100G межсоединение ЦОД (DCI) в метро: когерентное и прямое обнаружение

В настоящее время по мере того, как огромные объемы данных управляются, распределяются и обмениваются по всему земному шару, сети центров обработки данных расширяются в количестве и емкости, что обусловливает необходимость в межсоединении центров обработки данных (ЦОД). В то время как отрасли быстро продвигаются с развитием 100G, выбор между этими двумя форматами модуляции когерентным обнаружением и прямым обнаружением стал ключевым вопросом, с которым должны столкнуться проектировщики инфраструктуры metro DCI при создании современных сетей 100G DCI. В этой статье мы сосредоточимся на этих двух методах обнаружения и проведем сравнение между ними.

Рисунок 1. Межсоединение ЦОД

Когерентное обнаружение

Когерентное обнаружение - это технология обнаружения оптического сигнала, которая очень полезна в оптических системах связи, а также в оптических измерениях и датчиках. В приемнике используется местный генератор, обеспечивающий передачу 100 Гбит / с на одной длине волны для сетей DWDM на большие расстояния. Обладая способностью выполнять когерентное обнаружение, оптический приемник может отслеживать фазу оптического передатчика, чтобы извлечь любую информацию о фазе и частоте, передаваемую передаваемым сигналом.

Хотя когерентное обнаружение является концепцией, основанной на системах беспроводной связи, оно широко используется в волоконно-оптической связи, что оказывает большое влияние на дальние оптические сети. Но для 100G DCI в метро увеличение затрат и энергопотребление когерентного детектирования являются другими проблемами.

Прямое обнаружение

Прямое обнаружение может определять только амплитуду сигнала на приемном конце. В отличие от когерентного обнаружения, которое может извлекать информацию об амплитуде, частоте и фазе с оптического носителя, системы прямого обнаружения могут модулировать световые волны только посредством модуляции интенсивности.

Как правило, прямое обнаружение используется для соединений ближнего и двухточечного соединения в городских сетях. Используя PAM4, прямое обнаружение теперь может передавать сигналы со скоростью 100 Гбит / с и может достигать расстояний 80 км, в то же время удовлетворяя требованиям оптического отношения сигнал и шум. Благодаря небольшому размеру, упрощенной структуре и низкому потреблению, система связи с прямым модуляцией интенсивности (IM / DD) становится идеальным вариантом для оптической связи на короткие расстояния. А недавние технологические достижения побудили (применять) прямое обнаружение быть примененным к сетям DCI метро.

Когерентное или прямое обнаружение: что лучше? и прямое обнаружение: что лучше?

Когерентное обнаружение и прямое обнаружение теперь можно использовать для 100G DCI, какой из них лучше использовать для 100G DCI метро? Ниже рассматриваются следующие соображения:

Емкость волокна: по сравнению с прямым обнаружением когерентное обнаружение может извлекать информацию об амплитуде, частоте и фазе с оптического носителя, что позволяет получить более высокую пропускную способность волокна при той же ширине полосы.

Простота: Когерентное обнаружение использует цифровой сигнальный процессор (DSP), который может компенсировать большую цветность  и дисперсию поляризационных мод без необходимости в оптических усилителях и оптических компенсаторах дисперсии при прямом обнаружении. Когерентное обнаружение намного более терпимо к искажениям линии, чем прямое обнаружение из-за DSP, поэтому упрощается проектирование оптической сети когерентного обнаружения и когерентное обнаружение намного проще, чем прямое обнаружение.

Стоимость: Для сетей когерентного обнаружения требуются специализированные интегральные схемы, в то время как для сетей прямого обнаружения не требуются цифровые сигнальные процессоры, а это означает, что прямое обнаружение устраняет большие затраты благодаря 100G модулям, поэтому оно является более привлекательным с точки зрения стоимости по сравнению с когерентным обнаружением. 

Потребление энергии: Для когерентного обнаружения DCI требуются дополнительные оптические компоненты и (DSP), что не только приводит к более высоким затратам, но и к более высокому энергопотреблению. Напротив, прямое обнаружение устраняет энергоемкие DSP и поэтому потребляет меньше энергии, чем системы когерентного обнаружения.

Расстояние: с развитием технологий прямое обнаружение может передавать 100G и достигать расстояния 80 километров. Когерентное обнаружение может быть развернуто по всему миру, а расстояния передачи могут достигать тысяч километров.

Заключение

Несомненно, потребность в когерентном обнаружении в приложениях DCI метро велика, но мы не можем отрицать, что прямое обнаружение быстро развивается как экономически целесообразный метод в DCI метро. Приложение DCI прямого обнаружения 100G бросает вызов доминирующему положению когерентного обнаружения на рынке. Поэтому, когда вы выбираете один из них, вы можете оптимизировать и сбалансировать соображения выше.

Связанная статья: Как создать метросеть 100G?