مع تسويق 5G وظهور خدمات جديدة مثل الحوسبة السحابية والبيانات الضخمة ، زاد الضغط على النطاق الترددي للشبكة بشكل كبير. مقارنة بالتقنيات السابقة مثل 25G / 100G ، توفر 400G مزايا النطاق الترددي الأكبر وزمن وصول أقل واستهلاك أقل للطاقة. نتيجة لذلك ، أصبح نشر شبكة النقل البصري 400 جيجا (OTN) هو الاتجاه السائد. في الوقت الحاضر ، هناك ثلاث تقنيات إرسال ، وهي ناقل واحد ، وحامل مزدوج ، وأربعة ناقل ، لتحقيق شبكة نقل بصري 400 جيجا (OTN) ، ما هي الاختلافات بين تقنيات الإرسال الثلاث هذه إلى جانب العدد المختلف من الموجات الحاملة؟ ما هي مزايا وعيوب كل منها؟ ستجد الجواب بعد قراءة هذا المقال.
يوفر AscentOptics أجهزة إرسال واستقبال بصرية مختلفة 400 جيجا لنقل الشبكة الضوئية ، مثل 400 جرام QSFP56-DD, 400 جرام OSFP و 400G QSFP112.
غير متزوجة الناقل نظرة عامة على تقنية 400G
تستخدم تقنية الحامل الفردي 400G تنسيق تعديل عالي الترتيب لبناء قنوات 400G عن طريق تعديل الناقل الفردي استنادًا إلى إشارات 400G PM-16QAM و PM-32QAM و PM-64QAM. إنه مناسب للتطبيقات قصيرة المدى مثل شبكات المترو والتوصيل البيني لمركز البيانات (DCI) التي تحتاج إلى سعة نطاق ترددي كبيرة ولكنها لا تتطلب نقلًا لمسافات طويلة).
فيما يلي مثال على تقنية 400G PM-16QAM. يشير PM ”إلى فصل إشارة بصرية 400G (448 Gbit / s) إلى اتجاهين للاستقطاب (اتجاهين X و Y) ، ثم تعديل الإشارة إلى هذين الاتجاهين للاستقطاب للإرسال ، كما هو مبين في الشكل أدناه. هذا يعادل "تقسيم" البيانات ، وتقليل المعدل بمقدار النصف. يشير "QAM" إلى عملية فصل إشارات X و Y ، وعند هذه النقطة يتم تقليل المعدل بمقدار النصف ، أي 224 جيجابت / ثانية. يعني "16" أن الإشارات X و Y مقسمة إلى أربع إشارات ، مما يقلل المعدل من 224 جيجابت / ثانية السابقة إلى 56 جيجابت / ثانية. سيتساءل بعض الناس بالتأكيد ، لماذا نحتاج إلى تقليل معدل البث بالباود؟ لأنه من المرحلة الحالية لتكنولوجيا الدائرة ، فإن 100 جيجابت / ثانية قريبة من حد "عنق الزجاجة الإلكتروني" ، إذا واصلنا زيادة المعدل ، يصبح من الصعب حل المشكلات مثل فقدان الإشارة ، وتبديد الطاقة ، والتداخل الكهرومغناطيسي ، حتى إذا تم حلها ، فإنها تتطلب تكلفة ضخمة.
المميزات: بالمقارنة مع تقنية مصدر الضوء متعدد الموجات الحاملة ، فإن تقنية 400G أحادية الحامل هي حل أبسط لتعديل الطول الموجي بهندسة أبسط وحجم أصغر واستهلاك أقل نسبيًا للطاقة. ليس ذلك فحسب ، بل إنه يوفر أيضًا إدارة الشبكة. نظرًا لأن تقنية الحامل الفردي 400G تستخدم تنسيق تعديل عالي المستوى ، فيمكنها زيادة معدل الإشارة وكذلك تحسين الكفاءة الطيفية بأكثر من 300٪ ، وبالتالي توسيع سعة الشبكة بشكل كبير لدعم عدد أكبر من المستخدمين. علاوة على ذلك ، يتمتع بدرجة عالية من تكامل النظام الذي يسمح للأنظمة الفرعية الفردية بالاتصال بنظام كامل ، مما يمكنهم من العمل بالتنسيق مع بعضهم البعض لتحقيق الأداء الأمثل. هذا يعني أن الناقل الفردي هو حل اقتصادي وفعال.
عيوب: على وجه التحديد لأن الناقل الفردي يستخدم تنسيق تعديل عالي الترتيب ، فإنه يتطلب نسبة إشارة ضوئية إلى ضوضاء أعلى ، مما يقلل بشكل كبير من مسافة الإرسال (أقل من 200 كم) ، وإذا لم تخترق التكنولوجيا ، فإن التطبيق في النقل لمسافات طويلة غير متفائل. في الوقت نفسه ، يكون الناقل المفرد عرضة لضوضاء طور الليزر وتأثيرات الألياف غير الخطية.
نظرة عامة على تقنية Dual Carrier 400G
بالنسبة لتكنولوجيا 400G أحادية الناقل ، يتبنى الناقل المزدوج 400G مخطط تقنية القناة الفائقة 2 * 200G ، والذي يقوم بشكل أساسي ببناء قناة فائقة 400G باستخدام تنسيقات تعديل مثل 8QAM و 16QAM و QPSK ، وهو مناسب لشبكات مترو طويلة ومعقدة. يستخدم الناقل المزدوج 400G بشكل أساسي DSP لمعالجة الإشارة لتقسيم إشارة بصرية 400G إلى إشارتين 200G ، وتحتل واحدة 200G طيفًا قدره 37.5GHz. هذا يسمح لـ 400G أن يحتاج فقط إلى نطاق 75 جيجاهرتز ، مما يحقق كفاءة طيف تبلغ 5.33 بت / ثانية / هرتز. يتم حساب معدل البث بالباود الفعلي لمعالجة البيانات للإشارة 400G (448 جيجابت / ثانية) على أنه 448 ÷ 2 (ناقل مزدوج) ÷ 2 (PM) ÷ 4 (16QAM) = 28G Baud.
المميزات: يوفر الناقل المزدوج 400 جيجا تحسينًا في الكفاءة الطيفية يزيد عن 165٪ ، جنبًا إلى جنب مع تكامل أعلى للنظام وحجم أصغر واستهلاك أقل للطاقة. حاليًا ، تتوفر تقنية النقل تجاريًا وتستخدم على نطاق واسع في تطبيقات 400G OTN. في الوقت نفسه ، بالمقارنة مع الناقل الفردي 400G ، يمكن أن يحقق الناقل المزدوج 400G مسافة نقل تبلغ 500 كم ، أطول قليلاً. عند دمجها مع الألياف منخفضة الخسارة و EDFA ، يمكن أن تصل مسافة النقل إلى أكثر من 1000 كيلومتر ، مما يلبي بشكل فعال احتياجات تطبيقات النقل لمسافات طويلة.
عيوب: على الرغم من أن الناقل المزدوج 400 جيجا مع الألياف الضوئية منخفضة الخسارة و EDFA يمكن أن يصل إلى مسافة نقل تزيد عن 1000 كيلومتر ، إلا أنه غير قادر على تلبية الطلب على النقل لمسافات طويلة للغاية التي تتجاوز 2000 كيلومتر.
تقنية رباعية الناقل 400G
تشير تقنية 400G رباعي الناقلات إلى استخدام أربع ناقلات فرعية (تحمل كل منها إشارة 100G) باستخدام تعديل PDM-QPSK من Nyquist WDM (تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي Nyquist) لإنشاء قنوات 400G ، وهي مناسبة لنقل شبكة العمود الفقري لمسافات طويلة جدًا.
المزايا: يستخدم Quad-carrier 400G تقنية ناضجة ، وهي متوفرة الآن تجاريًا على نطاق واسع ، بتكاليف منخفضة ومسافات نقل تصل إلى 2,000 كيلومتر.
عيوب: يعتمد Quad-carrier 400G فقط على ترقيات الرقاقة لحل مشاكل تكامل النظام واستهلاك الطاقة. يعد إدخال تقنية ضغط الطيف أمرًا ضروريًا لتحسين كفاءة الطيف ، وإلا فإن نظام 100G الحالي المستند إلى رقاقة 400G لا يزال جوهر نظام 100G.
