Технология настраиваемого трансивера: гибкая длина волны в диапазоне C-

Технология настраиваемого приемопередатчика позволяет одному подключаемому оптическому модулю переключаться между длинами волн DWDM вместо привязки к каналу,-установленному на заводе. Для сетевых команд настоящее решение не в том, «лучше ли настраивать?» но делают ли количество каналов, резервный коэффициент, поддержка настройки хоста и пропускная способность линейной-системы настраиваемый трансивер дешевле и безопаснее, чем оптика с фиксированной-длиной волны в реальной сети.

 

В этой статье основное внимание уделяется инженерному компромиссу,-от которого зависитперестраиваемый и фиксированный приемопередатчик длины волнырешение в сетях DWDM и DCI: как выбирается длина волны, где разделяется прямое-детектирование и когерентная оптика, какие параметры определяют подключение-канала и какие переменные развертывания следует проверить перед покупкой.

 

 

Скрытые затраты, скрытые-сбережением фиксированной длины волны

 

Откройте шкаф с запасными частями в большинстве сетей с поддержкой DWDM-и вы обнаружите одно и то же: ряд оптики с фиксированной-длиной волны, по одному слоту на канал ITU, большинство из которых никогда не трогались. Только в диапазоне C- имеется около 40 каналов в сети 100 ГГц и до 96 в сети 50 ГГц, а политика фиксированного-резервного оптического оборудования означает наличие резервной копии для каждой длины волны, которую может когда-либо использовать ваша линейная система. Этот инвентарь остается там как мертвый капитал до тех пор, пока в 2 часа ночи не выйдет из строя цепь, и -дежурный инженер не обнаружит, что единственный канал, который вышел из строя, — это та длина волны, которую никто не-перезаказывал.

 

Это проблема, которую-перестраиваемая по длине волны оптика призвана решить. Один настраиваемый трансивер заменяет весь этот ящик, поскольку один модуль можно перепрограммировать на любой канал в сети, а не привязывать к заводскому-установленному цвету. Поле чистое, а математика на слайде выглядит очевидной. На практике экономия зависит от переменных, которые редко включаются в таблицу: количество каналов, запасной коэффициент и то, как ваше хост-оборудование обрабатывает команду настройки. Остальная часть статьи посвящена этим переменным, а не слайду.

 

Для команд, которые все еще строятбазовый план длины волны, отправной точкой являетсяплотное мультиплексирование с разделением по длине волнысетка. Настраиваемый трансивер DWDM создает ценность только тогда, когда сетка, мультиплексор/демультиплексор, план усилителя и рабочий процесс разработаны с учетом гибкости длины волны, а не рассматриваются как второстепенная мысль.

 

Внутри длины волны: перестраиваемые лазеры и сетка ITU

 

Что отличает перестраиваемый оптический модуль диапазона C- от фиксированной оптики, так это лазерный источник. Фиксированная оптика использует лазер, привязанный к одной длине волны; в настраиваемой конструкции используется лазер, излучение которого можно направлять в определенном диапазоне частот, а затем фиксировать на выбранном канале ITU. В проверенных на практике подключаемых модулях дискретная-решетка, распределенный отражатель Брэгга (SG-DBR), внешний-резонатор и конструкции на основе массива- решают эту проблему по-разному, но рабочий результат один и тот же: оператор выбирает канал, и модуль садится на эту длину волны.

 

Сетка является эталоном управления.МСЭ-T G.694.1определяет сетки частот DWDM и параметры разноса каналов, такие как 100 ГГц, 50 ГГц и гибкую-работу сети. С практической точки зрения перестраиваемый трансивер с полным диапазоном C-полезен, поскольку один запасной может быть назначен для многих слотов длины волны вместо того, чтобы заставлять склад хранить отдельную оптику с фиксированным-цветом для каждого канала.

 

Часть, которую легко упустить из виду, заключается в том, что «настраиваемый» описывает гибкость длины волны, а не пригодность линии связи. Модуль может настроиться на правильный канал ITU и все равно выйти из строя, если тип приемника, режим FEC, запас OSNR, ширина мультиплексора или конфигурация хоста неверны. В смешанных проектах коммутаторов-и-транспорта модуль следует указывать с помощью системы линий, а не только порта коммутатора.

 

Измерение	Настраиваемое прямое-обнаружение (10/25G)	Когерентная перестраиваемая (100–400G ZR/ZR+)
Форм-фактор	СФП+, СФП28	QSFP28, QSFP-ДД
Обнаружение	Фотодиод / ЛФД	Гетеродин + DSP
Типичный охват	До ~80 км	80 км без усиления, 300–480 км с усилением
Модуляция	ООК / НРЗ	ДП-QPSK, DP-16QAM
Лучше всего подходит	Fronthaul, доступ, короткое метро	Метро, ​​региональная, дальняя-магистральная связь DCI
Мощность конверта	Низкая, обычно несколько ватт.	Выше, около 5,5–22,5 Вт по классам

 

Параметры, определяющие, появится ли ссылка

 

Настраиваемый трансивер, настроенный на правильную длину волны, все равно может не установить связь. Для модулей прямого-детектирования в первую очередь проверяется сетка длин волн, выходная мощность, чувствительность приемника, допуск на дисперсию, вносимые потери мультиплексора и возможность установки канала хостом. Для когерентных модулей список расширяется и включает мощность запуска, скорость передачи данных, формат модуляции, тип FEC, требуемый OSNR и системную фильтрацию-линии.

 

Интерфейс 400G OpenZR+ работает со скоростью около 60 ГБд, поэтому любая структура ввода/вывода, AAWG или переключатель с выбором длины волны-на маршруте должна пропускать достаточную полосу пропускания для сигнала. Старое оборудование с фиксированной-сеткой может выглядеть совместимым по плану каналов, но все равно сужает-фильтрацию когерентной несущей. При реальном обновлении DCI проверка всейПродукт DCI OTNПуть охватывает оптику, мультиплексор/демультиплексор, усилитель, защиту и мониторинг, прежде чем модуль рассматривается как простое обновление порта.

 

Прямое исправление ошибок — это другой привратник. Оптика класса ZR- использует CFEC, а оптика ZR+/OpenZR+ использует более сильную OFEC для обеспечения большей дальности действия и более прочных оптических путей. Два конца когерентной связи нуждаются в совместимых режимах; несоответствие может привести к тому, что порт будет включен, настроен и все еще отключен. Для команд, создающих или расширяющих уровень WDM,Система DWDM и CWDMКонструкция должна быть проверена вместе с выбором модуля, поскольку мультиплексор, сетка фильтра, расстояние между усилителями и план защиты могут решить, будет ли оптика работать так, как указано.

 

Мощность запуска также меняет реальную стоимость. В некоторых конструкциях OpenZR+ выходной сигнал модуля может быть недостаточно высоким для подачи добавляемого пути в мультиплексор без усиления, особенно после патч-панелей, настроек VOA или потери кабелей на объекте. Бюджет ссылок, который игнорируетлинейное оптическое усилениеможет привести к сбою более дешевой-подключаемой конструкции только после подключения к стойке кабелей.

 

Как настроить длину волны трансивера DWDM на практике

 

Поисккак настроить длину волны трансивера DWDMобычно исходит от человека, который уже прошел стадию теории. Основной процесс прост: определите канал ITU, подтвердите, что хост поддерживает интерфейс управления модуля, установите длину волны через интерфейс командной строки хоста или программное обеспечение управления, затем проверьте оптическую мощность, блокировку длины волны, сигналы тревоги и показания DDM после исправления канала.

 

Практическая проблема — поддержка хоста. Некоторые коммутаторы и маршрутизаторы могут устанавливать канал напрямую; другие могут прочитать модуль, но не могут его настроить. В таких случаях перед установкой на месте канал должен быть предварительно-закодирован посредством конфигурации EEPROM, настроен с помощью внешнего инструмента настройки или предоставлен с помощью совместимого хоста. В проектах FB-LINKкодирование совместимости хостаобычно проверяется перед отправкой для распространенных платформ, таких как Cisco, Arista, Juniper, Dell и HPE, поскольку настраиваемый трансивер, который не может быть настроен установленным хостом, становится проблемой-перевозки грузовика, а не проблемой модуля.

 

Пять вещей, о которых вам никто не скажет перед развертыванием

 

Функциональная совместимость и стандарты, которые ее обещают

 

Причина, по которой согласованные подключаемые модули могут даже пытаться смешивать-поставщиков, заключается в множестве соглашений, которые отдалили отрасль от проприетарных линейных карт.400ZR ОИФопределил совместимый интерфейс 400GbE DCI; OpenZR+ расширил рабочий диапазон благодаря более мощному FEC и многоскоростным-случаям использования с несколькими-промежутками; и спецификации Open ROADM подтолкнули когерентные интерфейсы к коммутируемым оптическим сетям.

 

Валидация вышла за рамки бумаги. Мероприятия по обеспечению совместимости OIF и OpenZR+ показали, что когерентные каналы связи разных-поставщиков могут передавать трафик-производительной скорости через общие оптические системы, когда модули, хосты и линия спроектированы вместе. Стандарты уменьшают привязку к поставщику-, но квалификация маршрута по-прежнему определяет производственный риск.

 

Как на самом деле выглядит щадящая математика

 

Вот та часть, которую не учитывает-слайд экономии. Гибкий модуль с одной длиной волны-заменяет необходимость иметь каждый фиксированный канал C-диапазона, поэтому96-канальная установкаНа бумаге сокращение запасов драматично. Но отдельное настраиваемое устройство обычно стоит в несколько раз дороже, чем сопоставимая фиксированная оптика, а это означает, что безубыточность-зависит от того, сколько отдельных каналов вы фактически сохраняете и в каком соотношении. На граничном узле с четырьмя-каналами фиксированные запасные части по-прежнему могут иметь преимущество; на густонаселенном кольце метрополитена, освещающем десятки длин волн, настраиваемая экономия быстро окупается и продолжает приносить прибыль каждый раз, когда меняется структура трафика.

 

Практическая модель резервирования должна включать как минимум пять переменных: количество активных длин волн, количество маршрутов, которые используют один и тот же резервный пул, ожидаемое время устранения сбоя, требования к кодированию хоста и может ли один и тот же настраиваемый приемопередатчик поддерживать несколько скоростей линии или только одну. Как правило, если общий резервный пул защищает примерно 8–10 активных длин волн на нескольких объектах, мы рассматриваем настраиваемое резервирование как серьезный вариант-сокращения затрат; ниже этого диапазона резервные-каналы часто остаются дешевле, если только скорость восстановления не является доминирующим ключевым показателем эффективности.

 

Если ваша команда хочет выполнить этот расчет перед покупкой, подготовьте расстояние маршрута, сетку каналов, текущую модель мультиплексора/демультиплексора, схему усилителя, хост-платформу, целевую скорость передачи данных и запасную политику дляFB-LINK обратитесь в службу поддержки. Этих входных данных достаточно, чтобы инженер мог определить, является ли технология настраиваемого приемопередатчика реальным-экономическим преимуществом или просто более дорогой запчастью.

 

Когда настраиваемость имеет смысл, а когда нет

 

 

Настраиваемый трансивер имеет смысл, когда гибкость длины волны устраняет реальную эксплуатационную нагрузку: плотные городские кольца DWDM, сети DCI, граничные маршруты операторов, сети от лаборатории-к-производству и любую среду, в которой цепи-часто перемещаются. Это также имеет смысл, когда резервный пул можно использовать совместно со многими каналами и сайтами. В этих случаях технология настраиваемого приемопередатчика снижает сложность инвентаризации и сокращает время восстановления.

 

Это не имеет смысла автоматически для каждого оптического канала. Фиксированная оптика остается хорошим выбором для стабильных маршрутов с небольшим -каналом-, где изменения длины волны редки, а хост-платформа не имеет надежного процесса настройки. Инженерный вопрос не в том, является ли перестраиваемый вариант более продвинутым; вопрос в том, имеет ли маршрут достаточную неопределенность длины волны, чтобы заплатить за гибкость.