Las últimas investigaciones sobre cuatro aspectos de 100G QSFP28 y SFP112

La tecnología de comunicación móvil (5G) de quinta generación se ha implementado comercialmente durante tres años y ha entrado en un período crítico de aplicación a gran escala. El módulo óptico portador tiene un impacto importante en el rendimiento de transmisión de las redes de comunicaciones móviles. A medida que la construcción 5G continúa avanzando y los escenarios de aplicación se vuelven más ricos, la industria continúa explorando nuevas investigaciones tecnológicas de módulos ópticos 5G fronthaul, middlehaul y backhaul para satisfacer la demanda de mayor ancho de banda, mayor rendimiento, menor costo y tamaño más pequeño, y para prepararse completamente para el despliegue de Beyond 5G e incluso 6G.

FiberMall ha llevado a cabo una investigación detallada sobre tecnologías de módulos ópticos para portadores 5G, centros de datos y aplicaciones de acceso totalmente óptico, y algunas de las soluciones han madurado gradualmente y aplicado a escala. FiberMall combina los requisitos básicos de los módulos ópticos portadores 5G de próxima generación, investiga nuevas soluciones tecnológicas, evalúa la capacidad de producción de los módulos ópticos portadores 5G y los dispositivos de chips optoelectrónicos centrales, presenta sugerencias de desarrollo posteriores y promueve el desarrollo coordinado y ordenado de los próximos Cadena industrial de módulos ópticos portadores de generación 5G.

Con el rápido aumento del tráfico de Internet móvil, la construcción y optimización de la red 5G seguirá avanzando. También se liberarán recursos de espectro más ricos para impulsar la evolución iterativa de la tecnología portadora para satisfacer la demanda cada vez más importante de interconexión de datos de alta velocidad.

Figura 1 y XNUMX. Frente 5Grecorrido evolución de la demanda al portador

En la actualidad, las capas de convergencia y acceso de backhaul y middlehaul de 5G utilizan principalmente módulos ópticos de 25G, 50G y 100G. La red de backhaul y middlehual 5G de próxima generación continuará evolucionando hacia una mayor velocidad, alta capacidad, bajo consumo de energía, baja latencia y bajo costo, como 200G. En escenarios de aplicación donde los recursos de fibra son relativamente escasos, los módulos ópticos bidireccionales de fibra única pueden ahorrar un 50 % de los recursos de fibra en comparación con los módulos ópticos bidireccionales de fibra dual. El módulo óptico 100G BiDi con las ventajas de una buena simetría de retardo se ha convertido en uno de los puntos críticos de investigación en la industria. Además, FiberMall ha investigado módulos ópticos 100G QSFP28 con una distancia de transmisión de 80 km. Para reducir el costo y expandir el alcance de la aplicación, la industria ha comenzado a diseñar Módulos ópticos 100G QSFP28 con más de 80 km de distancia de transmisión y módulos ópticos WDM de banda O y otras investigaciones tecnológicas.

Módulos ópticos 100G QSFP28 y SFP112

FiberMall considera 100G y otras tarifas para los módulos ópticos de reenvío 5G de próxima generación, pero el progreso de la investigación es relativamente limitado. Los primeros módulos ópticos de intensidad modulada de 100G se utilizan principalmente en centros de datos y áreas metropolitanas con un esquema 4x25G NRZ en forma de paquete QSFP28, que tiene varios canales y un proceso relativamente complejo. Con la madurez gradual de la tecnología PAM4 y los dispositivos de chips optoelectrónicos de 50 GBaud, la tasa de 100 G se puede lograr a través de un solo canal para simplificar el proceso de empaquetado y reducir los costos. Para una distancia de transmisión de 10 km, la industria tiene un módulo óptico QSFP100 LR28 de 1 Gb de un solo canal con integración interna de chip DSP. FiberMall ha lanzado productos de módulo óptico 100G QSFP28 LR1.

Tabla 1. Posibles soluciones tecnológicas para transceptores 5G fronthaul 100G de próxima generación

Módulo óptico 100G BiDi QSFP28

El módulo óptico 50G SFP56 BiDi se ha aplicado en la capa de acceso de backhaul medio 5G. El módulo óptico 100G QSFP28 BiDi tiene posibles escenarios de aplicación en la próxima generación de 5G fronthaul, middlehaul y backhaul capa de agregación y acceso, interconexión de centros de datos, etc. El módulo óptico 100G QSFP28 BiDi se basa en el tipo de código de modulación 100G PAM4 de onda única, que menos dispositivos y menor consumo de energía que el módulo óptico tradicional QSFP4 de 100G de 28 canales. El módulo óptico 100G QSGP28 BiDi se basa en una solución DSP en comparación con el módulo óptico 50G SFP56 BiDi, pero el primero tiene un mejor costo y consumo de energía. Las soluciones técnicas del módulo óptico 100G QSFP28 BiDi se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2. Solución de tecnología de módulo óptico 100G QSFP28 BiDi

La señal eléctrica PAM4 se envía al BOSA y hace que el láser EML emita una única señal óptica PAM100 de 4G. En la dirección de recepción, la señal óptica única se convierte en una señal eléctrica PAM100 de 4G después de BOSA, y luego se convierte en cuatro señales eléctricas NRZ de 25G mediante DSP para el procesamiento de la señal y la entrada al equipo del sistema.

Figura 2. Diagrama de bloques funcional del módulo óptico Lambda 100G QSFP28 BiDi único y solución de tecnología BOSA

Desde la perspectiva de la distancia de transmisión, las especificaciones técnicas del módulo óptico 100G QSFP28 BiDi 10km son menos estresantes para la solución opcional, y el presupuesto del enlace es fácil de lograr. Sin embargo, el empaque del dispositivo es principalmente BOX, y el proceso de empaque TO aún no está maduro y no se puede realizar en producción en masa. El 100G QSFP28 BiDi 30km y los módulos ópticos de 40 km tienen altos requisitos de OMA en el transmisor y sensibilidad en el receptor, que son difíciles de lograr según el nivel actual del dispositivo y requieren tecnologías clave adicionales, como optimizar el proceso en el transmisor para mejorar la eficiencia del acoplamiento de potencia y aumentar el margen de sensibilidad en el receptor para reducir la tasa de rendimiento en la producción en masa. La selección de longitud de onda del módulo BiDi QSFP100 de 28G aún no ha alcanzado un consenso en la industria debido a las especificaciones técnicas y las limitaciones de dispersión, y existe incertidumbre en la evaluación y detección de chips láser, y la cadena de la industria aún no está madura.

En la estandarización internacional, IEEE802.3 y OIF han sido módulos ópticos 100G QSFP28 de la interfaz eléctrica de alta velocidad para hacer las especificaciones relevantes.

En términos de interfaz óptica, IEEE802.3 y 100G Lambda MSA ha lanzado sucesivamente los estándares de módulos ópticos bidireccionales de fibra dual 100G QSFP28 Single Lambda 10km, 20km, 30km y 40km, que regulan indicadores clave como el presupuesto del enlace, la potencia óptica, la extinción relación, sensibilidad, etc. 100G QSFP28 BiDi óptico IPEC ha establecido el proyecto estándar 100G QSFP28 BiDi 30 km, 40 km en abril de 2022, e IEEE802.3 ha establecido el proyecto estándar Super 50G BiDi en 2022.

Tabla 3. Progreso de estandarización de 100G QSFP28 Single Lambda 10 km y distancia superior

Existen las siguientes dificultades en la prueba y verificación de los módulos ópticos BiDi QSFP100 de 28G: dado que las longitudes de onda de transmisión de los módulos ópticos BiDi son diferentes, el lado del transmisor de cada longitud de onda debe probarse por separado, incluidos parámetros como la longitud de onda central, la potencia óptica de salida promedio, relación de extinción, TDECQ, OMAouter, overshoot/undershoot y tiempo máximo de conversión. Mientras tanto, las características de recepción como BER y la sensibilidad del enlace de transmisión bidireccional también pueden diferir y deben probarse por separado.

Hay diferentes métodos de prueba para la sensibilidad. Hay diferentes métodos de prueba para la sensibilidad. Primero, al referirse a la especificación 100G Lambda MSA 100G-LR1/ER1, la potencia de sensibilidad óptica del enlace se mide con el transmisor de referencia TECQ y se compara de acuerdo con la fórmula de selección de valor TECQ. El segundo es realizar una prueba de sensibilidad de recepción de presión calibrando la señal de presión óptica después de los parámetros SECQ. El primero es relativamente simple, pero los resultados de la prueba pueden estar influenciados por diferentes transmisores de referencia y producir un sesgo sistemático. La última prueba es más consistente, pero requiere una mayor repetibilidad para la calibración del ojo de presión.

En términos de dispositivos de chip central, los módulos ópticos 100G QSFP28 BiDi pueden compartir la cadena industrial de módulos ópticos 100G QSFP28 Single Lambda. Varios fabricantes han lanzado chips optoelectrónicos relevantes, pero aún quedan algunas tecnologías clave por superar. Específicamente, los láseres EML de 53 GBaud deben tener un alto ancho de banda, una alta relación de extinción y características de gran potencia de salida. Si se filtra el láser EML de 25 Gbaudios, el rendimiento es bajo. Se necesita una nueva optimización en el diseño de la estructura del chip, dopaje de materiales, etc. para resolver el problema de asegurar la confiabilidad mientras se aumenta el ancho de banda. Los fabricantes de chips ya han iniciado el diseño y la inversión. Los detectores PIN y APD de 53GBaud han sido producidos en masa. Las muestras de tasa de 50G están disponibles para DSP, con un buen rendimiento de prueba, y las tasas de 100/400G están en la etapa de I+D.

El principal cuello de botella en el futuro no es el diseño del producto, sino el proceso de fabricación de alta precisión. La adopción de soluciones que integran múltiples dispositivos de chip discretos (como controladores integrados DSP, etc.) ayudará a los fabricantes a lograr un reemplazo más rápido utilizando el mismo proceso de fabricación y enfocando los recursos en los avances.

Tabla 4. La cadena industrial de dispositivos de chip de módulo óptico 100G QSP28 BiDi

En la actualidad, FiberMall tiene la capacidad de suministrar módulos ópticos BiDi 100km de onda única 10G a granel. Con la creciente madurez de la tecnología de empaquetado de dispositivos de 53 GBaud, el rendimiento del producto de los módulos ópticos está mejorando gradualmente. Se espera que el costo del módulo óptico 100G QSFP28 BiDi sea mejor que la solución 100G QSFP28 LR4, considerando el costo del divisor y filtro combinados, el costo de CDR y DSP, la cantidad de láseres y los requisitos de rango de longitud de onda, el costo de empaque y el rendimiento de producción. Los módulos ópticos 100G QSFP28 BiDi de 10 km y 20 km se encuentran en etapa comercial. El módulo óptico 100G QSFP28 BiDi 30km de FiberMall se lanzó como muestra, y el módulo óptico 100G QSFP28 BiDi 40km está en desarrollo y se ha verificado para lograr una transmisión de 40 km en un entorno de laboratorio.

En los próximos años, la demanda de módulos ópticos 100G QSFP28 BiDi será cada vez más importante a medida que mejoren aún más los requisitos de sincronización de alta precisión, ahorro de recursos de fibra y reducción de costos operativos. El módulo óptico 100G QSFP28 LWMD4 BiDi 20km de FiberMall ha estado disponible comercialmente en pequeñas cantidades, pero el costo es muy alto porque utiliza 4 pares de dispositivos ópticos; la aplicación de Módulo óptico Lambda BiDi QSFP100 único de 28G también está comenzando a ocupar una posición importante en el plan de implementación de operadores e integración de proveedores de equipos y se espera que se comercialice en la primera mitad de 2023. El módulo óptico 100G Single Lambda BiDi QSFP28 tendrá potencialmente más espacio de aplicación si puede admitir ambos Señales Ethernet y OTN, pero no hay un chip DSP de 100G de onda única que admita servicios OTN en la industria, y las aplicaciones e indicadores relacionados deben estudiarse más a fondo.

Módulo óptico 100G QSFP28 para distancias superiores a 80 km

Escenarios de aplicación del módulo óptico 100G con distancia de transmisión superior a 80 km

Escenario de aplicación punto a punto:

Los escenarios de aplicaciones punto a punto se aplican principalmente al acceso al centro de datos y los servicios portadores se elevan a la capa de agregación a través de fibras ópticas. Por ejemplo, las interfaces IP RAN, PTN y OLT están conectadas a redes portadoras. Como se muestra en la Figura 3 (a), la distancia de transmisión del escenario de aplicación de luz gris punto a punto suele ser de 40 km, 80 km o 120 km, de los cuales 40 km ocupan la mayor proporción y 80 km la segunda. Aunque la demanda de 120 km no es obvia en la actualidad, tiene posibilidades potenciales en el futuro. El módulo óptico tradicional 4x25G 100G comienza a moverse de 10 km/40 km a 80 km/120 km. Como se muestra en la Figura 3 (b), el escenario de aplicación de la luz de color punto a punto es aplicable a la situación de escasez de recursos de fibra, y la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda se utiliza para mejorar la utilización de la fibra.

Figura 3. Escenario de aplicación punto a punto

Escenarios de aplicación de anillo portador de capa de acceso integrada

El anillo portador de acceso integral tiene principalmente dos requisitos de aplicación. En primer lugar, el desarrollo de servicios de acceso integrales y los nuevos requisitos del portador. Los servicios portadores de transmisión cubren el acceso al servicio de 10G, 25G a 100G, es decir, la tasa portadora se incrementa a 100G. En segundo lugar, la transformación en línea del negocio existente y la restricción de fibra óptica de la tubería de urbanización, para facilitar la reconstrucción de los cimientos antiguos y la mejora de los requisitos de acoplamiento, la tecnología WDM se introduce de inmediato. En resumen, la distancia de transmisión del módulo óptico QSFP100 de 28G se amplía a 100 km ~ 150 km mediante el anillo de rodamiento de acceso integrado de bajo costo, lo que significa que el anillo de rodamiento metropolitano tradicional con una distancia de transmisión de 320 km se aplica al anillo de rodamiento de acceso con una distancia de transmisión de menos de 200 km.

Figura 4. Escenario de aplicación del anillo portador de la capa de acceso integrada

Dos tipos de soluciones de tecnología de módulos ópticos QSFP100 de 28G para distancias de transmisión superiores a 80 km

Solución 100G LWDM4

La solución de luz gris para la distancia de transmisión superior a 80 km se puede ampliar con el esquema 100G QSFP28 ZR4, utilizando el tipo de código de modulación 4x25G NRZ basado en la longitud de onda LWDM. La interfaz eléctrica sigue el estándar CAUI-4 y la interfaz óptica utiliza láser EML en el lado del transmisor y amplificador óptico semiconductor (SOA) + detector PIN en el lado del receptor. Todos los dispositivos transceptores están sellados herméticamente con BOX para garantizar de manera efectiva la confiabilidad del módulo óptico. Para cumplir con el presupuesto del enlace de más de 80 km de distancia de transmisión, las especificaciones técnicas del transmisor y el receptor son más estrictas. Entre ellos, el lado del transmisor necesita aumentar significativamente la potencia óptica de salida. Debido al uso de láseres EML y la necesidad de que los 4 canales cumplan con los requisitos, el rendimiento se verá afectado hasta cierto punto. Para mejorar la potencia luminosa, se debe aumentar la corriente del láser, lo que puede conducir a la corriente de trabajo en la zona de saturación, la eficiencia luminosa del chip láser, el proceso de acoplamiento del dispositivo y la depuración de los parámetros del extremo del cabello del módulo y otros nuevos desafíos. Al mismo tiempo, los requisitos de sensibilidad del receptor son más estrictos y el proceso debe optimizarse aún más. Además, el aumento de corriente conducirá a una mayor generación de calor. El consumo de energía de TEC aumenta a altas temperaturas, y la eficiencia de enfriamiento de TEC debe optimizarse para tener en cuenta los requisitos de consumo de energía del módulo óptico.

Tabla 5. Levaluación del presupuesto de tinta

Solución DWDM de 100G

El esquema DWDM se puede subdividir en dos tipos de esquema de tecnología DWDM PAM2 de doble portadora 50x4G, color A y color Z. Esquema de color A: el módulo óptico adopta un dispositivo óptico de silicio y tipo de código PAM4, con EDFA externo. Puede realizar una distancia de transmisión de más de 80 km para un solo módulo con una tasa de 100 G de doble portadora, y la distancia de transmisión puede alcanzar unos 150 km con EDFA de dos etapas. El módulo óptico utiliza el paquete QSFP28 y la interfaz CS dúplex con SFEC integrado de alta ganancia de codificación (4E-3 Pre-BER), TOSA con EML enfriado a 2 × 27.5 GBaud y ROSA con PIN de 2 × 27.5 GBaud.

La diferencia entre Color Z y Color A es que el láser es DFB y la interfaz óptica es WDM y demultiplexada. Es necesario optimizar el ancho de banda del filtro y la compensación de la dispersión, y la potencia de salida, la sensibilidad y la relación señal/ruido se reducen significativamente en comparación con el Color A. La distancia de transmisión puede ser de hasta 120 km con dos etapas EDFA.

(a) Solución de color A

(b) Solución de color Z

Figura 5. Diagrama de bloques funcional del módulo óptico 100G DWDM QSFP28

En términos de estandarización, IEEE802.3ct ha especificado 100GBASE-ZR basado en el tipo de código DP-DQPSK y detección coherente. CCSA ha discutido el plan de proyecto estándar de la industria "Módulo transceptor óptico 100G QSFP28 Parte 6: 4 × 25G ZR4", cuando se usa 100G QSFP28 ZR4 para admitir la transmisión de señales OTN, el estándar técnico ITU-T para OTU4 se puede usar como referencia. En la actualidad, no existe un estándar industrial para módulos ópticos de intensidad modulada de 100G con una distancia de 80 km o más.

Los módulos ópticos de longitud de onda LWDM4 basados ​​en SOA+PIN de FiberMall para distancias superiores a 80 km han estado en producción en masa desde el cuarto trimestre de 4. 100G DWDM QSFP28 El módulo óptico con una distancia de más de 80 km basado en la solución 50G de doble portadora se ha enviado en pequeñas cantidades. El chip optoelectrónico central, el programa SOA + PIN puede compartir la cadena industrial 100G ZR4, los recursos opcionales del chip optoelectrónico son combinaciones ricas, flexibles y diversas de programas, con efecto de escala y ventajas de costo.

Módulo óptico WDM QSFP100 de banda O de 28G

Sistema WDM de banda O de 100G con módulo óptico de color IM/DD de banda O como núcleo, con WDM/demultiplexor externo y amplificador óptico. Con las ventajas de baja dispersión, bajo consumo de energía y bajo costo, admite fibra G.652D y G.652B y puede satisfacer la demanda de transmisión de gran ancho de banda para acceso backhaul y convergencia en aplicaciones 5G. Es propicio para promover un mayor hundimiento del sistema WDM, reducir la inversión en equipos y el consumo de energía, y ahorrar recursos de cable de fibra óptica.

Para ser compatible con los equipos de red existentes, el módulo óptico se puede empaquetar con QSFP28, la interfaz eléctrica es 4x25G NRZ y la interfaz óptica tiene cuatro portadores

(4x25G), portador dual (2x50G) y portador único (1x100G) tres soluciones:

• Solución de cuatro portadoras (4x25G): conectada con WDM/demultiplexor externo y amplificador óptico a través de la interfaz MPO, utilizando el tipo de código NRZ, que se puede multiplexar con una cadena de módulos ópticos de 25G, y la tasa de localización de todo el sistema es alta. Resultados experimentales de 4 canales x100G equivalentes Como se muestra en la Figura 6 y la Figura 7, se espera que la optimización logre un ancho de banda de transmisión x30G de 100 canales equivalente y una distancia de transmisión de 80 km.

Figura 6. Diagrama de espectro del lado del receptor del amplificador de 4 canales

Figura 7. OSNR en el extremo del receptor del multiplexor de descomposición de onda de 4 canales

Solución de doble portadora (2x50G): la interfaz CS de doble canal está conectada a un WDM/demultiplexor externo y un amplificador óptico, lo que puede lograr un mayor ancho de banda de transmisión en relación con la solución de cuatro portadoras. El tipo de código de modulación tiene dos opciones, PAM4 y NRZ, y la solución PAM4 se puede multiplexar con la cadena de módulos ópticos 50G. Debido a la limitación de la relación señal-ruido, actualmente solo puede satisfacer la demanda de transmisión de 40 km, y la solución de tecnología de transmisión de 80 km debe verificarse más. La solución NRZ tiene la ventaja de la relación señal-ruido y puede satisfacer más fácilmente la demanda de transmisión de 80 km, pero es necesario investigar cómo el chip eléctrico de 56 GBaud existente puede realizar el procesamiento de códec de 2x25G NRZ a 1x50G NRZ y debe ser promovido aún más por la electricidad. fabricantes de chips en colaboración. Algunos de los datos experimentales se muestran en la Figura 8.

Figura 8. Datos experimentales de la solución 50G NRZ

(3) solución de portadora única (1x100G): se puede lograr un mayor ancho de banda de transmisión, el tipo de código de modulación también tiene dos opciones PAM4 y NRZ. El programa pam4 solo puede satisfacer las necesidades de transmisión de 40 km y se puede multiplexar en la cadena industrial de chips eléctricos de 56 GBaud. El programa de tecnología de 80 km necesita más investigación. Se espera que la solución NRZ satisfaga la demanda de transmisión de 80 km, pero se debe promover un chip eléctrico de 112 GBaud para lograr una solución de procesamiento de códec de 4x25G NRZ a 1x100G NRZ en colaboración con la cadena industrial.

En términos de chips ópticos, la solución de cuatro portadoras es la tecnología más madura. Las soluciones de portadora doble y portadora única requieren el uso de una fuente de luz de CC de alta potencia multiplexada por división de longitud de onda basada en material de fosfuro de indio y un modulador de película de niobato de litio. La fuente de luz de alta potencia DC WDM densa tiene características de alta estabilidad, alto rendimiento y alta precisión de longitud de onda. El modulador de niobato de litio de película delgada tiene un alto ancho de banda, baja pérdida, alta relación de extinción y características de bajo chirrido. Por lo tanto, el esquema InP WDM CW LD + TFLN MZ combina alta potencia de entrada, alto ancho de banda, bajo costo de dispersión y alta relación de extinción al mismo tiempo. La estructura TOSA con TFLN MZ y el principio del esquema de doble portadora se muestra en la Figura 9 y la Figura 10.

Figura 9. Diagrama esquemático de la estructura TOSA usando TFLN MZ

Figura 10. Diagrama esquemático de la solución de doble portadora

Las tres soluciones anteriores pueden lograr una longitud de onda sintonizable, lo que reduce la variedad de módulos ópticos, lo que conduce a la simplificación de las aplicaciones de ingeniería.

En términos de desarrollo de productos, FiberMall lanzó muestras de la solución de cuatro operadores en el cuarto trimestre de 4. La solución de dos operadores está en desarrollo y se espera que las muestras estén disponibles para el tercer trimestre de 2022. La solución de un solo operador se encuentra en investigación previa. escenario. En términos de estandarización, no existen estándares internacionales o de la industria. Sin embargo, en los grupos de trabajo relacionados con la Asociación de Estándares de Comunicaciones de China (CCSA TC3WG2023) y NGOF (CCSA TC6), los proyectos de investigación relacionados con los módulos ópticos de banda O están en marcha, y todas las partes deben promover el progreso de la estandarización y la madurez de la cadena industrial. en la industria.

Investigación de tecnología antirreflectante 100G QSFP28 PAM4

La tecnología antirreflectante es uno de los factores importantes a considerar para enlaces de alto rendimiento y alta confiabilidad. El código modulado PAM4 tiene 4 niveles y su nivel mínimo de señal 1 es aproximadamente 1/3 del nivel del código NRZ 1 cuando su amplitud de modulación óptica es consistente con la del código NRZ. Cuando el ruido de PAM4 es el mismo que el de NRZ, la relación señal-ruido de PAM4 es aproximadamente 5 dB peor que la de NRZ. Por lo tanto, PAM4 tiene una tolerancia MPI más baja que NRZ, y la reducción de MPI es esencial para garantizar el rendimiento de transmisión de las señales PAM4.

El diagrama de bloques de prueba de MPI se muestra en la Figura 11. La señal óptica transmitida se divide en dos formas, una forma contiene el atenuador óptico para ajustar la potencia óptica a una fuerza adecuada para la recepción, y la otra forma usa un polarizador y atenuador óptico (o fibra de larga distancia) para simular la generación de dispersión hacia atrás de Rayleigh, y la potencia óptica transmitida debe ser lo suficientemente alta para compensar la pérdida de inserción del dispositivo. La potencia óptica de ambas señales es ajustable y se puede medir con un medidor de potencia óptica. Las curvas de sensibilidad de las dos señales se pueden escanear por separado para obtener las curvas de sensibilidad correspondientes (el eje horizontal es la potencia de entrada, el eje vertical es el BER), y la diferencia de sensibilidad bajo las mismas condiciones de potencia de entrada es el impacto de la costo del IPM.

Figura 11. Diagrama de bloques de la prueba MPI

Las siguientes soluciones de optimización de MPI se están investigando actualmente en la industria.

(1) Optimización del ancho de línea del láser

El efecto del ancho de línea del láser en el MPI de la señal óptica PAM8 se simuló anteriormente en IEEE 802.3. Como se muestra en la Figura 12, el costo del enlace para diferentes anchos de línea láser y reflexiones del conector se verifica para una distancia de transmisión de 500 m que contiene seis conectores, cada uno con el mismo coeficiente de reflexión. Los datos muestran que cuanto más estrecho es el ancho de la línea láser, menor es el requisito del coeficiente de reflexión del conector al mismo costo del enlace. Por lo tanto, el costo de MPI se puede reducir optimizando el ancho de la línea láser.

Figura 12. Análisis del efecto del ancho de línea del láser en el costo de MPI

(2) Compensación por DSP

MPI pertenece al daño lineal y la fase de la señal reflejada cambia en comparación con la señal original. La amplitud total de la señal recibida depende de la diferencia de fase entre la señal original y la señal reflejada. Cuanto menor sea la diferencia de fase, mayor será la amplitud de la señal total recibida, como se muestra en la Figura 18. Según este principio, el MPI puede compensarse mediante algoritmos DSP. En la actualidad, el proveedor líder de DSP Marvell ha lanzado DSP con función de compensación MPI, y algunos proveedores de módulos ópticos han desarrollado módulos ópticos con función de compensación MPI. Sin embargo, la investigación general aún se encuentra en una etapa inicial y la aplicación real del efecto de ingeniería debe verificarse más a fondo. La madurez de la cadena de la industria debe ser promovida aún más por las partes relevantes de la industria.

Figura 13. Diagrama del principio MPI

(3) Optimización de enlaces de fibra óptica

Además, el MPI también se puede reducir seleccionando fibra de mejor calidad, limpiando de manera efectiva la cara del extremo del conector, reduciendo el reflejo causado por un espacio de aire o partículas pequeñas en el conector y prestando atención a los errores de alineación en el conector. Como el uso del conector APC biselado de 8 ° de la cara del extremo de la fibra, de modo que la luz reflejada se refleja en un ángulo en el revestimiento, en lugar de reflejarse directamente en la fuente de luz para aumentar la pérdida de retorno, puede reducir el impacto de MPI.

Nivel de producción del módulo óptico FiberMall

FiberMall está desarrollando activamente módulos ópticos para satisfacer las necesidades de las aplicaciones portadoras de 5G. Según la investigación del informe técnico anterior, la Tabla 6 resume la capacidad de producción de los módulos ópticos portadores 5G de FiberMall en la actualidad.

Mesa 6. Capacidad de producción del módulo óptico portador 5G de FiberMall

Nivel de producción de FiberMall of Dispositivos de chips optoelectrónicos

La capacidad general de producción de FiberMall para los dispositivos de chips optoelectrónicos centrales utilizados en los módulos ópticos se muestra en la Tabla 7.

Tabla 7. Capacidad de producción del chip optoelectrónico central

Los módulos ópticos juegan un papel importante para garantizar el rendimiento de transmisión de las redes de comunicaciones móviles. Con el avance continuo de la construcción 5G y el enriquecimiento continuo de los escenarios de aplicación, para cumplir con los requisitos de transporte de mayor ancho de banda, mayor rendimiento, menor costo y tamaño más pequeño, FiberMall explora constantemente la investigación sobre nuevas ópticas de retorno medio y directo 5G. tecnología de módulo, a fin de prepararse completamente para el despliegue de 5G de próxima generación. Para resolver de manera efectiva los problemas y desafíos actuales de las nuevas soluciones tecnológicas, FiberMall necesita reunir las fuerzas ascendentes y descendentes de la cadena de la industria, abrir debates y colaborar en temas clave desde el fortalecimiento de la innovación tecnológica, la orientación de la reunión del mercado y el fortalecimiento. la base industrial.

En términos de innovación tecnológica, FiberMall satisface la nueva demanda de módulos ópticos en diferentes escenarios de aplicación a través de la I+D técnica y la innovación de nuevos materiales, nuevos diseños, nuevos procesos, nuevas interfaces, etc. FiberMall promueve la investigación de módulos ópticos portadores 5G de última generación tecnología desde varios aspectos, como la demanda de implementación, el rendimiento de la transmisión, la construcción de bajo costo y la gestión conveniente de la operación y el mantenimiento, el desarrollo benigno de la cadena industrial, la asignación ordenada de recursos y la reducción de costos a través del efecto de escala.

FiberMall necesita fortalecer aún más las capacidades de apoyo de las bases industriales, como plataformas de procesos de fabricación de alta precisión, materiales de proceso, equipos y medidores, para reducir el costo de I + D y acortar el ciclo de I + D, para romper el núcleo y la clave. tecnologías FiberMall necesita mejorar aún más su mecanismo de evaluación y evaluar de manera efectiva la viabilidad, confiabilidad, interoperabilidad y compatibilidad de varios módulos ópticos y dispositivos de chips optoelectrónicos a través de una plataforma abierta de prueba y verificación, para guiar a la industria a desarrollar tecnologías clave y mejorar el rendimiento del producto. .

FiberMall está dispuesto a fortalecer la cooperación y reunir consenso con la industria para promover la investigación, prueba y evaluación de tecnologías clave de módulos ópticos portadores 5G de próxima generación, así como la formulación de estándares y especificaciones, a fin de promover la salud y la seguridad. desarrollo ordenado de la industria de la tecnología del módulo óptico portador 5G.