Con l’aumentare della distanza di trasmissione e della capacità dei dati, la perdita nel processo di trasmissione ottica aumenta. L’interconnessione del data center deve superare il problema della trasmissione di informazioni a lungo raggio, quindi la tecnologia coerente diventa piuttosto importante nell’interconnessione del data center.
Trasmissione coerente
I due fasci di ottica coerente interferiranno nell’area in cui si incontrano.
La modulazione coerente e le tecniche di rilevamento eterodina sono utilizzate principalmente in comunicazioni ottiche coerenti.
La modulazione coerente consiste nell’utilizzare il segnale da trasmettere per modificare la frequenza, la fase e l’ampiezza della portante ottica (mentre la rilevazione dell’intensità cambia solo l’intensità dell’ottica), che richiede che il segnale ottico abbia una certa frequenza e fase (mentre l’ottica naturale non ha una determinata frequenza e fase), dovrebbe essere un’ottica coerente. Un laser è una specie di ottica coerente.
La rivelazione dell’eterodina utilizza un laser generato da un oscillatore locale per miscelare con l’ottica del segnale di ingresso in un mixer ottico per ottenere un segnale di frequenza intermedio che cambia in base alla stessa frequenza, fase e ampiezza dell’ottica del segnale.
La tecnologia di ricezione coerente digitale consente al sistema di trasmissione ottica di avere tolleranza di dispersione e tolleranza della modalità di polarizzazione sufficienti senza considerare gli effetti della dispersione cromatica e della dispersione della modalità di polarizzazione sulla trasmissione, il che apporta una serie di vantaggi alla costruzione, all’esercizio e alla manutenzione della rete.
La tecnologia di ricezione digitale coerente offre una serie di vantaggi
- Semplifica la compensazione della dispersione ottica e il progetto di multiplazione di polarizzazione sulla linea di trasmissione, e la progettazione del circuito è più semplice.
- Elimina la dipendenza dalla bassa fibra PMD ed è adatto per la fibra di trasmissione di varie specifiche, che è conveniente per l’aggiornamento della velocità della linea in fibra.
- Elimina l’influenza dell’effetto non lineare della fibra DCF della linea di trasmissione, riduce il numero di amplificatori di linea e l’influenza del rumore ASE, riduce il costo della linea e migliora la capacità nella trasmissione a lungo raggio del sistema.
- Il tempo di recupero della protezione è inferiore a 50 ms (diverso dal sistema 40G). L’algoritmo di compensazione della dispersione adattativa di elaborazione del segnale digitale 100G converge rapidamente e soddisfa pienamente i requisiti di ritardo di recupero della classe carrier.
- Il ritardo di trasmissione della linea è ridotto. Secondo il calcolo del ritardo della fibra di 1 km 5us, la riduzione del ritardo causata dall’eliminazione della fibra DCF è molto considerevole, il che è significativo per l’ambiente applicativo sensibile al ritardo.
La tecnologia di trasmissione coerente può essere utilizzata nelle applicazioni 100G e 400G perché consente ai service provider di inviare più dati su fibra esistente, riducendo il costo e la complessità degli aggiornamenti di rete per l’espansione della larghezza di banda. Le attuali soluzioni di temporizzazione per l’ottica coerente non sono state ottimizzate in termini di costi e dimensioni, richiedendo un mix diversificato di VCSO, generatori di clock e dispositivi discreti.
La tecnologia coerente può anche ottenere il più basso costo totale di proprietà a 100G e oltre 100G, eliminando il tradizionale costoso modulo di compensazione della dispersione DCM e compensando digitalmente la perdita di rumore della fibra utilizzando un chip DSP basato su CMOS. La tecnologia coerente consente una regolazione flessibile della lunghezza della fibra, garantendo al tempo stesso la possibilità di estendere la portata dei dati a 400 G per lunghezza d’onda, con una maggiore capacità di ridurre il costo per bit.
Come funziona la tecnologia di trasmissione coerente 100G?
Nella soluzione coerente 100G, un laser (stessa frequenza) della stessa lunghezza d’onda centrale del laser trasmittente viene utilizzato all’estremità ricevente. Quindi, attraverso l’elaborazione del circuito di sincronizzazione, la fase dell’estremità ricevente viene mantenuta uguale all’estremità trasmittente (in fase), formando così una condizione coerente.
Dopo aver generato le condizioni coerenti, è conveniente ripristinare il segnale “modulato in fase”. Con una ricezione coerente, le prestazioni saranno migliori.
La ricezione coerente non può solo migliorare il rapporto segnale / rumore del segnale ricevuto, ma anche compensare la perdita causata da alcuni segnali durante la trasmissione. La ricezione coerente può preservare l’informazione di fase del segnale ottico, in modo che i due stati di polarizzazione possano essere ripristinati mediante elaborazione elettrica e compensare alcuni danni causati dalla trasmissione a lungo raggio. La trasmissione coerente basata su tanti vantaggi è la prima scelta nella trasmissione a lungo raggio nel data center.
Gigalight ha sviluppato in modo indipendente un ricetrasmettitore ottico coerente da 100G CFP-DCO . Ha personalizzato la ricerca e sviluppo per le applicazioni di reti metropolitane per l’interconnessione di data center, incarnando pienamente le caratteristiche di usabilità, flessibilità, basso consumo energetico e bassa latenza, rappresentando la direzione futura dello sviluppo di dispositivi di comunicazione ottica ad alta velocità.
Originariamente pubblicato su Gigalight’s Medium Blog