ออปติกแบบโคฮีเรนต์และการออกแบบเส้นทางระยะไกล

เกินระยะประมาณ 80 km ที่ 10G และสำหรับความยาวคลื่นใด ๆ ที่ 100G ขึ้นไป ลิงก์ DWDM จะไม่ใช่แค่เรื่องงบประมาณกำลังแสงอีกต่อไป ดิสเพอร์ชัน การสะสมสัญญาณรบกวน และรูปแบบมอดูเลชัน เข้ามามีบทบาทแทน และเทคโนโลยีที่รับมือกับสิ่งเหล่านี้คือการส่งสัญญาณแบบโคฮีเรนต์ ซึ่งปัจจุบันมีในรูปแบบโมดูลถอดเสียบแล้ว

ตรวจจับโดยตรงเทียบกับโคฮีเรนต์

ขีดจำกัดสองอย่างของลิงก์ระยะไกล

1. ดิสเพอร์ชันแบบโครมาติก ความยาวคลื่นต่าง ๆ ภายในสัญญาณเดินทางด้วยความเร็วต่างกันเล็กน้อยและทำให้พัลส์เลอะ ค่าอยู่ที่ ~17 ps/nm/km ในแบนด์ C บน G.652 การตรวจจับโดยตรงที่ 10G หมดขีดความสามารถราว 80–100 km DCM ช่วยยืดระยะได้ ส่วนโคฮีเรนต์ตัดขีดจำกัดนี้ออกไปเลย
2. OSNR EDFA ทุกตัวเพิ่มสัญญาณรบกวน อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนเชิงแสง ที่ตัวรับต้องสูงกว่าที่รูปแบบมอดูเลชันต้องการ (โดยประมาณ: 10G OOK ~20 dB; 100G QPSK ~13–15 dB; 400G 16-QAM ~24 dB ทั้งหมดต่อ 0.1 nm) มอดูเลชันระดับสูงกว่าบรรทุกบิตได้มากกว่าแต่ต้องการ OSNR มากกว่า จึงเป็นเหตุผลที่ 400ZR ไปได้ไกล ~120 km ขณะที่ 100G QPSK บนสายเดียวกันไปได้ไกลกว่ามาก

โมดูลโคฮีเรนต์แบบถอดเสียบ

• 400ZR (OIF) โมดูล 400G 16-QAM ใน QSFP-DD/OSFP ออกแบบมาสำหรับ DCI แบบจุดต่อจุดที่มีการขยายสัญญาณ ระยะสูงสุด ~120 km, กริด 75/100 GHz
• ZR+ / OpenZR+ โมดูลแบบเดียวกันแต่มี FEC ที่แข็งแกร่งกว่าและมีโหมดเพิ่มเติม (100G/200G/300G/400G, QPSK ถึง 16-QAM) สำหรับระยะส่งระดับเมโทร/ภูมิภาคหลายร้อย km
• ปรับความยาวคลื่นได้ทั่วแบนด์ C จัดการผ่าน CMIS (ความถี่ กำลังส่งออก การเลือกมอดูเลชัน/แอปพลิเคชัน)

โมดูลเหล่านี้กินไฟ 15–20 W และเป็นออปติกส์ที่ร้อนที่สุดในเราเตอร์ การออกแบบด้านความร้อนของโฮสต์จึงสำคัญ (ปัญหาของ CMIS)

การออกแบบสแปน

1. งบประมาณการสูญเสีย ต่อสแปน รวมมัลติเพล็กเซอร์/ดีมัลติเพล็กเซอร์ คอนเนกเตอร์ และใยแก้วนำแสง (วิธีคำนวณแบบเดียวกับ CWDM บวกเกนของ EDFA เพิ่มเข้าไป)
2. ตำแหน่งตัวขยายสัญญาณ ทุก ~80–120 km รักษากำลังส่งออกต่อช่องสัญญาณให้อยู่ในขีดจำกัดความไม่เป็นเชิงเส้น (โดยทั่วไป −3…+3 dBm/ช่อง)
3. งบประมาณ OSNR ตลอดเส้นทางสำหรับมอดูเลชันที่เลือก บวกค่าเผื่อสำหรับการเสื่อมตามอายุ
4. ดิสเพอร์ชัน DCM สำหรับ 10G แบบตรวจจับโดยตรง ไม่ต้องมีสำหรับโคฮีเรนต์
5. ผังช่องสัญญาณ บนกริดของ ITU พร้อมช่องสัญญาณกันชนสำหรับ OSC

ใน CodingBox

โมดูลโคฮีเรนต์และ DWDM 10G แบบถอดเสียบถูกอ่านค่าเหมือนโมดูลทั่วไป ได้แก่ ข้อมูลระบุตัวตน ความยาวคลื่น/ช่องสัญญาณ DDM และสำหรับโมดูลปรับความยาวคลื่นได้คือการตั้งค่าช่องสัญญาณเอง CodingBox ตั้งค่าช่องสัญญาณบนโมดูล SFP+/QSFP แบบปรับความยาวคลื่นได้ และอ่านสถานะกับแอปพลิเคชันของโมดูลโคฮีเรนต์ที่จัดการผ่าน CMIS ทำให้เห็นมุมมองบนโต๊ะทดสอบของสิ่งที่จะนำไปใช้ในระบบสาย

400ZR, OpenZR+ และ OpenROADM ในฐานะสเปก ขอบเขต ผู้ก่อตั้ง รหัสต่าง ๆ เทียบเคียงกับ MSA อื่นของอินเทอร์เฟซ: MSA ของอินเทอร์เฟซเชิงแสง

วิธีคำนวณ OSNR ชนิดของตัวขยายสัญญาณ และขีดจำกัดความไม่เป็นเชิงเส้นเบื้องหลังการออกแบบสแปน: การขยายสัญญาณและ OSNR เครือข่ายรอบตัวโมดูลถอดเสียบ ได้แก่ ROADM, OTN, ระบบสายแบบเปิด: การออกแบบเครือข่าย DWDM

การวัดใยแก้วนำแสงก่อนป้อนแสงด้วยออปติกส์โคฮีเรนต์ ได้แก่ CD, PMD, การลดทอนเชิงสเปกตรัม, ORL, เวลาหน่วง, การระบุชนิดใยแก้วนำแสง และขีดจำกัดต่อบริการ: การวิเคราะห์คุณลักษณะใยแก้วนำแสง