Con la comercialización de 5G y la aparición de nuevos servicios, como la computación en la nube y los macrodatos, la presión sobre el ancho de banda de la red ha aumentado drásticamente. En comparación con tecnologías anteriores como 25G/100G, 400G ofrece las ventajas de un mayor ancho de banda, menor latencia y menor consumo de energía. Como resultado, el despliegue de la red de transporte óptico (OTN) de 400G se ha convertido en la tendencia. En la actualidad, existen tres tecnologías de transmisión, a saber, portadora única, portadora dual y portadora de cuatro, para realizar una red de transporte óptico (OTN) de 400G, ¿cuáles son las diferencias entre estas tres tecnologías de transmisión además de la diferente cantidad de portadoras? ¿Cuales son las ventajas y desventajas de cada uno? Encontrarás la respuesta después de leer este artículo.
AscentOptics proporciona varios transceptores ópticos de 400G para la transmisión de redes ópticas, como 400G QSFP56-DD, 400G OSFP y 400G QSFP112.
Individual Portador Descripción general de la tecnología 400G
La tecnología 400G de portadora única utiliza un formato de modulación de alto orden para crear canales de 400G mediante modulación de portadora única basada en señales PM-400QAM, PM-16QAM y PM-32QAM de 64G. Es adecuado para aplicaciones de corto alcance como redes metropolitanas, interconexión de centros de datos (DCI) que necesitan una gran capacidad de ancho de banda pero no requieren transmisión de larga distancia).
Aquí hay un ejemplo de tecnología 400G PM-16QAM. PM” se refiere a la separación de una señal óptica de 400G (448Gbit/s) en dos direcciones de polarización (direcciones X e Y), y luego la modulación de la señal a estas dos direcciones de polarización para la transmisión, como se muestra en la figura a continuación. Esto equivale a “dividir” los datos, reduciendo la tasa a la mitad. “QAM” se refiere al proceso de separación de las señales X e Y, momento en el que la velocidad se reduce a la mitad, es decir, 224 Gbit/s. "16" significa que las señales X e Y se dividen en cuatro señales, lo que reduce la velocidad de los 224 Gbit/s anteriores a los 56 Gbit/s. Algunas personas seguramente preguntarán, ¿por qué necesitamos reducir la tasa de baudios? Debido a que desde la etapa actual de la tecnología de circuitos, 100 Gbit / s está cerca del límite del "cuello de botella electrónico", si continuamos aumentando la tasa, problemas como la pérdida de señal, la disipación de energía y la interferencia electromagnética se vuelven difíciles de resolver, incluso si se resuelven, requiere un costo enorme.
Beneficios: En comparación con la tecnología de fuente de luz de portadora múltiple, la tecnología 400G de portadora única es una solución de modulación de longitud de onda más simple con una arquitectura más simple, un tamaño más pequeño y un consumo de energía relativamente menor. No solo eso, también proporciona administración de red. Debido a que la tecnología de portadora única 400G utiliza un formato de modulación de orden superior, puede aumentar la velocidad de la señal y mejorar la eficiencia espectral en más de un 300 %, lo que amplía enormemente la capacidad de la red para admitir una mayor cantidad de usuarios. Además, tiene un alto grado de integración del sistema que permite que los subsistemas individuales se conecten en un sistema completo, lo que les permite trabajar en conjunto para un rendimiento óptimo. Esto significa que el transportista único es una solución económica y eficiente.
Desventajas: precisamente porque la portadora única utiliza un formato de modulación de orden superior, requiere una mayor relación señal/ruido óptico, lo que reduce considerablemente la distancia de transmisión (menos de 200 km), y si la tecnología no se abre paso, la aplicación en la transmisión a larga distancia no es optimista. Al mismo tiempo, la portadora única es susceptible al ruido de fase del láser y a los efectos no lineales de la fibra.
Descripción general de la tecnología Dual Carrier 400G
Para la tecnología 400G de una sola portadora, la 400G de doble portadora adopta un esquema de tecnología de súper canal 2*200G, que construye principalmente un súper canal 400G utilizando formatos de modulación como 8QAM, 16QAM y QPSK, y es adecuado para redes metropolitanas complejas y de larga distancia. El 400G de doble portadora utiliza principalmente DSP para el procesamiento de señales para dividir una señal óptica de 400G en dos señales de 200G, y una de 200G ocupa un espectro de 37.5 GHz. Esto permite que 400G solo necesite un espectro de 75 GHz, logrando una eficiencia de espectro de 5.33 bit/s/Hz. La tasa de baudios de procesamiento de datos real para la señal de 400G (448 Gbit/s) se calcula como 448 ÷ 2 (doble portadora) ÷ 2 (PM) ÷ 4 (16QAM) = 28G Baud.
Beneficios: Dual-carrier 400G ofrece una mejora de la eficiencia espectral de más del 165 %, junto con una mayor integración del sistema, un tamaño más pequeño y un menor consumo de energía. Actualmente, la tecnología de transmisión está disponible comercialmente y se usa ampliamente en aplicaciones OTN de 400G. Al mismo tiempo, en comparación con el 400G de un solo portador, el 400G de doble portador puede alcanzar una distancia de transmisión de 500 km, un poco más. Cuando se combina con fibra de baja pérdida y EDFA, la distancia de transmisión puede alcanzar más de 1000 km, satisfaciendo efectivamente las necesidades de las aplicaciones de transmisión de larga distancia.
Desventajas: Aunque la portadora dual 400G con fibra óptica de baja pérdida y EDFA puede alcanzar una distancia de transmisión de más de 1000 km, no puede satisfacer la demanda de transmisión de ultra larga distancia que supera los 2000 km.
Tecnología de cuatro portadoras 400G
La tecnología 400G de cuatro portadoras se refiere al uso de cuatro subportadoras (cada una con una señal de 100G) usando la modulación PDM-QPSK de Nyquist WDM (Nyquist Wavelength Division Multiplexing) para crear canales de 400G, que son adecuados para la transmisión de redes troncales de ultra larga distancia.
Ventajas: Quad-carrier 400G utiliza tecnología madura, que ahora está disponible comercialmente a gran escala, con costos bajos y distancias de transmisión de hasta 2,000 kilómetros.
Desventajas: Quad-carrier 400G se basa únicamente en actualizaciones de chips para resolver los problemas de integración del sistema y consumo de energía. La introducción de la tecnología de compresión de espectro es esencial para mejorar la eficiencia del espectro; de lo contrario, el actual sistema 100G basado en chips 400G sigue siendo la esencia del sistema 100G.
