Технологія регульованого трансивера: гнучка довжина хвилі в діапазоні C-

Технологія настроюваного трансивера дозволяє одному підключаємому оптичному модулю перемикатися між довжинами хвиль DWDM замість прив’язки до-налаштованого на заводі каналу. Для мережевих команд справжнє рішення полягає не в тому, чи краще настроюється? але чи роблять настроюваний трансивер дешевшим і безпечнішим за-оптику з фіксованою довжиною хвилі в реальній мережі кількість каналів, резервний коефіцієнт, підтримка налаштування хоста та пропускна здатність-системи лінії.

 

Ця стаття присвячена інженерному компромісу,-що стоїть за aрегульований та трансивер із фіксованою довжиною хвилірішення в мережах DWDM і DCI: як вибирається довжина хвилі, де-пряме виявлення та когерентна оптика поділяються, які параметри визначають-запуск зв’язку та які змінні розгортання слід перевірити перед покупкою.

 

 

Прихована вартість фіксованого-збереження довжини хвилі

 

Відкрийте шафу для запчастин у більшості мереж із підтримкою-DWDM, і ви побачите те саме: ряд оптики-з фіксованою довжиною хвилі, один слот на канал ITU, більшість із них ніколи не торкалися. Лише C-діапазон містить приблизно 40 каналів у мережі 100 ГГц і до 96 у мережі 50 ГГц, а політика збереження-фіксованої оптики означає створення резервної копії для кожної довжини хвилі, яку може коли-небудь висвітлити ваша лінійна система. Цей інвентар залишається там як мертвий капітал, доки о другій годині ночі не вийде збій у ланцюзі, і черговий-інженер виявить, що єдиний канал, який вийшов з ладу, — це одна довжина хвилі, яку ніхто не-замовляв.

 

Це та проблема, яку-оптика зі змінною довжиною хвилі створена для видалення. Один настроюваний трансивер замінює весь цей ящик, оскільки один модуль можна перепрограмувати на будь-який канал у сітці замість того, щоб заблокувати -заводський колір. Подача чиста, а математика виглядає очевидною на слайді. На практиці економія залежить від змінних, які рідко потрапляють у таблицю даних: кількість каналів, резервний коефіцієнт і те, як ваше хостове обладнання обробляє команду налаштування. Решта цього фрагмента стосується цих змінних, а не слайда.

 

Для команд, які ще будуютьосновний план довжини хвилі, точкою відліку єщільне мультиплексування по довжині хвилісітка. Настроюваний трансивер DWDM створює цінність лише тоді, коли сітка, мультиплексор/демультиплексор, план підсилювача та робочий процес розроблені з урахуванням гнучкості довжини хвилі, а не розглядаються як запізніла думка.

 

Всередині довжини хвилі: регульовані лазери та сітка ITU

 

Те, що відрізняє регульований оптичний модуль C-діапазону від фіксованої оптики, так це лазерне джерело. Стаціонарна оптика використовує лазер, закріплений на одній довжині хвилі; регульована конструкція використовує лазер, випромінювання якого можна скеровувати у визначеному діапазоні частот, а потім зафіксувати на вибраному каналі ITU. У-перевірених на практиці роз’ємах вибіркова-гратка розподіленого рефлектора Брегга (SG-DBR), зовнішня-порожнина та масив-вирішують цю проблему по-різному, але робочий результат той самий: оператор вибирає канал, і модуль приземляється на цій довжині хвилі.

 

Сітка є контрольним еталоном.ITU-T G.694.1визначає частотні сітки DWDM і параметри інтервалу каналів, такі як 100 ГГц, 50 ГГц і гнучку-роботу сітки. З практичної точки зору, регульований трансивер із повним C-діапазоном корисний, оскільки один запасний можна призначити багатьом слотам довжини хвилі замість того, щоб змушувати склад зберігати окрему-колірну оптику для кожного каналу.

 

Частину, яку легко пропустити, це те, що «настроюваний» описує гнучкість довжини хвилі, а не придатність зв’язку. Модуль може налаштуватися на правильний канал ITU і все одно вийти з ладу, якщо тип приймача, режим FEC, маржа OSNR, ширина фільтра мультиплексора або конфігурація хоста неправильні. У змішаних проектах комутатора-і-транспорту модуль слід указувати разом із системою ліній, а не лише портом комутатора.

 

Розмір	Можливість налаштування прямого-виявлення (10/25G)	Когерентний регульований (100–400G ZR/ZR+)
Форм-фактор	SFP+, SFP28	QSFP28, QSFP-DD
виявлення	Фотодіод / APD	Гетеродин + DSP
Типовий охоплення	До ~80 км	80 км без посилення, 300–480 км з посиленням
Модуляція	ООК / НРЗ	DP-QPSK, DP-16QAM
Найкраще підходить	Фасад, під'їзд, коротке метро	Метро, ​​регіональні, -далекі DCI
Силовий конверт	Низька, зазвичай кілька ват	Вище, приблизно 5,5–22,5 Вт за класом

 

Параметри, які вирішують, чи з’явиться посилання

 

Настроюваний трансивер, який перебуває на правильній довжині хвилі, все одно може не встановити зв’язок. Для модулів прямого{1}}виявлення першими перевіряються сітка довжин хвиль, вихідна потужність, чутливість приймача, допуск до дисперсії, внесені втрати мультиплексора та чи може хост налаштувати канал. Для когерентних модулів список розширюється до потужності запуску, швидкості передачі даних, формату модуляції, типу FEC, необхідного OSNR і лінійної-системної фільтрації.

 

Інтерфейс 400G OpenZR+ працює близько 60 Гбайт на день, тому будь-яка структура додавання/виведення, AAWG або-селективний перемикач довжини хвилі в маршруті має пропускати достатню пропускну здатність для сигналу. Старіші апаратні засоби з фіксованою-мережею можуть виглядати сумісними на плані каналу, але все ще мають вузький{6}}фільтр когерентної несучої. У справжньому оновленні DCI, перевірка всьогоПродукт DCI OTNшлях охоплює оптику, мультиплексор/демукс, підсилювач, захист і моніторинг до того, як модуль буде розглядатися як просте оновлення порту.

 

Пряме виправлення помилок є іншим воротарем. Оптика класу ZR- використовує CFEC, тоді як оптика ZR+/OpenZR+ використовує потужніший OFEC для підтримки більшого радіусу дії та жорсткіших оптичних шляхів. Два кінці когерентного зв’язку потребують сумісних режимів; невідповідність може залишити порт живим, налаштованим і все ще непрацюючим. Для команд, які створюють або розширюють рівень WDM,Система DWDM і CWDMдизайн слід перевіряти разом із вибором модуля, оскільки мультиплексор, сітка фільтра, відстань між підсилювачами та план захисту можуть вирішити, чи оптика працює як зазначено.

 

Потужність запуску також змінює реальну вартість. У деяких дизайнах OpenZR+ вихідний сигнал модуля може бути недостатньо високим, щоб подати шлях додавання в мультиплексор без підсилення, особливо після патч-панелей, налаштувань VOA або втрати кабелю сайту. Бюджет посилань, який ігноруєвбудоване оптичне посиленняможе призвести до того, що «менш{0}}роз’ємний» дизайн не вийде лише після під’єднання кабелю до стійки.

 

Як на практиці налаштувати довжину хвилі трансивера DWDM

 

Пошукяк налаштувати довжину хвилі трансивера DWDMзазвичай надходить від того, хто вже пройшов стадію теорії. Основний процес простий: визначте канал ITU, підтвердьте, що хост підтримує інтерфейс керування модулем, установіть довжину хвилі за допомогою CLI хоста або програмного забезпечення для керування, а потім перевірте оптичну потужність, блокування довжини хвилі, сигнали тривоги та показання DDM після виправлення зв’язку.

 

Практичною проблемою є підтримка хоста. Деякі комутатори та маршрутизатори можуть налаштовувати канал безпосередньо; інші можуть читати модуль, але не можуть його налаштувати. У таких випадках канал має бути попередньо -закодований за допомогою конфігурації EEPROM, налаштований за допомогою зовнішнього інструменту налаштування або наданий сумісним хостом перед установкою на місці. У проектах FB-LINK,кодування сумісності хостазазвичай перевіряється перед відправленням для поширених платформ, таких як Cisco, Arista, Juniper, Dell і HPE, оскільки регульований трансивер, який не може бути налаштований встановленим хостом, стає проблемою вантажівки-, а не проблемою модуля.

 

П'ять речей, про які вам ніхто не говорить перед розгортанням

 

Сумісність і стандарти, які це обіцяють

 

Причина, по якій когерентні підключаємі пристрої можуть навіть спробувати-змішати постачальників, полягає в низці угод, які віддали галузь від пропрієтарних лінійних карт.OIF 400 ZRвизначено сумісний інтерфейс 400GbE DCI; OpenZR+ розширив робочу зону за допомогою сильнішого FEC і варіантів використання multi-rate, multi{3}}span; Специфікації Open ROADM підштовхнули когерентні інтерфейси до комутованих оптичних мереж.

 

Валідація вийшла за межі паперу. Події взаємодії OIF і OpenZR+ показали, що узгоджені зв’язки багатьох-постачальників можуть передавати продуктивний-трафік через спільні оптичні системи, коли модулі, хости та лінія спроектовані разом. Стандарти зменшують прив’язку-до постачальника, але кваліфікація маршруту все одно визначає виробничий ризик.

 

Як насправді виглядає економна математика

 

Ось та частина, яку-заощаджується. Гнучкий модуль-з єдиною довжиною хвилі справді замінює потребу зберігати кожен фіксований канал C-діапазону, тому на96-канальний заводскорочення запасів є значним на папері. Але окремий регульований блок зазвичай коштує в рази дорожче, ніж порівнянна фіксована оптика, а це означає, що беззбитковість- залежить від того, скільки окремих каналів ви фактично звільняєте та в якому співвідношенні. На чотири-канальному граничному вузлі фіксовані запасні частини все ще можуть виграти; на щільному кільці метро, ​​що освітлює десятки довжин хвиль, регульоване збереження швидко окупається та продовжує платити щоразу, коли змінюється схема трафіку.

 

Практична модель збереження має включати принаймні п’ять змінних: кількість активних довжин хвиль, кількість маршрутів, які поділяють той самий резервний пул, очікуваний час заміни відмов, вимоги до кодування хоста та те, чи може один і той самий настроюваний трансивер підтримувати кілька лінійних швидкостей чи лише одну. Як правило, коли спільний резервний пул захищає приблизно 8–10 активних довжин хвиль на кількох сайтах, ми розглядаємо регульований резерв як серйозний-кандидат для зниження витрат; нижче цього діапазону фіксовані-запасні частини каналу часто залишаються дешевшими, якщо швидкість відновлення не є домінуючим KPI.

 

Якщо ваша команда хоче провести цей розрахунок перед покупкою, підготуйте відстань маршруту, сітку каналів, поточну модель мультиплексора/демультиплексора, компонування підсилювача, хост-платформу, цільову швидкість передачі даних і резервну політику дляFB-LINK зв’язатися зі службою підтримки. Цих вхідних даних достатньо для інженера, щоб визначити, чи технологія регульованого трансивера є справжньою економічною-перевагою чи просто дорожчою запасною частиною.

 

Коли параметр Tunable має сенс, а коли ні

 

 

Настроюваний трансивер має сенс, коли гнучкість довжини хвилі знімає реальний робочий тягар: щільні кільця DWDM для метро, ​​сітки DCI, периферійні маршрути несучих, лабораторії-до-виробничих мереж і будь-яке середовище, де канали-часто переміщуються. Це також має сенс, коли резервний пул може бути спільним для багатьох каналів і сайтів. У цих випадках технологія регульованого трансивера зменшує складність інвентаризації та скорочує час відновлення.

 

Це не автоматично має сенс для кожного оптичного каналу. Стаціонарна оптика залишається хорошим вибором для стабільних маршрутів із малою-кількістю каналів-, де зміни довжини хвилі рідкісні, а хост-платформа не має надійного процесу налаштування. Інженерне питання полягає не в тому, чи є tunable більш просунутим; це те, чи маршрут має достатню невизначеність довжини хвилі, щоб заплатити за гнучкість.