Status Quo e Tendências Futuras da Tecnologia de Equipamentos 100G

Por um longo período de tempo, os usuários de acesso à banda larga com e sem fio continuarão com o rápido crescimento de HDTV, 3DTV, Internet das Coisas, computação em nuvem e outros aplicativos de banda larga emergentes, a demanda por largura de banda de usuário único aumentará exponencialmente, a largura de banda de transmissão continuará a crescer, as operadoras enfrentarão a situação do aumento da largura de banda e a renda não aumentará, a futura rede de backbone também enfrentará uma enorme pressão de transmissão de longo prazo,  a transmissão de alta capacidade 100G DWDM  é um meio eficaz para aliviar a pressão do transporte da operadora.

A fonte 100G é o negócio 100GE, a especificação completa IEEE802.3ba 100GE de 2010 foi concluída. No final de 2009, a hospedagem empresarial ITU-T 100GE definiu um módulo empresarial padronizado OTU4 OIF para alcançar a interoperabilidade 100G, bem como a especificação de interface interoperável. Os padrões relacionados a 100G foram lançados. Em 2011, os principais fabricantes internacionais de equipamentos introduziram uma solução de transmissão de backbone 100G DWDM. Para resolver a pressão da largura de banda de transmissão do tronco, as principais operadoras do mundo promoveram ativamente o processo de comercialização de 100G. Em 2011, a China Telecom iniciou a pesquisa e os testes de equipamentos 100G DWDM, com base nos testes domésticos de equipamentos 100G DWDM. Espera-se que este ano a China Telecom e a China Mobile iniciem a cortina comercial 100G DWDM 100G e estejam prestes a lançar a implantação da rede atual. Este artigo revisará o status da  tecnologia de dispositivos 100G e  explorará as tendências futuras da  tecnologia de equipamentos 100G .

O status quo da tecnologia de dispositivos 100G

O atraso no padrão faz com que muitas soluções 40G afetem seriamente o desenvolvimento saudável da cadeia de produtos 40G. Beneficiados pelo avanço quase simultâneo das organizações de padrões IEEE, ITU-T e OIF e pelo lançamento do padrão 100G, o mercado 100G está unanimemente otimista em relação ao setor, considerando que o 100G é um produto com vida útil de 10 anos.

Suporta transmissão de alta capacidade em longa distância

O 100G utiliza a revolucionária tecnologia de receptor óptico coerente, bem como a complexa tecnologia de processamento elétrico, proporcionando um enorme aumento no desempenho da transmissão. A tolerância da dispersão cromática (CD) do receptor óptico é de 5000 ps/nm, a tolerância da dispersão no modo de polarização (PMD) é superior a 90 ns, a unidade de compensação de dispersão das linhas de fibra óptica pode ser omitida e o desenvolvimento de engenharia praticamente não considera a dispersão cromática da fibra óptica e a dispersão no modo de polarização. Os sistemas de transmissão de longa distância DWDM 10G e 40G, como CD e PMD, são um fator limitante importante em aplicações comerciais de larga escala. O equipamento DWDM 100G pode simplificar o projeto de engenharia, a operação e a manutenção.

Sistemas DWDM 10G/40G com codec de correção de erros de decisão redundante (HD-FEC) de cerca de 7%, com capacidade de correção de erros comercialmente limitada de cerca de 4E-3, e com redundância de aproximadamente 20% de HD-FEC, com capacidade de correção de erros de até 8E-3. Os principais fabricantes mundiais de equipamentos utilizam a tecnologia avançada de correção de erros de decisão suave (SD-FEC), com capacidade de correção de erros próxima a 2E-2, quase superior à de 7% de HD-FEC redundante. A tolerância OSNR do sistema é de cerca de 2dB, correspondendo a uma capacidade de transmissão de aproximadamente 60%, e a distância de transmissão por rádio-relé é superior a 1500km (20 × 22dB), com capacidade de transmissão próxima a um sistema DWDM 10G.

As tendências da tecnologia de dispositivos 100G na evolução

As operadoras de banda larga, a fim de resolver a pressão da largura de banda de transmissão de backbone, estão ativamente avançando no equipamento de teste comercial 100G e na distribuição, e o acúmulo de experiência em equipamentos comerciais 100G em larga escala, os equipamentos 100G podem basicamente atender aos requisitos de implantação comercial, mas enviados em capacidade de transmissão, consumo de energia do dispositivo, a capacidade de manutenção da paz do dispositivo, há mais espaço para melhorias.

Melhorar ainda mais o desempenho técnico do equipamento

A capacidade de transmissão do sistema 100G HD-FEC não é forte, especialmente em enlaces de fibra com grande atenuação e longo alcance. A distância de transmissão de retransmissão de rádio também está na faixa de 300-400 km, e vastas potências não podem ser cobertas efetivamente. O sistema de transmissão de longa distância SD-FEC 100G deve suportar a tecnologia comercial.

O ADC integrado de alta velocidade crítico para o sistema 100G + e o algoritmo de processamento coerente + chip ASIC SD-FEC continuam a melhorar. Novos módulos funcionais são adicionados para otimizar a eficiência dos algoritmos de processamento coerente, melhorando o desempenho e reduzindo a escala do chip; adições necessárias para atender melhor à demanda por aplicações de engenharia, como o aprimoramento do algoritmo para reduzir o tempo de comutação da proteção comercial, etc.

Aprimore ainda mais a integração de dispositivos ópticos. O PM-QPSK já possui moduladores ópticos e demoduladores ópticos integrados. A próxima extremidade de transmissão do drive pode ser ainda mais integrada ao modulador óptico. A extremidade de recepção óptica é um componente óptico, o que pode aumentar a integração e o desempenho. Aprimore o projeto do módulo de linha 100G para circuitos de alta velocidade, fontes de alimentação, etc., para melhorar a tolerância à OSNR do receptor.

Reduza o consumo de energia dos principais dispositivos

Os equipamentos comerciais de 10G/40G de grande porte atuais  apresentam dissipação de energia na área da unidade do módulo óptico central de 1 a 1,5 W/polegada². O  consumo de energia do módulo CFP do lado do cliente  de 100G é de cerca de 2 W/polegada², superior ao consumo de energia do módulo MSA de 168 pinos do lado da linha de 100G, de 3 W/polegada². O alto consumo de energia não é apenas um desperdício de energia, mas também a necessidade de um radiador e ventilador maiores, o que reduz o nível de integração do dispositivo. A temperatura muito alta do chip afetará seriamente a vida útil e a confiabilidade do equipamento. Portanto, a redução do consumo de energia de 100G deve resolver ainda mais o problema.

O núcleo de processamento coerente 100G inclui ADC de alta velocidade e chip ASIC DSP, que é o processo de 40 nm mais avançado, esperado em um futuro próximo pelo algoritmo de otimização para reduzir o número de unidades lógicas e reduzir o consumo de energia.

Para melhorar os testes, monitoramento, operação e manutenção dos equipamentos do sistema 100G

À medida que o sistema de comunicação óptica, de baixa velocidade para alta velocidade, evolui os meios de teste para se tornar cada vez melhor, a realidade é que, devido à melhoria do teste de taxa de sinal, a dificuldade dos métodos/padrões de teste 100G ainda não foram elaborados, e a nova instrumentação de teste não é acompanhada em tempo hábil,  manifestada principalmente em :

a . Transmissor 100G, indicadores de receptor a falta de padrões e instrumentação;

b.  O laboratório não possui instrumento de teste de jitter de 100G;

c.  o medidor OTN 100G não pode verificar a capacidade de correção de erros da nova codificação FEC;

d.  ROMs de trabalho 100G de OSNR não monitoram efetivamente e assim por diante.

100G como a geração de produtos de longa vida útil, o teste perfeito de equipamentos e meios de monitoramento de operação e manutenção é um problema a ser resolvido no futuro. Por meio dos esforços conjuntos do setor de comunicações ópticas, a tecnologia 100G DWDM está basicamente madura, os principais  fabricantes de equipamentos de rede óptica  lançaram soluções oportunas de transmissão óptica de longa distância 100G, operadoras nacionais e estrangeiras iniciaram o ritmo de testes comerciais, inauguraremos a era do 100G DWDM.

O  equipamento 100G DWDM  iniciará a comercialização em larga escala do futuro equipamento 100G em desempenho do sistema, consumo de energia e operação de teste e manutenção de meios técnicos para melhorar ainda mais e atender melhor à necessidade dos operadores de reduzir o TCO.