Jaka jest różnica między pojedynczym nośnikiem, podwójnym nośnikiem i czterem nośnikami?

Wraz z komercjalizacją 5G i pojawieniem się nowych usług, takich jak przetwarzanie w chmurze i duże zbiory danych, presja na przepustowość sieci dramatycznie wzrosła. W porównaniu z wcześniejszymi technologiami, takimi jak 25G/100G, 400G oferuje korzyści w postaci większej przepustowości, mniejszych opóźnień i mniejszego zużycia energii. W rezultacie wdrożenie optycznej sieci transportowej (OTN) 400G stało się trendem. Obecnie istnieją trzy technologie transmisji, a mianowicie pojedyncza nośna, podwójna nośna i czteronośna, aby zrealizować optyczną sieć transportową 400G (OTN). Jakie są różnice między tymi trzema technologiami transmisji oprócz różnej liczby nośnych? Jakie są zalety i wady każdego z nich? Odpowiedź znajdziesz po przeczytaniu tego artykułu.

AscentOptics zapewnia różne transceivery optyczne 400G do transmisji w sieci optycznej, takie jak 400G QSFP56-DD, OSFP 400G i 400G QSFP112.

Jedna Przewoźnik Przegląd technologii 400G

Technologia pojedynczej nośnej 400G wykorzystuje format modulacji wysokiego rzędu do budowy kanałów 400G za pomocą modulacji pojedynczej nośnej w oparciu o sygnały 400G PM-16QAM, PM-32QAM i PM-64QAM. Nadaje się do zastosowań krótkiego zasięgu, takich jak sieci metra, połączenia między centrami danych (DCI), które wymagają dużej przepustowości, ale nie wymagają transmisji na duże odległości).

Oto przykład technologii 400G PM-16QAM. PM” odnosi się do rozdzielania sygnału optycznego 400G (448Gbit/s) na dwa kierunki polaryzacji (kierunki X i Y), a następnie modulowania sygnału do tych dwóch kierunków polaryzacji w celu transmisji, jak pokazano na poniższym rysunku. Jest to równoznaczne z „podziałem” danych, zmniejszając szybkość o połowę. „QAM” odnosi się do procesu rozdzielania sygnałów X i Y, w którym to momencie szybkość jest zmniejszana o połowę, czyli 224 Gbit/s. „16” oznacza, że ​​sygnały X i Y są podzielone na cztery sygnały, zmniejszając szybkość z poprzednich 224 Gbit/s do 56 Gbit/s. Niektórzy z pewnością zapytają, dlaczego musimy zmniejszać szybkość transmisji? Ponieważ z obecnego etapu technologii obwodów 100Gbit/s jest bliskie granicy „wąskiego gardła elektronicznego”, jeśli nadal będziemy zwiększać szybkość, problemy takie jak utrata sygnału, rozpraszanie mocy i zakłócenia elektromagnetyczne staną się trudne do rozwiązania, nawet jeśli zostaną rozwiązane, wymaga to ogromnych kosztów.

Benefity: W porównaniu z technologią źródła światła z wieloma nośnymi, technologia 400G z jedną nośną jest prostszym rozwiązaniem modulacji długości fali o prostszej architekturze, mniejszych rozmiarach i stosunkowo niższym zużyciu energii. Nie tylko to, zapewnia również zarządzanie siecią. Ponieważ technologia pojedynczej nośnej 400G wykorzystuje format modulacji wyższego rzędu, może zwiększyć szybkość sygnału, a także poprawić wydajność widmową o ponad 300%, znacznie zwiększając w ten sposób pojemność sieci, aby obsługiwać większą liczbę użytkowników. Ponadto charakteryzuje się wysokim stopniem integracji systemu, który umożliwia łączenie poszczególnych podsystemów w kompletny system, umożliwiając im współpracę w celu uzyskania optymalnej wydajności. Oznacza to, że pojedynczy nośnik to ekonomiczne i wydajne rozwiązanie.

Niedogodności: właśnie dlatego, że pojedyncza nośna wykorzystuje format modulacji wyższego rzędu, wymaga wyższego optycznego stosunku sygnału do szumu, co znacznie zmniejsza odległość transmisji (mniej niż 200 km), a jeśli technologia się nie przebije, zastosowanie w transmisja na duże odległości nie jest optymistyczna. Jednocześnie pojedyncza nośna jest podatna na szum fazowy lasera i efekty nieliniowe światłowodu.

Przegląd technologii Dual Carrier 400G

W przypadku technologii pojedynczej nośnej 400G, podwójna nośna 400G przyjmuje schemat technologii superkanału 2*200G, który głównie konstruuje superkanał 400G przy użyciu formatów modulacji, takich jak 8QAM, 16QAM i QPSK, i jest odpowiedni dla długodystansowych i złożonych sieci metra. Podwójna nośna 400G wykorzystuje głównie DSP do przetwarzania sygnału w celu podzielenia jednego sygnału optycznego 400G na dwa sygnały 200G, a jeden 200G zajmuje widmo 37.5 GHz. Dzięki temu 400G potrzebuje tylko widma 75 GHz, osiągając wydajność widma na poziomie 5.33 bitów/s/Hz. Rzeczywista szybkość przetwarzania danych dla sygnału 400G(448 Gbit/s) jest obliczana jako 448 ÷ 2 (dual-carrier) ÷ 2 (PM) ÷ 4 (16QAM) = 28G Baud.

Benefity: Podwójna nośna 400G oferuje poprawę wydajności widmowej o ponad 165%, wraz z większą integracją systemu, mniejszymi rozmiarami i niższym zużyciem energii. Obecnie technologia transmisji jest dostępna komercyjnie i szeroko stosowana w aplikacjach 400G OTN. Jednocześnie, w porównaniu do pojedynczej nośnej 400G, podwójna nośna 400G może osiągnąć odległość transmisji 500 km, nieco większą. W połączeniu z niskostratnym światłowodem i EDFA odległość transmisji może osiągnąć ponad 1000 km, skutecznie spełniając potrzeby aplikacji transmisji na duże odległości.

Niedogodności: Chociaż podwójna nośna 400G z niskostratnym światłowodem i EDFA może osiągnąć odległość transmisji większą niż 1000 km, nie jest w stanie zaspokoić zapotrzebowania na transmisję na bardzo duże odległości przekraczające 2000 km.

Technologia Quad-Carrier 400G

Technologia czterech nośnych 400G odnosi się do wykorzystania czterech podnośnych (każda przenosząca sygnał 100G) przy użyciu modulacji Nyquist WDM (Nyquist Wavelength Division Multiplexing) PDM-QPSK w celu utworzenia kanałów 400G, które są odpowiednie do transmisji w sieci szkieletowej na bardzo duże odległości.

Zalety: Quad-carrier 400G wykorzystuje dojrzałą technologię, która jest obecnie dostępna komercyjnie na dużą skalę, przy niskich kosztach i odległościach transmisji do 2,000 kilometrów.

Niedogodności: Quad-carrier 400G opiera się wyłącznie na aktualizacjach chipów w celu rozwiązania problemów z integracją systemu i zużyciem energii. Wprowadzenie technologii kompresji widma jest niezbędne do poprawy wydajności widma, w przeciwnym razie obecny system 100G oparty na chipie 400G nadal jest istotą systemu 100G.