Interconección del centro de datos metropolitano (DCI) de 100G: Detección coherente versus detección directa

A medida que se gestionan, distribuyen e intercambian cantidades masivas de datos a nivel global, las redes de centros de datos aumentan en cantidad y capacidad, lo que incrementa la necesidad de interconexión de centros de datos (DCI). Si bien las industrias avanzan rápidamente debido a la aparición de las redes de 100G, elegir entre el formato de modulación de detección coherente y de detección directa, resulta fundamental para los diseñadores de infraestructura metropolitana de DCI a la hora de construir las redes 100G DCI actuales. Este artículo nos centraremos en estos dos métodos de detección y haremos una comparación entre ellos.

Figura 1: Interconección de data center

Detección coherente

La detección coherente es una técnica de detección de señal óptica que es útil tanto en sistemas de comunicación de fibra óptica como en la medición de ópticas y sensores. En esta técnica se utiliza un oscilador local en el receptor para permitir el transporte de 100 Gbit/s en una sola longitud de onda en las redes DWDM de larga distancia. Gracias a que el receptor óptico consigue una detección coherente, éste puede rastrear la fase de un transmisor para extraer cualquier información de fase y frecuencia transportada mediante una transmisión de señal.

Aunque la detección coherente es un concepto derivado de los sistemas de comunicación inalámbricos, se ha utilizado ampliamente en las comunicaciones de fibra óptica, ya que aporta una gran influencia a las redes de larga distancia. Sin embargo, el aumento en los costos y el consumo de energía de la detección coherente en la red metro DCI de 100G, constituyen uno de los inconvenientes principales.

Detección directa

La detección directa solo puede detectar las amplitudes de las señales al recibir la terminal de recepción. A diferencia de la detección coherente, capaz de extraer información cerca de la amplitud, de la frecuencia y de la fase de un portador óptico, el sistema de detección directa solo puede modular la onda óptica a través de la modulación de intensidad.

En general, la detección directa se utiliza para tramos cortos y conexiones punto a punto en redes de metro. Al aprovechar PAM4, la detección directa puede transportar hasta 100 Gbit/s y alcanzar distancias de hasta 80km, cumpliendo al mismo tiempo con los requisitos de relación señal/ruido óptico. Gracias a su tamaño pequeño, estructura simplificada y bajo consumo, el sistema de comunicación de detección directa de modulación de intensidad (IM/DD) se convierte en la opción ideal para la comunicación óptica de corta distancia. Además, los recientes avances tecnológicos han hecho que la detección se despliegue en las redes metropolitanas de DCI.

Detección Coherente vs. Directa: ¿cuál es la mejor?

Dado que la detección coherente y la detección directa se pueden utilizar en el centro de datos 100G DCI, ¿cuál es la mejor alternativa en las redes de 100G DCI metropolitanas? Con objeto de aclarar, a continuación se enumeran las siguientes consideraciones:

Capacidad de fibra: en comparación con la detección directa, la detección coherente puede extraer información de amplitud, frecuencia y fase de un portador óptico y, por lo tanto, puede lograr una capacidad de fibra mucho mayor en el mismo ancho de banda.

Simplicidad: la detección coherente utiliza un procesador de señal digital (DSP) que puede compensar la gran dispersión cromática y el modo de polarización, sin la necesidad de amplificadores ópticos y compensadores de dispersión ópticos utilizados en la detección directa. La detección coherente es mucho más tolerante a las alteraciones de línea que la detección directa debido al DSP, por lo que el diseño de la red óptica de detección coherente y la detección coherente es mucho más simple en comparación con la detección directa.

Costo: las redes de detección coherentes requieren circuitos integrados específicos para cada aplicación, y procesadores de señales digitales que las redes de detección directa no necesitan. Lo anterior significa que la detección directa elimina muchos costos debido a los transceptores 100G, de modo que es más atractiva en comparación con la detección coherente.

Consumo de energía: la necesidad de componentes ópticos adicionales, así como (DSP) en la detección coherente DCI, resulta en mayores costos y en mayor consumo de energía. Por el contrario, la detección directa elimina el DSP que consume grande cantidades de energía, de modo que se consume menos energía que los sistemas de detección coherentes.

Distancia: a medida que los avances tecnológicos aumentan, la detección directa puede transportar 100G y alcanzar una distancia de hasta 80km. Por el contrario, la detección coherente puede desplegarse en todo el mundo y la distancia de transmisión puede ser de miles de kilómetros..

Conclusión

No cabe duda de que la detección coherente es muy solicitada en las aplicaciones DCI metropolitanas, pero no se puede negar que la detección directa evoluciona rápidamente hasta convertirse en un medio económicamente viable en las aplicaciones DCI metropolitanas y que desafían el imperio de la detección coherente en el mercado actual. De modo que mientras te encuentres ante la posibilidad de elegir entre la una y la otra, deberás analizar y balancear las consideraciones ya mencionadas.

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