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1分钟了解相干光模块发展史

相干光模块有模拟相干ACO和数字相干DCO,一般采用CFP系列封装,让我们来了解一下相干光模块的发展史。

曾经我们的文章探讨过相干光通信是骨干网和城域网长距离传输的主流选择,相干光模块有模拟相干ACO和数字相干DCO,一般采用CFP系列封装,让我们来了解一下相干光模块的发展史。

一开始相干光模块采用CFP封装。CFP MSA提供82mm的封装宽度和小于24W的功耗,足以将所需的三个光学元件(激光器,调制器,ICR)和DSP放入CFP中,形成完整的相干收发器,这种收发器称为“ DCO”,表示“数字相干光学”。CFP-DCO可以插入为CFP设计的任何插槽中,并通过光口与数字信号进行通信。因此,配备有CFP插槽的交换机或路由器可以在任何插槽中容纳近距离客户端CFP或远距离相干CFP-DCO收发器。

但是,低功耗&小封装&大容量&低成本,是通信人持续追求的目标。因此CFP MSA不可避免地要跟上CFP2尺寸,CFP2的标准宽度为41.5毫米,最初允许12W的功耗。但DSP技术最初开始使用时,功耗和热量很高,以至于光学器件和DSP必须在物理上分开,以防止光学器件和DSP过热。因此,定义了一种新型的可插拔相干接收器CFP2-ACO。ACO代表“模拟相干光学”,是将DSP移到CFP2外部,移到插入CFP2-ACO的电路板上,CFP2-ACO通过一个特殊的连接器发送模拟信号来与电路板通信。

ACO和DCO

不管是ACO还是DCO,均设计为具有以下多个组件的集成:

  • 超窄线宽激光器:线宽越窄,噪声越低,因此可以支持QAM高阶调制。
  • 低插入损耗调制器:最小损耗的低插入损耗调制器减少了模块中对增强型掺铒光纤放大器(EDFA)的需求,可在降低尺寸和成本的同时改善光信噪比(OSNR),信号越强,覆盖范围越广。
  • 高灵敏度相干接收器。

DCO模块与ACO模块最核心的区别在于,DCO将DSP芯片直接集成在光器件上,与系统之间采用数字通信方式,解决了跨厂商交换机互通的问题。另外因为DCO的集成度更高,相比ACO模块,DCO的功耗更低。

不过CFP2-ACO小是小了,功耗也低了,就是模拟信号算法过多,互不兼容。随着DSP和光学器件的发展,已有不少厂家研发出CFP2 DCO。

如下表所示,相对于CFP-DCO,CFP2-DCO性能显著提升,不管是城域网还是接入网,CFP2-DCO模块都可以满足,而从总拥有成本(TCO)来看,功率和密度的节省具有可观的价值。

CFP-DCO,CFP2-DCO

在CFP2的功率限制内,CFP2 DCO应用还可扩展为:

  • 200G超长距离传输:光信噪比(OSNR)小于14dB,色散补偿技术可实现超过2000km的传输;
  • 400G城域网传输:可达800甚至1000公里,具体取决于光纤链路的质量和EDFA跨度。

易飞扬的100G CFP DCO和100G/200G CFP2-DCO光模块已商用,专为数据中心互连(DCI)和城域网应用定制开发。此外,100G/200G CFP2-DCO在100G模式下,可以与我司第一代100G CFP-DCO实现通信业务互通组网,进一步加强设备的稳定性能以及节省更换成本。

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