Cancella
https://media.fs.com/images/community/uploads/post/201912/20/25-400g-optical-transmission-technologies-4.jpg

Tecnologie OTN 400G: Singola, doppia e quadrupla

28 gennaio 2021

Al fine di raggiungere la trasmissione a lungo raggio (LH) 400G, tre tecnologie OTN (Optical Transport Network) 400G nascono per soddisfare le esigenze: 400G a singola portante, 400G a doppia portante e 400G a quadrupla portante. Differiscono l'una dall'altra principalmente per il numero di lunghezze d'onda utilizzate per la trasmissione. Questo post rivelerà cosa sono e i loro rispettivi pro e contro.

Singola portante per 400G OTN

Il 400G a portante singola, o 400G a lunghezza d'onda singola, indica che c'è una capacità di 400G su una lunghezza d'onda singola. Il 400G a singola portante adotta formati di modulazione di alto ordine come PM-16QAM (Polarization-Multiplexed-16 Quadrature Amplitude Modulation), PM-32QAM e PM-64QAM.

Figure 1 Single-Carrier for 400G OTN.png

Prendiamo PM-16QAM come esempio. PM si riferisce a un processo in cui il segnale ottico 400G (448Gbit/s) è separato in due segnali e modulato per trasmettere in due direzioni di polarizzazione -X e Y, che può dimezzare la velocità del segnale originale (224Gbit/s). QAM è un processo di separazione dei segnali in X e Y per ridurre ulteriormente il tasso. 16 sta per 4 bit, il che significa che il segnale in X e Y è rispettivamente diviso in 4 segnali e il tasso diminuirà di conseguenza a 1/4 sulla base dei 224Gbit/s precedenti. Usando PM-16QAM, la velocità del segnale in questo momento diventa 448÷2 (PM)÷4 (16QAM)=56G Baud. Perché dobbiamo ridurre il Baud (la velocità di elaborazione elettrica)? Perché nella tecnologia attuale dei circuiti, 100Gbit/s si è avvicinato al limite del collo di bottiglia elettronico. Se la velocità continua ad aumentare, problemi come la perdita di segnale, la dissipazione di potenza e le interferenze elettromagnetiche rimarranno una seccatura che, anche se risolta, richiederà costi enormi.

Figure 2 PM-16QAM Single-Carrier 400G OTN.png


  • Vantaggi: rispetto allo schema multiportante, il 400G a portante singola è una soluzione di allocazione della lunghezza d'onda più semplice, con una struttura più semplice e di piccole dimensioni. Inoltre fornisce una facile gestione della rete e un basso consumo energetico. Con QAM di ordine superiore, la singola portante può aumentare i tassi di segnale e l'efficienza dello spettro, che espanderà significativamente la capacità della rete e aumenterà il numero di utenti da supportare. Inoltre, con l'alta integrazione del sistema, può collegare i sottosistemi separati in uno completo e farli lavorare in coordinazione con l'altro e raggiungere la migliore prestazione globale. La singola portante può darvi una soluzione redditizia.

  • Svantaggi: dato che la singola portante adotta un QAM più avanzato, richiede un OSNR (Optical Signal Noise Ratio) più alto e riduce notevolmente la distanza di trasmissione (meno di 200km). Inoltre, la singola portante è più suscettibile al rumore di fase del laser e agli effetti non lineari della fibra. È la soluzione migliore solo per alcune applicazioni specifiche che non richiedono una distanza di trasmissione ultra lunga, ma hanno bisogno di una grande capacità di larghezza di banda. Normalmente, la singola portante 400G è usata solo nell'accesso alla rete, nella metropolitana o nella trasmissione DCI (Data Center Interconnection).

Doppia portante per 400G OTN

Il sistema 400G a doppia portante, chiamato anche 400G a doppia lunghezza d'onda, offre una capacità di 400G attraverso due lunghezze d'onda di 200G. Rispetto alla soluzione 400G a singola portante, il sistema 400G a doppia portante basato sullo schema 2×200G super-channel adotta formati di modulazione di ordine inferiore come PM-QPSK (Quadrature Phase Shift Keying, un simbolo rappresenta due bit, il che significa che il tasso è ridotto a 1/2), PM-8QAM o PM-16QAM. La doppia portante è applicata nelle reti metropolitane più complesse per ottenere una trasmissione a lungo raggio a 400G.

Figure 3 Dual-Carrier for 400G Optical Transmission.png

  • Vantaggi: l'efficienza dello spettro a doppia portante 400G è aumentata di oltre il 165%, con un'integrazione di sistema relativamente alta, piccole dimensioni, basso consumo energetico. 400G a doppia portante è considerata la tecnologia più comunemente usata per 400G OTN. La portata del 400G a doppia portante è più lunga del 400G a singola portante, che può raggiungere fino a 500 km per uso commerciale. Quando viene distribuito con un cavo in fibra ottica a bassa attenuazione e EDFA (amplificatori in fibra drogata all'erbio), 400G a doppia portante può coprire più di 1000 km, il che può fondamentalmente soddisfare l'applicazione di trasmissione a lungo raggio 400G.

  • Svantaggi: anche con EDFA e cavo in fibra a bassa attenuazione, 400G a doppia portante non riesce ancora a raggiungere la lunghezza di 400G a quadrupla portante, non adatto alla trasmissione ultra long-haul (ULH) oltre 2.000 km.

Quadrupla portante per 400G OTN

Il 400G a quadrupla portante si riferisce a una soluzione che offre una capacità di 400G attraverso quattro lunghezze d'onda 100G. Si ottiene costruendo un super-canale 400G basato su 100G PM-QPSK con quattro portanti.

Figure 4 Quad-Carrier for 400G Optical Transmission.png

  • Vantaggi: 400G a quattro portanti adotta la tecnologia di trasmissione 100G matura che è stata ampiamente utilizzata per scopi commerciali. Può raggiungere una trasmissione a lunghissimo raggio di più di 2000 km a un costo relativamente basso.

  • Svantaggi: il sistema 400G a quattro portanti ha senso solo quando la tecnologia di compressione dello spettro viene introdotta per migliorare l'efficienza dello spettro, e il chip 100G viene aggiornato per risolvere i problemi di integrazione e di consumo energetico. Altrimenti, un sistema 400G costruito sull'attuale chip 100G è essenzialmente un sistema 100G.

Conclusione

Al momento, la trasmissione a lungo raggio 400G è realizzata principalmente da portante singola, doppia e quadrupla portante. Il vettore singolo 400G con PM-16QAM / 32QAM / 64QAM è limitato nella trasmissione, potendo coprire solo una distanza inferiore a 200 km. Utilizzando EDFA e la normale fibra G.652, la doppia portante 400G con PM-16QAM è la soluzione ideale per la trasmissione MAN e la doppia portante 400G con PM-QPSK è adatta per la trasmissione a medio-lungo raggio. Lo schema 4x100G a quattro portanti è essenzialmente tecnologia 100G, che ha la stessa distanza di trasmissione di 100G ed è appropriato per la trasmissione ULH. Poiché il traffico dati globale continua a salire, non c'è fine alle richieste di larghezza di banda. Sebbene il transito a 400G richieda del tempo, puoi ottenere informazioni sul Mercato Ethernet 400G corrente e futuro per prepararti in anticipo.

1.2k

Potrebbe anche interessarti