Qu'y a-t-il dans un plug-in cohérent ? Partie II 

Dans Première partie, nous avons discuté de l'impact des connecteurs cohérents sur les réseaux optiques modernes et appris les bases de la communication cohérente. Une explosion de progrès technologiques cohérents au cours des dernières années a impliqué de nouveaux schémas de modulation et divers méthodes pour augmenter le débit de données. Dans la deuxième partie, nous aborderons les techniques de correction d'erreurs qui améliorent encore les performances et les normes industrielles qui contribuent à garantir l'interopérabilité, les performances et la compatibilité. 

Techniques de correction d’erreurs pour les pluggables cohérents 

Comme nous en avons discuté précédemment, techniques de correction d'erreurs font partie des systèmes de transmission de données à longue portée depuis de nombreuses années et sont devenus encore plus pertinents avec l'arrivée de Optique enfichable 400G. Dans la correction d'erreur directe (FEC), des informations redondantes appelées « bits de parité » sont ajoutées au flux de données d'origine avant la transmission. Ces bits de parité sont calculés sur la base des données originales à l'aide d'algorithmes mathématiques, tels que les codes Reed-Solomon, les codes convolutifs ou les codes LDPC (Low-Density Parity-Check). La redondance introduite par FEC permet au récepteur de reconstruire les données originales même si des erreurs surviennent lors de la transmission. 

Différents types de FEC ont été utilisés dans les communications optiques pour différents débits de données et applications. Dans l’environnement actuel des pluggables Coherent, les principaux types de FEC sont :  

• FEC concaténé (C-FEC)* – utilisé dans la norme 400ZR  
• Open FEC (O-FEC) – fait partie des spécifications OpenROADM et OpenZR+  
• Staircase FEC (SC-FEC) – utilisé pour la norme 100GBASE-ZR 

*nous avons souvent vu des modules compatibles OpenZR+ qui prennent également en charge le(s) mode(s) de fonctionnement OIF 400ZR — lorsque dans ce(s) mode(s), cFEC est utilisé 

L'utilisation de l'un ou l'autre FEC dépendra de l'application et des possibilités technologiques dans les limites d'un certain facteur de forme. Par exemple, O-FEC est un algorithme de codage plus puissant, capable de gérer un taux d'erreurs plus élevé et de permettre à un appareil enfichable d'atteindre de plus longues distances. Cependant, cela présente l'inconvénient d'une quantité plus élevée de traitement de données nécessaire au sein du DSP de l'émetteur-récepteur, ce qui à son tour entraîne une consommation d'énergie et une dissipation thermique accrues. À titre d'exemple pratique, un connecteur cohérent 400G utilisant une application de 400G C-FEC par rapport au même émetteur-récepteur fonctionnant à 400G O-FEC peut avoir une différence de 3 W de puissance consommée en plus lors de l'utilisation de ce dernier.   

Normes cohérentes enfichables 

Les produits enfichables Coherent doivent respecter diverses normes industrielles pour garantir l'interopérabilité, les performances et la compatibilité avec les systèmes de communication optiques existants. Certaines des normes clés qui régissent la conception, la fabrication et le déploiement de modules enfichables cohérents comprennent : 

je) OIF (Optical Internetworking Forum) – L’OIF développe des spécifications de réseaux interopérables qui répondent aux besoins de l’industrie. Les normes OIF incluent celles liées aux spécifications optiques, à la gestion des modules, aux interfaces électriques et aux protocoles de réseau, entre autres. L'OIF est l'organisation qui a dirigé le Accord de mise en œuvre 400ZR au succès et a organisé plusieurs plugfests et démos au cours des dernières années pour démontrer l'adoption par l'industrie et le grand succès de l'écosystème enfichable cohérent 400G. 

ii) OpenROADM – Le groupe OpenROADM MSA définit et promeut les modèles Open API et les spécifications optiques pour créer un écosystème qui favorise l'interopérabilité des fournisseurs, réduit le verrouillage du fournisseur et abaisse le coût total de possession du réseau.

iii) Ouvrir ZR+ est une norme de module optique interopérable développée par le groupe OpenZR+ MSA (Multi-Source Agreement). Il a été créé comme une évolution et un ajout aux spécifications 400ZR et OpenROADM. Il vise à définir une spécification commune pour les émetteurs-récepteurs optiques cohérents. Bien qu'Open ZR+ définisse ses propres spécifications, il garantit également la conformité aux normes industrielles pertinentes, telles que l'IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) et ITU-T (International Telecommunication Union – Telecommunication Standardization Sector), pour faciliter l'interopérabilité et la compatibilité avec le réseau existant. Infrastructure.   

iv) CMIS (Common Management Interface Spécification) – est une interface de gestion pour les modules optiques et les assemblages de câbles. Il fournit un ensemble défini de registres et de fonctions pour la gestion de modules standard entre les hôtes et les émetteurs-récepteurs.   

v) Normes 100G-ZR – IEEE 802.3ctMT (100GBASE-ZR) et ITU-T G.698.2 (DP-DQPSK 100G). La norme IEEE 802.3ctMT est un amendement visant à répondre aux besoins des réseaux nécessitant une portée allant jusqu'à environ 80 km où le manque de disponibilité de la fibre entraîne la nécessité d'utiliser une fibre pour transmettre plusieurs instances d'Ethernet. IEEE 802.3ctMT permettra jusqu'à 48 longueurs d'onde sur une seule fibre, chaque longueur d'onde prenant en charge la transmission d'un flux de données Ethernet 100 Gb/s distinct. ITU-T G.698-2 est une norme ITU révisée pour les « applications DWDM multicanaux amplifiées avec interfaces optiques monocanal ». Il prend en charge un signal modulé en phase utilisant DP-DQPSK (Dual Polarisation – Differential Quadrature Phase-Shift Keying). 

Coherent Pluggables : qu'y a-t-il à l'intérieur ? 

À un niveau élevé, le fonctionnement interne d'un plug-able cohérent contient un moteur optique avec trois composants principaux, comme le montre la figure 1. 

Figure 1  Schéma de haut niveau du moteur optique cohérent  

Une vue plus détaillée des composants typiques d'un connecteur cohérent est présentée à la figure 2, notamment le contrôle de polarisation, les modulateurs, les oscillateurs, les pilotes, les TIA, les lasers et les photodétecteurs (PD). La plupart des émetteurs-récepteurs cohérents seront équipés de convertisseurs numérique-analogique (DAC) et analogique-numérique (ADC) à très haute vitesse et d'un processeur de signal numérique (DSP) qui sert de « cerveau » numérique du système de communication optique, effectuant traitement avancé des données pour maximiser la capacité, la portée et la fiabilité de la transmission à grande vitesse. Tous ces composants de pointe représentent des années de R&D et d’investissement consacrés au développement des technologies.  

Figure 2  Vue plus détaillée du moteur optique cohérent 

Bien que la figure 2 ci-dessus représente un émetteur-récepteur Coherent générique, certains autres composants peuvent être requis en fonction du type d'émetteur-récepteur. Par exemple, un petit amplificateur intégré dans la conception photonique pour les applications de puissance de sortie TX plus élevée, et un filtre optique accordable pour les appareils enfichables dotés de cette capacité. 

Produits enfichables cohérents de Precision OT : 

La gamme cohérente enfichable de Precision OT comprend différentes options dans les facteurs de forme les plus courants : QSFP-DD et QSFP28. Chaque produit peut servir une application ou une gamme d'applications différente en fonction des besoins du client en matière d'hôte et d'architecture réseau. 

je) PRE-QSFP56DD-ZR – Ce produit est l'émetteur-récepteur standard qui répond à l'OIF 400ZR IA :

• • • Tarif unique 400G 
    • DP-16QAM 
    • C-FEC 
    • DWDM accordable en bande C  
    • ~ -10 dBm de puissance d'émission  
    • Atteindre: 
      • Jusqu'à 40 km sans amplification 
      • Jusqu'à 120 km avec amplification 

ii) PRE-QSFP56DD-ZRHT – Semblable au 400G ZR classique, sauf avec une amélioration de la norme pour permettre une utilisation avec des amplificateurs optiques existants qui nécessitent une puissance de transmission (HT) plus élevée, ou pour une portée plus longue dans les liaisons non amplifiées.

• • • Tarif unique 400G 
    • DP-16QAM 
    • C-FEC 
    • DWDM accordable en bande C 
    • ~ 0 dBm de puissance d'émission  
    • Atteindre: 
      • Jusqu'à 80 km sans amplification 
      • Jusqu'à 120 km avec amplification

iii) PRE-QSFP56DD-ZRXT – Une solution personnalisée et unique qui permet du 400G jusqu’à 120 km sur des liaisons point à point non amplifiées. 

• • • Tarif unique 400G 
    • DP-16QAM 
    • C-FEC 
    • Correction du ch. DWDM ITU. 37 
    • ~ +4 dBm de puissance d'émission  
    • Portée : jusqu'à 120 km sans amplification 

iv) PRE-QSFP56DD-ZRP – Cette optique est l’émetteur-récepteur enfichable standard qui répond à la fois aux normes Open ZR+ et OIF.  

• • • Multi-taux 400G-100G 
    • DP-16QAM/8QAM/QPSK 
    • O-FEC/C-FEC 
    • DWDM accordable en bande C 
    • ~ -10 dBm de puissance d'émission  
    • Atteindre: 
      • Jusqu'à 40 km sans amplification 
      • Jusqu'à 480 km avec EDFA uniquement / 1 000 km avec hybride Raman/EDFA 

v) PRE-QSFP56DD-ZRPHT – Nouvelle génération d'optiques 400G ZR+ avec une puissance de transmission plus élevée pour s'adapter aux réseaux industriels qui nécessitent une entrée de puissance TX similaire dans leurs systèmes OLS par rapport à leur configuration existante.

• • • Multi-taux 400G-100G 
    • DP-16QAM/8QAM/QPSK 
    • O-FEC/C-FEC 
    • DWDM accordable en bande C  
    • ~ 0 dBm de puissance d'émission  
    • Atteindre: 
      • Jusqu'à 80 km sans amplification 
      • Jusqu'à 480 km avec EDFA uniquement / 1 000 km avec hybride Raman/EDFA 

vi) QSFP28 100G ZR Cohérent – Bientôt disponible…….

L'industrie attend depuis longtemps une solution d'accès/de pointe pour activer les interfaces DWDM 100G sans avoir à investir dans des équipements de transport coûteux ou des commutateurs ou routeurs plus coûteux avec des ports QSFP-DD. Le premier émetteur-récepteur cohérent sera bientôt disponible dans un facteur de forme standard QSFP28. Il sera déployable sur presque tous les appareils hôtes existants.   

Les caractéristiques du QSFP28 100G ZR Coherent incluent : 

• • 100GbE/OTU4 
  • DP-DQPSK 
  • SC-FEC 
  • DWDM accordable en bande C  
  • Réglable en externe à l'aide du module de réglage exclusif TN100-QDD de Precision 
  • Atteindre:
    • Jusqu'à 80 km sans amplification 
    • Jusqu'à 300 km avec amplification et compensation de dispersion 
    • Consommation d'énergie <5,5 W 
    • Conforme SFF-8636 

Ce que Precision OT apporte en plus des Coherent Pluggables : 

Nous avons l’habitude de proposer une approche pratique de la réplication des réseaux, du maintien de la fiabilité et de la fourniture du plus haut niveau de service. Chez Precision OT, nous : 

• Garantir des modules cohérents entièrement interopérables et compatibles tout en évitant les optiques basées sur DSP verrouillées par le fournisseur/propriétaires 
• Suivez les normes de l'industrie pour les documents et accords approuvés 400ZR, OpenZR+, 100G ZR, SFF et CMIS. 
• Effectuer l'intégration et la compatibilité du système hôte multiplateforme 
• Testez les versions minimales du logiciel hôte pour bénéficier de fonctionnalités complètes. 
• Assurer la diversité de la chaîne d'approvisionnement de tous les modules cohérents 
• Participer à des groupes de normalisation, des plugfests et des démonstrations à l'échelle de l'industrie pour vous tenir au courant des derniers développements en matière de technologie réseau.