Με την εμπορευματοποίηση του 5G και την εμφάνιση νέων υπηρεσιών όπως το cloud computing και τα μεγάλα δεδομένα, η πίεση στο εύρος ζώνης του δικτύου έχει αυξηθεί δραματικά. Σε σύγκριση με προηγούμενες τεχνολογίες όπως το 25G/100G, το 400G προσφέρει τα πλεονεκτήματα του μεγαλύτερου εύρους ζώνης, της χαμηλότερης καθυστέρησης και της χαμηλότερης κατανάλωσης ενέργειας. Ως αποτέλεσμα, η ανάπτυξη του δικτύου οπτικών μεταφορών 400G (OTN) έχει γίνει η τάση. Επί του παρόντος, υπάρχουν τρεις τεχνολογίες μετάδοσης, δηλαδή single-carrier, dual-carrier και four-carrier, για την υλοποίηση ενός δικτύου οπτικών μεταφορών 400G (OTN), ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ αυτών των τριών τεχνολογιών μετάδοσης εκτός από τον διαφορετικό αριθμό φορέων; Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του καθενός; Θα βρείτε την απάντηση αφού διαβάσετε αυτό το άρθρο.
Η AscentOptics παρέχει διάφορους οπτικούς πομποδέκτες 400G για μετάδοση οπτικού δικτύου, όπως π.χ. 400G QSFP56-DD, 400G OSFP και 400G QSFP112.
μονόκλινο Μεταφορέας Επισκόπηση τεχνολογίας 400G
Η τεχνολογία Single-carrier 400G χρησιμοποιεί μια μορφή διαμόρφωσης υψηλής τάξης για τη δημιουργία καναλιών 400G με διαμόρφωση single-carrier που βασίζεται σε σήματα 400G PM-16QAM, PM-32QAM και PM-64QAM. Είναι κατάλληλο για εφαρμογές μικρής εμβέλειας όπως δίκτυα μετρό, διασύνδεση κέντρων δεδομένων (DCI) που χρειάζονται μεγάλη χωρητικότητα εύρους ζώνης αλλά δεν απαιτούν μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις ).
Ακολουθεί ένα παράδειγμα τεχνολογίας 400G PM-16QAM. PM» αναφέρεται στον διαχωρισμό ενός οπτικού σήματος 400G (448Gbit/s) σε δύο κατευθύνσεις πόλωσης (κατευθύνσεις X και Y) και στη συνέχεια στη διαμόρφωση του σήματος σε αυτές τις δύο κατευθύνσεις πόλωσης για μετάδοση, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Αυτό ισοδυναμεί με «διαίρεση» των δεδομένων, μειώνοντας το ποσοστό κατά το ήμισυ. Το "QAM" αναφέρεται στη διαδικασία διαχωρισμού των σημάτων X και Y, οπότε ο ρυθμός μειώνεται στο μισό, δηλαδή 224 Gbit/s. Το "16" σημαίνει ότι τα σήματα X και Y χωρίζονται σε τέσσερα σήματα, μειώνοντας τον ρυθμό από τα προηγούμενα 224 Gbit/s σε 56 Gbit/s. Μερικοί άνθρωποι σίγουρα θα ρωτήσουν, γιατί πρέπει να μειώσουμε το baud rate; Επειδή από το τρέχον στάδιο της τεχνολογίας κυκλωμάτων, τα 100 Gbit / s είναι κοντά στο όριο του «ηλεκτρονικού στενώματος», εάν συνεχίσουμε να αυξάνουμε τον ρυθμό, ζητήματα όπως η απώλεια σήματος, η απαγωγή ισχύος και οι ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές γίνονται δύσκολο να επιλυθούν, ακόμη και αν λυθούν, απαιτεί τεράστιο κόστος.
Oφέλη: Σε σύγκριση με την τεχνολογία πηγών φωτός πολλαπλών φορέων, η τεχνολογία single-carrier 400G είναι μια απλούστερη λύση διαμόρφωσης μήκους κύματος με απλούστερη αρχιτεκτονική, μικρότερο μέγεθος και σχετικά χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας. Όχι μόνο αυτό, παρέχει επίσης διαχείριση δικτύου. Επειδή η τεχνολογία single carrier 400G χρησιμοποιεί μια μορφή διαμόρφωσης υψηλότερης τάξης, μπορεί να αυξήσει τον ρυθμό σήματος καθώς και να βελτιώσει τη φασματική απόδοση κατά περισσότερο από 300%, επεκτείνοντας έτσι σημαντικά τη χωρητικότητα του δικτύου για την υποστήριξη μεγαλύτερου αριθμού χρηστών. Επιπλέον, έχει υψηλό βαθμό ολοκλήρωσης συστήματος που επιτρέπει σε μεμονωμένα υποσυστήματα να συνδέονται σε ένα πλήρες σύστημα, επιτρέποντάς τους να συνεργάζονται μεταξύ τους για βέλτιστη απόδοση. Αυτό σημαίνει ότι ο απλός φορέας είναι μια οικονομική και αποτελεσματική λύση.
Μειονεκτήματα: ακριβώς επειδή ο μεμονωμένος φορέας χρησιμοποιεί μια μορφή διαμόρφωσης υψηλότερης τάξης, απαιτεί υψηλότερη αναλογία οπτικού σήματος προς θόρυβο, η οποία μειώνει σημαντικά την απόσταση μετάδοσης (λιγότερο από 200 km) και εάν η τεχνολογία δεν διαρρεύσει, η εφαρμογή σε Η μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις δεν είναι αισιόδοξη. Ταυτόχρονα, ο μόνος φορέας είναι ευαίσθητος σε θόρυβο φάσης λέιζερ και μη γραμμικά φαινόμενα ινών.
Επισκόπηση τεχνολογίας Dual Carrier 400G
Για την τεχνολογία single-carrier 400G, το dual-carrier 400G υιοθετεί το σχέδιο τεχνολογίας σούπερ καναλιών 2*200G, το οποίο κατασκευάζει κυρίως ένα σούπερ κανάλι 400G χρησιμοποιώντας μορφές διαμόρφωσης όπως 8QAM, 16QAM και QPSK και είναι κατάλληλο για δίκτυα μετρό μεγάλων αποστάσεων και πολύπλοκα. Το Dual-carrier 400G χρησιμοποιεί κυρίως DSP για επεξεργασία σήματος για να διαιρέσει ένα οπτικό σήμα 400G σε δύο σήματα 200G και ένα 200G καταλαμβάνει φάσμα 37.5GHz. Αυτό επιτρέπει στο 400G να χρειάζεται μόνο φάσμα 75 GHz, επιτυγχάνοντας απόδοση φάσματος 5.33 bit/s/Hz. Ο πραγματικός ρυθμός baud επεξεργασίας δεδομένων για το σήμα 400G(448 Gbit/s) υπολογίζεται ως 448 ÷ 2 (διπλός φορέας) ÷ 2 (PM) ÷ 4 (16QAM) = 28G Baud.
Oφέλη: Το Dual-carrier 400G προσφέρει βελτίωση της φασματικής απόδοσης άνω του 165%, μαζί με υψηλότερη ενοποίηση συστήματος, μικρότερο μέγεθος και χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας. Επί του παρόντος, η τεχνολογία μετάδοσης είναι εμπορικά διαθέσιμη και χρησιμοποιείται ευρέως σε εφαρμογές OTN 400G. Ταυτόχρονα, σε σύγκριση με το single-carrier 400G, το dual-carrier 400G μπορεί να επιτύχει απόσταση μετάδοσης 500km, ελαφρώς μεγαλύτερη. Όταν συνδυάζεται με οπτικές ίνες χαμηλών απωλειών και EDFA, η απόσταση μετάδοσης μπορεί να φτάσει περισσότερα από 1000 km, ικανοποιώντας αποτελεσματικά τις ανάγκες των εφαρμογών μετάδοσης μεγάλων αποστάσεων.
Μειονεκτήματα: Παρόλο που το 400G διπλού φορέα με οπτική ίνα χαμηλών απωλειών και EDFA μπορεί να φτάσει σε απόσταση μετάδοσης μεγαλύτερη από 1000 km, δεν είναι σε θέση να καλύψει τη ζήτηση για μετάδοση σε εξαιρετικά μεγάλη απόσταση που υπερβαίνει τα 2000 km.
Τεχνολογία Quad-carrier 400G
Η τεχνολογία Four-carrier 400G αναφέρεται στη χρήση τεσσάρων υποφορέων (ο καθένας φέρει σήμα 100G) χρησιμοποιώντας διαμόρφωση Nyquist WDM (Nyquist Wavelength Division Multiplexing) PDM-QPSK για τη δημιουργία καναλιών 400G, τα οποία είναι κατάλληλα για μετάδοση δικτύου κορμού σε εξαιρετικά μεγάλες αποστάσεις.
Πλεονεκτήματα: Το Quad-carrier 400G χρησιμοποιεί ώριμη τεχνολογία, η οποία είναι πλέον διαθέσιμη στο εμπόριο σε μεγάλη κλίμακα, με χαμηλό κόστος και αποστάσεις μετάδοσης έως και 2,000 χιλιομέτρων.
Μειονεκτήματα: Το Quad-carrier 400G βασίζεται αποκλειστικά σε αναβαθμίσεις chip για την επίλυση προβλημάτων ενοποίησης συστήματος και κατανάλωσης ενέργειας. Η εισαγωγή της τεχνολογίας συμπίεσης φάσματος είναι απαραίτητη για τη βελτίωση της απόδοσης του φάσματος, διαφορετικά το τρέχον σύστημα 100G που βασίζεται σε τσιπ 400G εξακολουθεί να είναι η ουσία του συστήματος 100G.
