un factor de forma estándar QSFP28. Se podrá implementar en casi todos los dispositivos host heredados.   

Las características del QSFP28 100G ZR Coherent incluyen: 

• 100GbE/OTU4 
• DP-DQPSK 
• SC-FEC 
• DWDM de banda C sintonizable  
• Sintonizable externamente mediante el exclusivo módulo de sintonización TN100-QDD de Precision 
• Alcanzar:
  • Hasta 80 km sin amplificar 
  • Hasta 300 km con compensación de amplificación y dispersión 
  • <5,5 W de consumo de energía 
  • Cumple con SFF-8636 

Qué aporta Precision OT además de Coherent Pluggables: 

Tenemos un historial de brindar un enfoque práctico para replicar redes, mantener la confiabilidad y brindar el más alto nivel de servicio. En Precision OT nosotros: 

• Garantice módulos coherentes totalmente interoperables y compatibles y, al mismo tiempo, evite ópticas basadas en DSP patentadas o bloqueadas por el proveedor. 
• Siga los estándares de la industria para documentos y acuerdos aprobados por 400ZR, OpenZR+, 100G ZR, SFF y CMIS. 
• Realizar integración y compatibilidad del sistema host multiplataforma 
• Pruebe las versiones mínimas del software del host para obtener una funcionalidad completa 
• Proporcionar diversidad en la cadena de suministro de todos los módulos coherentes. 
• Participe en grupos de estandarización, festivales de conexión y demostraciones de toda la industria para mantenerse actualizado con los últimos desarrollos en tecnología de redes.