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可涵盖大多数光网络的相干光学解决方案

为什么需要相干光学解决方案?

在过去的30年,数据传输从建立初期的每秒10Mbit铜缆以太网到最先进的每秒千兆位的相干光学网络,传输速率一直在发展。在同一时期,业界将每个网络接口的速度提高了100,000倍,相当于每年增加1.46倍的速度。

随着下一代互连技术的继续推动,网络行业在未来30年内不可能以每个接口100,000倍的速度继续发展。当接近互连速度的物理极限时,未来每波长传输将达到100EB。幸好,并不需要每个接口都达到EB级,客户最需要的是在未来五年内为物理线路提供更具成本效益且易于部署的400G、800G和1.6T网络接口。

高速互连的每位成本每年必须继续下降,这是互连解决方案提供商必须解决的技术和业务需求。多数客户要求每三年以相同的功率水平将带宽加倍,因为网络传输系统的功率受到限制,而带宽的需求却在不断飙升。结果就是每一代新技术都必须使每位功率缩减50%以上,并增加前面板容量。

客户还需要更大的灵活性,以便网络系统供应商可以设计线卡,并为每个应用选择适当的网络接口。另一个紧迫的客户需求是供应商多样性和推动标准化,以便客户最终在优化其应用成本时可以选择。

以上要求,低功率、高性能的相干可插拔光模块皆可满足,并且相干光学在市场上的应用正处于良好状态。借助7nm数字信号处理器(DSP)的最新创新和紧凑的集成电光组件,现在可以开发功能强大的小尺寸相干接口,以提供400Gbit/s的速度。

 

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相干可插拔光模块涵盖了大多数应用

400G ZR前景可观

光学互联网络论坛(OIF)是第一个标准化用于数据中心互连的400G ZR相干可插拔模块的组织。随着OIF标准化的制定以及多家供应商提供400G ZR解决方案,云客户正在投入大量精力来认证400G ZR模块。毫无疑问,400G ZR部署将在2021年及以后在云网络中取得成功。

400G ZR技术将涵盖大多数数据中心互连链路要求,小型可插拔的光模块可以大大降低网络系统的成本,因为基于标准的解决方案可促进厂商竞争,而小型化则允许线卡将容量最大化,从而使系统更具成本效益。

超越数据中心互连,DSP技术创新推动了一系列革命性的性能提升,这是迄今为止前所未有的。创新DSP具有更高的编码增益前向纠错(FEC),在400G ZR模式下功耗增加时,其概率整形可降低功耗,可以满足大多数城域和100-400G速率的长距离传输需求。将概率整形技术包含在相干模块封装中优势显著,因为它可以在更长的光纤传输中最大化数据速率,并提供更好的链路传输鲁棒性和裕度。

CFP2 DCO仍然是主流解决方案

多家供应商已成功开发出具有7nm DSP的CFP2数字相干光学(DCO),以实现城域和长距离应用的多速率100-400G连接。与上一代相干定制线路卡版本的等效性能相比,此类可插拔CFP2 DCO的功耗不到30%。此外,为了降低功耗,这些CFP2 DCO可插拔,易于部署,易于维护,并提供多种信号源选项。

CFP2 DCO现在是大多数高速网络的首选。当然,还有一些不可插拔的应用,例如海底链路和超长距离网络,它们需要具有更高功耗和更高性能的DSP。但是,这些应用仅占整个市场的一小部分,CFP2 DCO仍然是主流解决方案。

易飞扬已成功推出了小体积、低功耗100G CFP2 DCO,并于今年的CIOE现场演示,在兼容性、业务开通和传输性能等方面均取得优异的效果。适用于数据中心互连和5G回传,可提供超长距离的大容量光传输解决方案。

易飞扬的100G CFP2 DCO有ZR/LH两个版本,均采用紧凑型CFP2封装。ZR可传输距离120km,功耗小于18W;LH模块可传输2000km,功耗小于23W。其发射端光信噪比都大于35dB,优于9月发布的Open ZR+ MSA规定的32dB要求。ZR模块接收端光信噪比容限在误码率为4E-3的时候,光信噪比容限典型值为17 dB;LH模块在误码率等于2E-2时,光信噪比容限典型值13dB。

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接收端OSNR容限(1、2不带EDFA,3带EDFA)

DSP技术的不断进步将使可插拔相干光学器件满足将近100G、200G、400G和800G网络的大多数光网络应用需求。这种趋势将使互连系统更具成本效益,能更高效且易于维护。在使用相同的线卡设计时,设备制造商和云运营商还将灵活性更高的模块。Inphi预测,依赖于DSP的先进功能,预计到2024年,可插拔模块的持续采用将解决超过75%的相干端口的发货,如下图所示。

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相干DSP支持的可插拔产品,占市场份额的75%

面对不断升高的连接和带宽需求,易飞扬的技术步伐只会加快,以提供更高速、更便宜、更低功耗的互连设备。从云到家,从数据中心内部到外部,以及从物联网到5G无线网络的兴起,易飞扬工程师都在重新定义传输大数据的含义。

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