5G'nin ticarileşmesi ve bulut bilgi işlem ve büyük veri gibi yeni hizmetlerin ortaya çıkmasıyla birlikte, ağ bant genişliği üzerindeki baskı önemli ölçüde arttı. 25G/100G gibi önceki teknolojilerle karşılaştırıldığında 400G, daha geniş bant genişliği, daha düşük gecikme süresi ve daha düşük güç tüketimi avantajları sunar. Sonuç olarak, 400G optik taşıma ağının (OTN) konuşlandırılması trend haline geldi. Şu anda, bir 400G optik taşıma ağını (OTN) gerçekleştirmek için tek taşıyıcılı, çift taşıyıcılı ve dört taşıyıcılı olmak üzere üç iletim teknolojisi vardır, farklı taşıyıcı sayısının yanı sıra bu üç iletim teknolojisi arasındaki farklar nelerdir? Her birinin avantajları ve dezavantajları nelerdir? Bu makaleyi okuduktan sonra cevabı bulacaksınız.
AscentOptics, aşağıdakiler gibi optik ağ iletimi için çeşitli 400G optik alıcı-vericiler sağlar: 400G QSFP56-DD, 400G OSFP ve 400G QSFP112.
Tek Taşıyıcı 400G Teknolojisine Genel Bakış
Tek taşıyıcılı 400G teknolojisi, 400G PM-400QAM, PM-16QAM ve PM-32QAM sinyallerine dayalı tek taşıyıcılı modülasyonla 64G kanalları oluşturmak için yüksek dereceli bir modülasyon formatı kullanır. Büyük bant genişliği kapasitesine ihtiyaç duyan ancak uzun mesafeli iletim gerektirmeyen metro ağları, veri merkezi ara bağlantısı (DCI) gibi kısa menzilli uygulamalar için uygundur.
İşte 400G PM-16QAM teknolojisinin bir örneği. PM”, bir 400G (448Gbit/sn) optik sinyalin iki polarizasyon yönüne (X ve Y yönleri) ayrılmasını ve ardından aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi sinyalin iletim için bu iki polarizasyon yönüne modüle edilmesini ifade eder. Bu, verileri "bölmeye" eşdeğerdir ve hızı yarı yarıya düşürür. "QAM", X ve Y sinyallerini ayırma sürecini ifade eder ve bu noktada hız yarı yarıya, yani 224 Gbit/sn'ye düşürülür. "16", X ve Y sinyallerinin dört sinyale bölünerek hızı önceki 224 Gbit/sn'den 56 Gbit/sn'ye düşürdüğü anlamına gelir. Bazı insanlar kesinlikle neden baud hızını düşürmemiz gerektiğini soracaktır. Devre teknolojisinin şu anki aşamasından itibaren 100Gbit/s “elektronik darboğaz” sınırına yakın olduğundan, hızı artırmaya devam edersek sinyal kaybı, güç kaybı ve elektromanyetik parazit gibi sorunların çözülmesi zorlaşsa bile çözülürse çok büyük bir maliyet gerektirir.
Faydaları: Çok taşıyıcılı ışık kaynağı teknolojisi ile karşılaştırıldığında, tek taşıyıcılı 400G teknolojisi, daha basit bir mimariye, daha küçük boyuta ve nispeten daha düşük güç tüketimine sahip daha basit bir dalga boyu modülasyonu çözümüdür. Sadece bu değil, aynı zamanda ağ yönetimi de sağlar. Tek taşıyıcılı 400G teknolojisi, daha yüksek dereceli bir modülasyon formatı kullandığından, sinyal hızını ve spektral verimliliği %300'den fazla artırabilir, böylece daha fazla sayıda kullanıcıyı desteklemek için ağ kapasitesini büyük ölçüde genişletebilir. Ayrıca, bireysel alt sistemlerin eksiksiz bir sisteme bağlanmasına izin veren ve optimum performans için birbirleriyle uyum içinde çalışmalarını sağlayan yüksek derecede sistem entegrasyonuna sahiptir. Bu, tek taşıyıcının ekonomik ve verimli bir çözüm olduğu anlamına gelir.
Dezavantajlar: tam olarak tek taşıyıcı daha yüksek dereceli bir modülasyon formatı kullandığı için, daha yüksek bir optik sinyal-gürültü oranı gerektirir, bu da iletim mesafesini büyük ölçüde azaltır (200 km'den az) ve eğer teknoloji ilerlemezse, uygulama uzun mesafeli iletim iyimser değil. Aynı zamanda, tek taşıyıcı, lazer faz gürültüsüne ve doğrusal olmayan fiber etkilere duyarlıdır.
Çift Taşıyıcı 400G Teknolojisine Genel Bakış
Tek taşıyıcılı 400G teknolojisi için çift taşıyıcılı 400G, esas olarak 2QAM, 200QAM ve QPSK gibi modülasyon formatlarını kullanarak bir 400G süper kanalı oluşturan ve uzun mesafeli ve karmaşık metro ağları için uygun olan 8*16G süper kanal teknolojisi şemasını benimser. Çift taşıyıcılı 400G, bir 400G optik sinyali iki 200G sinyaline bölmek için sinyal işleme için esas olarak DSP'yi kullanır ve bir 200G, 37.5 GHz'lik bir spektrumu kaplar. Bu, 400G'nin yalnızca 75 GHz'lik bir spektruma ihtiyaç duymasına ve 5.33 bit/sn/Hz'lik bir spektrum verimliliğine ulaşmasına izin verir. 400G(448 Gbit/sn) sinyali için gerçek veri işleme baud hızı, 448 ÷ 2 (çift taşıyıcı) ÷ 2 (PM) ÷ 4 (16QAM) = 28G Baud olarak hesaplanır.
Faydaları: Çift taşıyıcılı 400G, daha yüksek sistem entegrasyonu, daha küçük boyut ve daha düşük güç tüketimi ile birlikte %165'in üzerinde bir spektral verimlilik artışı sunar. Şu anda, iletim teknolojisi ticari olarak mevcuttur ve 400G OTN uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda, tek taşıyıcılı 400G ile karşılaştırıldığında, çift taşıyıcılı 400G, biraz daha uzun olan 500km iletim mesafesine ulaşabilir. Düşük kayıplı fiber ve EDFA ile birleştirildiğinde, iletim mesafesi 1000 km'den fazlaya ulaşabilir ve uzun mesafeli iletim uygulamalarının ihtiyaçlarını etkili bir şekilde karşılar.
Dezavantajlar: Düşük kayıplı optik fiber ve EDFA'ya sahip çift taşıyıcılı 400G, 1000km'den daha uzun bir iletim mesafesine ulaşabilmesine rağmen, 2000km'yi aşan ultra uzun mesafeli iletim talebini karşılayamaz.
Dört taşıyıcılı 400G teknolojisi
Dört taşıyıcılı 400G teknolojisi, ultra uzun mesafe omurga ağ iletimi için uygun olan 100G kanalları oluşturmak için Nyquist WDM (Nyquist Dalgaboyu Bölmeli Çoğullama) PDM-QPSK modülasyonu kullanan dört alt taşıyıcının (her biri 400G sinyali taşıyan) kullanılmasını ifade eder.
Avantajlar: Dört taşıyıcılı 400G, düşük maliyetler ve 2,000 kilometreye varan iletim mesafeleri ile artık ticari olarak büyük ölçekte mevcut olan olgun teknolojiyi kullanır.
Dezavantajlar: Dört taşıyıcılı 400G, sistem entegrasyonu ve güç tüketimi sorunlarını çözmek için yalnızca çip yükseltmelerine güvenir. Spektrum verimliliğini artırmak için spektrum sıkıştırma teknolojisinin getirilmesi çok önemlidir, aksi takdirde mevcut 100G çip tabanlı 400G sistemi hala 100G sisteminin özüdür.
