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Aplicación innovadora de la tecnología 100G PAM4 DWDM en DCI

Actualizado el 19 de marzo de 2024 por
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Con la rápida evolución y desarrollo de servicios de alta velocidad en las redes de comunicación, la demanda de ancho de banda en sistemas de comunicación metropolitanos y redes de interconexión de centros de datos (DCI) ha alcanzado una urgencia sin precedentes. La iteración tecnológica de las tasas de transmisión óptica ha mostrado claramente una tendencia de desarrollo revolucionaria de 10/40Gbps tradicionales a 100Gb/s.

Cabe destacar que el módulo óptico 100G DWDM QSFP28 PAM4 se puede integrar directamente en enrutadores o conmutadores de centros de datos adecuados, sin necesidad de un plataforma de conversión DWDM independiente, lo que reduce significativamente los costos de inversión y simplifica los procesos de implementación y mantenimiento. Además, mediante el uso de módulos de compensación de dispersión (DCM), y amplificadores ópticos (EDFA) adecuados, se puede lograr la integración perfecta de los módulos PAM4 en las redes DWDM existentes para lograr una transmisión híbrida, mejorando aún más la compatibilidad y la escalabilidad de la red.

Visión general de la tecnología DWDM 100G PAM4

Descripción de la tecnología PAM4

La tecnología DWDM de modulación intensiva ha experimentado tasas de modulación cada vez más altas, incluyendo 1.25G NRZ, 2.5G NRZ, 10G NRZ y 25G NRZ, con tasas de modulación PAM4 de alto orden como 50G PAM4 y 100G PAM4;

Descripción técnica

Los módulos ópticos PAM4 DWDM se pueden insertar en DWDM integrado, conectándose directamente a routers o switches de centros de datos sin necesidad de una plataforma de conversión DWDM independiente, lo que reduce significativamente los costos y simplifica la implementación y el mantenimiento. Además, mediante módulos de compensación de dispersión (DCM), y amplificadores ópticos (EDFA) adecuados,, se pueden agregar módulos PAM4 a redes DWDM existentes para lograr una transmisión mixta. Las próximas formas de productos de próxima generación basados en la modulación de alto orden PAM4 incluyen: 50G (1X50G PAM4), 100G (2X50G PAM4) y 100G (1x100G PAM4).

Esquema de 100G (2X50G PAM4)

Los módulos ópticos que utilizan el esquema de 100G (2X50G PAM4) incluyen el módulo óptico 100G DWDM QSFP28 (C-band, intervalo de longitud de onda de 50 GHz), comúnmente conocido como QSFP28 PAM4 de 100G, que lleva servicios de 100GE a través de dos longitudes de onda DWDM de 50G diferentes. El lado eléctrico utiliza 4X25G NRZ, mientras que el lado óptico tiene dos opciones: interfaz CS y interfaz LC. La interfaz CS utiliza 2 entradas y 2 salidas, con un total de 4 fibras ópticas; el esquema de interfaz LC dúplex utiliza tecnología de multiplexación WDM interna y solo requiere 2 fibras ópticas para la transmisión. Con una calidad de enlace de fibra óptica adecuada y una compensación de dispersión de alta precisión mediante compensación de dispersión (DCM), y amplificadores ópticos (EDFA), se pueden cumplir los requisitos de transmisión de corta distancia de hasta 80km, con un ancho de banda total de una fibra de 96 ondas x 50G = 4800G.

Compensación de potencia

Extracción de datos OTDR

Al diseñar soluciones DWDM, la lectura de informes de pruebas OTDR (Reflectómetro Óptico del Dominio Temporal) es un paso crucial para evaluar el rendimiento de la conexión de fibra óptica y determinar los parámetros del amplificador óptico de fibra dopada con erbio (EDFA). Se centra principalmente en la longitud de la conexión de fibra óptica y los parámetros de atenuación a 1550nm:

Resumen del informe de pruebas: Revisar el resumen del informe completo de pruebas OTDR para comprender el alcance, tiempo y otra información básica de las pruebas.

Longitud de la conexión de Fibra óptica: Determinar la longitud real de la conexión de fibra óptica, información clave al diseñar sistemas DWDM.

Atenuación: Analizar la curva de atenuación en el informe de pruebas para comprender la pérdida de señal en la conexión de fibra óptica a 1550nm. Una alta atenuación puede requerir el uso de amplificadores ópticos de fibra dopada con erbio (EDFA) para compensar las pérdidas de señal.

Pérdida de retorno: Prestar atención a la pérdida de retorno en el informe de pruebas para garantizar que esté dentro de un rango razonable para conectores y otros componentes de conexión.

Eventos: Identificar y señalar cualquier evento en la fibra óptica, como conectores, cortes, curvaturas, entre otros, presentes en el informe de pruebas.

Informe bidireccional OTDR

Compensación de dispersión

Dispersión de fibra óptica

Al diseñar soluciones DWDM, es crucial consultar el tipo de cable de fibra óptica actualmente instalado por el cliente. Diferentes tipos de fibras ópticas tienen distintos coeficientes de dispersión, lo que afecta la precisión de la compensación de dispersión y la elección de parámetros DCM. Se centra principalmente en el tipo y coeficiente de dispersión de la fibra óptica:

  • La fibra óptica G.652, también conocida como fibra monomodo de desplazamiento no dispersivo, opera en longitudes de onda de 1310/1550nm y es una de las fibras ópticas más ampliamente utilizadas. Tiene una dispersión de cero en la longitud de onda de 1310 nm y el coeficiente de dispersión máximo (17ps/nm*km) cerca de 1550nm.

  • La fibra óptica G.653, denominada fibra monomodo de desplazamiento de dispersión, se utiliza en sistemas de comunicación de fibra óptica de un solo canal a larga distancia con longitudes de onda de operación en la región de 1550nm. No es adecuada para sistemas de división de longitud de onda y puede causar fenómenos de mezcla de cuatro ondas.

  • La fibra óptica G.654 se utiliza principalmente en comunicación de fibra óptica submarina, con baja pérdida y alto coeficiente de dispersión (18ps/nm*km).

  • La fibra óptica G.655 es una fibra monomodo de desplazamiento no nulo, adecuada para sistemas de transmisión por multiplexación por división de onda densa. En la región de 1550nm, tiene una baja dispersión razonable y admite transmisiones a larga distancia de 10 Gbit/s mientras suprime los efectos no lineales.

  • La fibra óptica G.657 es insensible a la flexión, con un radio de curvatura la mitad de G.652. Sus características restantes son similares a las de G.652.

    wdm

Aplicación innovadora de 100G PAM4 DWDM en DCI y sus notables beneficios económicos

Alcance: Transformación de la red DCI y la interconexión de centros de datos

En la era actual de rápido desarrollo de la computación en la nube, la red de interconexión de centros de datos (DCI) se ha convertido en un puente crucial para facilitar la interacción y el intercambio de recursos a gran escala. La tecnología 100G PAM4 DWDM destaca en este contexto, diseñada para satisfacer las crecientes demandas de ancho de banda y escenarios complejos de interconexión de centros de datos. Integrando las tecnologías de multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) y modulación de amplitud de pulso de cuatro niveles (PAM4), esta solución avanzada puede transmitir múltiples flujos de datos de 100Gbps de manera paralela en una sola fibra óptica, aumentando significativamente la capacidad y flexibilidad de la red DCI.

Especialmente en aplicaciones de interconexión a corta y media distancia entre centros de datos, la tecnología 100G PAM4 DWDM es altamente efectiva, cubriendo eficientemente distancias de 80 a 100 kilómetros y logrando una transmisión de datos rápida y estable. Esto garantiza la sincronización en tiempo real y la migración de datos a gran escala entre clústeres de centros de datos.

Requisitos de distancia: Optimización del rendimiento de transmisión en un rango de 80km a 100km

Dado que los centros de datos suelen estar distribuidos entre ciudades, con distancias físicas que pueden variar desde varias decenas hasta más de cien kilómetros, la tecnología 100G PAM4 DWDM ha sido optimizada para este intervalo específico, superando las limitaciones de las tecnologías tradicionales en la transmisión a larga distancia. Gracias a la mayor tasa de datos efectiva proporcionada por la modulación PAM4 y la eficiencia en el uso de recursos espectrales de DWDM, esta tecnología puede cumplir con los requisitos de transmisión a larga distancia, garantizando la calidad y estabilidad de la transferencia de datos entre centros de datos.

Costo-eficiencia: Reducción del costo total de propiedad y simplificación de la gestión operativa

La adopción de la tecnología 100G PAM4 DWDM brinda a los operadores de centros de datos significativos ahorros de costos y facilidades operativas. En primer lugar, al integrar módulos ópticos con envase QSFP28, se pueden insertar directamente en el enrutador central o el conmutador del centro de datos, sin necesidad de adquirir plataformas de conversión DWDM adicionales, lo que reduce los costos de inversión en equipos. En segundo lugar, gracias a su diseño compacto y alta integración, se simplifica la arquitectura de toda la red, facilitando la gestión del cableado, la instalación y la expansión.

Además, la tecnología PAM4, al aumentar la densidad de datos por canal, evita el uso costoso de tecnologías de luz coherente a distancias cortas, lo que ahorra aún más en costos operativos. Además, al garantizar la confiabilidad del sistema y el rendimiento, se reducen los costos a largo plazo de mantenimiento y reparación de fallas, mejorando globalmente la relación calidad-precio y el TCO (Costo Total de Propiedad).

Caso de éxito de FS en relación con 100G PAM4 DWDM

FS anuncia oficialmente el lanzamiento del nuevo sistema de línea abierta DWDM PAM4 de 40 canales a 100G, que es una plataforma de transporte DWDM activa, escalable y confiable para la interconexión de centros de datos y la agregación metropolitana. Esta plataforma de transporte DWDM PAM4 a 100G integra un mux/demux DWDM de 40 canales, amplificadores ópticos, módulos de compensación de dispersión y un canal de supervisión óptica, diseñada para ofrecer a los clientes una solución DWDM activa a 100G de bajo costo. Demuestra fuertes ventajas de diversas maneras, como se muestra a continuación.

Solución DWDM activa FS 100G

Capacidad elevada de 2.0T: La solución DWDM activa a 100G de FS puede ofrecer hasta 2.0T en un chasis de 1U, cumpliendo con las demandas de centros de datos empresariales y redes metropolitanas para el ahorro de espacio en rack y aplicaciones de alta capacidad.

Configuración automatizada y aprovisionamiento sin intervención: La instalación y la adición de nuevas conexiones pueden realizarse fácilmente incluso por principiantes. Además, el sistema de línea abierta DWDM PAM4 a 100G de FS admite la medición automática de la distancia de fibra y la configuración de compensación de dispersión, brindando simplicidad de plug and play de siguiente nivel a las redes DWDM DCI.

Solución todo en uno: La plataforma de transporte DWDM PAM4 a 100G de FS es una solución todo en uno y rentable para múltiples enlaces a 100G, disminuyendo así el espacio y la complejidad de parches, al tiempo que admite la preconfiguración y reconfiguración según sea necesario.

El lanzamiento del sistema de línea abierta DWDM PAM4 a 100G es un intento significativo de FS para ofrecer una solución DWDM de configuración más simple a nuestros clientes en la red de transporte óptico", dijo Archer He, el gerente de línea de productos de soluciones en FS.com. "Ofrece una solución DWDM óptima de 80km para interconexiones de corto y medio alcance, reduciendo costos y aumentando considerablemente la flexibilidad en el transporte óptico". Como solución todo en uno que puede simplificar la implementación y gestión de DWDM PAM4, la solución DWDM activa a 100G de FS proporciona máxima eficiencia, flexibilidad sin precedentes y escalabilidad futura para centros de datos empresariales y redes metropolitanas. Para obtener más información sobre el sistema de línea abierta DWDM a 100G de FS, visita aquí.

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