高功率400G可插拔模塊推動(dòng)ROADM網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

逍遙設(shè)計(jì)自動(dòng)化 · 發(fā)表于 3 天前

光網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的技術(shù)革新
光網(wǎng)絡(luò)行業(yè)正在經(jīng)歷一次技術(shù)革新，這次革新由400G相干可插拔模塊推動(dòng)。這些模塊最初是為超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心間高達(dá)120公里的互連而開(kāi)發(fā)的OIF 400ZR標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)增強(qiáng)前向糾錯(cuò)編碼和改進(jìn)色散補(bǔ)償，400G OpenZR+ MSA將傳輸距離擴(kuò)展到120公里以外，使這些解決方案在城域和區(qū)域服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)中具有很強(qiáng)的吸引力[1]。

高功率QSFP-DD模塊的突破
高功率QSFP-DD模塊的推出，如Acacia的Bright 400ZR+ QSFP-DD，其光發(fā)射功率比標(biāo)準(zhǔn)400ZR高出至少十倍，代表了另一項(xiàng)重要進(jìn)展。這些模塊能夠在使用可重構(gòu)光分插復(fù)用器（ROADM）節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)有和新建城域/區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中部署。

圖1：展示了在具有ROADM節(jié)點(diǎn)的城域/區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中400G相干可插拔模塊的應(yīng)用，說(shuō)明了路由器和ROADM基礎(chǔ)設(shè)施之間的互連。

ROADM技術(shù)優(yōu)勢(shì)
ROADM提供選擇性波長(zhǎng)添加/刪除功能，無(wú)需對(duì)直通信道進(jìn)行光-電-光轉(zhuǎn)換。基于波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)技術(shù)的ROADM架構(gòu)比需要手動(dòng)重新配置的固定光分插解決方案具有顯著的運(yùn)營(yíng)優(yōu)勢(shì)。

這些系統(tǒng)與終端DWDM設(shè)備和放大線路系統(tǒng)協(xié)同工作。保持最佳的總體光信噪比性能需要在DWDM波段上保持特定的發(fā)射光功率水平和均勻性。新型400G相干可插拔QSFP-DD模塊的高功率特性使其能夠在ROADM架構(gòu)中與現(xiàn)有波長(zhǎng)業(yè)務(wù)一起部署。

圖2：展示了Bright 400ZR+ QSFP-DD模塊在新部署和現(xiàn)有DWDM傳輸/轉(zhuǎn)發(fā)器終端設(shè)備場(chǎng)景中的實(shí)施方式。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的挑戰(zhàn)與解決方案
雖然點(diǎn)對(duì)點(diǎn)IP-over-DWDM架構(gòu)可以與標(biāo)準(zhǔn)400ZR或OpenZR+模塊良好工作，但當(dāng)業(yè)務(wù)需要通過(guò)傳統(tǒng)ROADM基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)會(huì)出現(xiàn)挑戰(zhàn)。這在實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有DWDM傳輸設(shè)備的疊加或?qū)⒙酚善鞫丝诓ㄩL(zhǎng)插入不同供應(yīng)商的線路系統(tǒng)時(shí)尤為重要。

圖3：標(biāo)準(zhǔn)400ZR/ZR+模塊（-10dBm輸出）與Bright 400ZR+波長(zhǎng)的比較，展示后者如何確保ROADM/線路系統(tǒng)應(yīng)用中的信道功率均勻性。

無(wú)色復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用
許多ROADM架構(gòu)采用無(wú)色復(fù)用，使用無(wú)源光組合器將單個(gè)波長(zhǎng)合并而不進(jìn)行濾波。為了最小化這些系統(tǒng)中的串?dāng)_，最大化每個(gè)波長(zhǎng)的發(fā)射機(jī)光信噪比十分必要�？烧{(diào)諧光學(xué)濾波器（TOF）可以減少可能影響附近信道的激光器放大自發(fā)輻射噪聲。

圖4：展示了具有內(nèi)部光放大的相干模塊中TOF的優(yōu)勢(shì)，比較了多個(gè)信道通過(guò)無(wú)色復(fù)用器時(shí)有無(wú)TOF的性能。

技術(shù)整合與未來(lái)發(fā)展
新一代高功率QSFP-DD模塊，以Acacia的Bright 400ZR+解決方案為例，提供至少+1dBm的光功率。這一進(jìn)步使400G相干可插拔模塊能夠在現(xiàn)有和新建ROADM網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中得到更廣泛的部署。該模塊利用3D硅化技術(shù)將多個(gè)組件集成在緊湊的QSFP-DD外形中，包括帶TOF的硅基光電子集成線路、相干DSP、高速組件和光放大器。

除了支持可互操作的OpenZR+和Open ROADM模式外，這些模塊還可以匯聚4x100GbE客戶端業(yè)務(wù)，并支持OTN傳輸應(yīng)用的FlexO映射。能夠提供比標(biāo)準(zhǔn)400ZR模塊高出至少十倍的光發(fā)射功率，使服務(wù)提供商和超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商能夠在基于ROADM的光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中充分利用400G可插拔模塊。

相干光技術(shù)的演進(jìn)表明，光電子集成和封裝技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新能夠擴(kuò)大可插拔模塊的應(yīng)用范圍，同時(shí)保持標(biāo)準(zhǔn)化外形的優(yōu)勢(shì)。隨著網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)增長(zhǎng)和發(fā)展，這些高功率可插拔解決方案為運(yùn)營(yíng)商在現(xiàn)有和新基礎(chǔ)設(shè)施投資中部署高速連接提供了更大的靈活性。

參考文獻(xiàn)
[1] E. Park, "Brightening ROADM Networks," Acacia Communications Blog, Dec. 6, 2022. [Online]. Available: https://acacia-inc.com/blog/brightening-roadm-networks/ [Accessed: Dec. 1, 2024]

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