Dévoilement de l'avenir des réseaux optiques : l'émetteur-récepteur cohérent 100G

Les progrès des technologies de réseaux optiques sont rendus encore plus nécessaires par l’augmentation du trafic de données apporté par le cloud computing, le multimédia et le streaming IoT. L’écart entre la demande et l’offre de couverture et de capacité des réseaux se creuse, d’où le besoin profond de solutions à haute capacité. C’est là que l'émetteur-récepteur cohérent 100G L'émetteur-récepteur cohérent 100G utilise des techniques avancées de modulation et de traitement du signal numérique qui améliorent considérablement le débit de transmission des données et les distances réalisables sur les réseaux à fibre optique existants. Dans cet article, l'émetteur-récepteur cohérent 100G est décrit en détail, en se concentrant sur ses implications pour l'optique de mise en réseau et le potentiel au sein de l’industrie.

Qu'est-ce qu'un émetteur-récepteur cohérent 100 g et comment fonctionne-t-il ?

Un émetteur-récepteur cohérent 100G est un module optique qui code et décode les informations d'un signal électrique à très grande vitesse sur de longues distances. Il utilise des formats de modulation sophistiqués tels que la modulation d'amplitude en quadrature (QAM) et la modulation par déplacement de phase grâce à l'utilisation de techniques de détection cohérente. L'émetteur-récepteur est un système conçu de telle sorte que le sous-système de communication s'appuie fortement sur le traitement numérique du signal (DSP) après la transmission des données, de sorte que les signaux sont reconstruits avec précision malgré le bruit et d'autres formes de distorsion. Cela augmente considérablement les débits de données et les distances de transmission sur réseaux fibre optiqueEn minimisant les pertes et en optimisant l'occupation spectrale, il offre des performances élevées et fiables, ce qui est certainement l'un des composants les plus importants des systèmes actuels. réseaux optiques, compte tenu des exigences croissantes en matière de trafic de données.

Comprendre l'optique cohérente

L'optique cohérente est une technique de communication optique avancée qui repose sur les principes de la détection cohérente pour la transmission de données. Contrairement à une approche de détection directe dans laquelle la lumière code les données uniquement en intensité, dans l'optique cohérente, les ondes lumineuses sont codées en utilisant leur phase, leur amplitude et leur polarisation, augmentant ainsi la capacité de bande passante et la distance sur laquelle les informations sont transmises. Cela permet d'utiliser des formats de modulation plus complexes comme QAM qui peuvent transmettre plusieurs bits par symbole pour augmenter le débit de données.

L'optique cohérente intègre également un meilleur traitement du signal. Les algorithmes DSP sont essentiels pour reconstruire le signal reçu en contrant diverses formes de dégradation introduites lors de la transmission, telles que la dispersion chromatique et la dispersion du mode de polarisation. Étant donné que ces formes de dégradation dégradent souvent les performances du réseau optique, leur suppression par DSP permet une plus grande fiabilité et une plus grande portée des signaux cohérents pour la transmission de données. 

Les informations sur les systèmes utilisant l'optique cohérente, comparés aux systèmes utilisant l'optique non cohérente, montrent que les systèmes utilisant l'optique cohérente sont plus avantageux. Par exemple, les systèmes cohérents sont capables d'augmenter la portée et la capacité jusqu'à un ordre de dix. Un émetteur-récepteur cohérent 100G peut envoyer beaucoup de données sur des distances allant jusqu'à plusieurs milliers de kilomètres sans nécessiter de régénération du signal. De plus, l'optique cohérente permet une utilisation plus efficace du spectre optique, ce qui le rend plus efficace sur le plan spectral et moins cher par transmission d'un bit de données.

En conclusion, on peut dire que l'optique cohérente est une révolution dans la façon dont l'information est relayée par une onde lumineuse, car elle offre une vision, une distance et une efficacité inégalées. Compte tenu du fait que la demande d'informations est de plus en plus importante, les technologies cohérentes constituent un élément important des réseaux optiques avancés capables de prendre en charge une communication fiable et extensible.

Le rôle du traitement numérique du signal (DSP) dans la technologie cohérente

On peut dire que la perspective académique sur les systèmes de communication optique cohérents a considérablement changé grâce au traitement numérique du signal. En particulier, les signaux corrompus par la dispersion chromatique ou la dispersion du mode de polarisation peuvent être modifiés avec des algorithmes appropriés conçus pour effectuer de telles modifications. De tels algorithmes permettent aux systèmes cohérents de communiquer sur de longues distances sans avoir à répéter fréquemment le signal, augmentant ainsi la fiabilité et l'intégrité des données. De plus, le DSP fournit des méthodes de modulation efficaces qui augmentent l'efficacité spectrale et la capacité de l'ensemble du réseau. Par conséquent, on peut dire que le traitement numérique du signal est la clé qui permet aux systèmes optiques cohérents d'obtenir des améliorations en termes de performances, d'évolutivité et de coût.

Avantages des modules émetteurs-récepteurs optiques accordables

Les modules émetteurs-récepteurs optiques accordables ont beaucoup de potentiel dans les réseaux de communication optique modernes, et voici pourquoi, ainsi que leurs avantages : 

1. Rapport coût-efficacité: Il est plus économique et plus économique de disposer d'un appareil accordable pouvant être utilisé seul plutôt que d'avoir plusieurs émetteurs-récepteurs basés sur plusieurs longueurs d'onde. Ainsi, il n'est pas nécessaire de transporter un article ou une cargaison à chaque fois et on peut économiser sur la logistique. 
2. Flexibilité du réseau : Les schémas de trafic peuvent être extrêmement volatils, notamment en raison de l'augmentation ou de la diminution des besoins en bande passante. Cependant, grâce aux émetteurs-récepteurs réglables, il est possible de surmonter ce problème, ce qui constitue un avantage considérable. 
3. Utilisation améliorée du réseau : Grâce aux modules réglables, la reconfiguration peut être effectuée sans provoquer d'interruptions, tandis que, dans le même temps, la consommation de longueur d'onde peut être optimisée et une sortie maximale peut être générée à partir de la configuration matérielle existante sans nécessiter de modifications importantes. 
4. Planification et maintenance simplifiées du réseau : Cette fonctionnalité permet également de ne pas surcharger le personnel nécessaire à la planification d'un réseau, notamment en termes de quantité. Enfin, les temps d'arrêt peuvent être réduits car l'hyper-paramètre de maintenance peut être modifié. 
5. Évolutivité: Lorsqu'il s'agit des aspects économiques des nouvelles technologies de données, notamment en termes de nombre pur, il est crucial de noter que les longueurs d'onde d'un émetteur-récepteur accordable peuvent être facilement intégrées aux longueurs d'onde nouvelles et existantes. 
6. Performance améliorée: Comme son nom l'indique, les modules réglables permettent une sortie parfaite, ou dans ce scénario, une qualité de signal parfaite, ce qui à son tour augmente considérablement la fiabilité et les performances lorsque les données doivent être transmises sur différents réseaux. 

En résumé, on ne peut pas sous-estimer l’importance des modules émetteurs-récepteurs optiques réglables sur les réseaux optiques modernes au 21e siècle, en particulier lorsqu’il s’agit de relever les défis de la transmission de données.

Principales différences entre CMIS et SFF-8636 dans les modules QSFP100 DCO 28G

Intention et complexité de la conception

SFF-8636 : une norme d'interface de gestion antérieure basée sur le protocole I²C avec une approche de mappage mémoire simple, principalement utilisée pour les modules QSFP et QSFP28.

Conçu pour les modules jusqu'à 100G, offrant une surveillance et une configuration de base via la lecture/écriture de registre.

Bien qu'il prenne en charge le contrôle et les diagnostics de base pour Modules QSFP100 DCO 28G, il manque la sophistication nécessaire aux fonctionnalités avancées comme la modulation PAM-4 ou la gestion DSP.

Limitation : Ne convient pas aux modules complexes comme le 400G en raison du manque de gestion d'état avancée et de configuration dynamique.

CMIS : une norme plus récente conçue pour les modules complexes à grande vitesse (par exemple, les modules 400G, 800G et DCO), également basée sur I²C mais avec des capacités améliorées.

Introduit une machine d'état plus avancée et un ensemble de commandes complet, prenant en charge la configuration dynamique, le traitement du signal (par exemple, l'égalisation PAM-4), la gestion de l'alimentation et de la température.

Permet des fonctionnalités telles que le réglage automatique Flextune™ et les diagnostics à distance, idéales pour le provisionnement sans intervention et l'automatisation du réseau.

Rétrocompatible avec SFF-8636, permettant aux appareils compatibles CMIS de prendre en charge les modules SFF-8636, mais pas l'inverse.

Fonctionnalités

SFF-8636 : Offre des informations de base sur le module (température, tension, puissance) et un contrôle simple.

Principalement pour les modules basés sur NRZ ; ne prend pas en charge PAM-4 ou les DSP avancés comme Steelerton.

Gestion simple du chemin de données, inadaptée aux modules nécessitant une coordination temporelle précise.

CMIS : prend en charge la gestion d'état complexe, les commandes multi-états, l'équilibrage du chemin de données et la configuration DSP.

Fournit des diagnostics détaillés, y compris des diagnostics numériques à distance pour accéder aux données du module distant.

Idéal pour les modules à faible consommation et à large bande passante comme le 100G ZR QSFP28-DCO (à partir de 5 W, jusqu'à 300 km de portée).

Compatibilité et cas d'utilisation

SFF-8636 : largement utilisé dans les premiers modules QSFP100 28G, en particulier ceux basés sur NRZ.

Adapté aux besoins de gestion de base, mais de plus en plus limité à mesure que la complexité du module augmente.

De nombreux appareils prennent toujours en charge le SFF-8636, de sorte que les modules 100G ZR QSFP28-DCO offrent souvent les deux interfaces pour plus de compatibilité.

CMIS : Conçu pour les modules de nouvelle génération (QSFP-DD, OSFP, 400G+), mais également utilisé dans les modules 100G avancés.

Mieux adapté à la gestion complexe et au déploiement flexible, comme les mises à niveau DCI et réseau de périphérie.

Réduit la dépendance au SFF-8636 et fournit un cadre unifié pour les futurs modules à haut débit (800G, 1600G).

Mise en œuvre technique et écosystème

SFF-8636 : mappage de registre simple, facile à mettre en œuvre et à déboguer, idéal pour les premières conceptions de modules.

Écosystème mature, mais défis croissants en matière de compatibilité firmware/logiciel avec les modules plus récents.

CMIS : Structure d'état et de commandement plus complexe, nécessitant une intégration matérielle et logicielle plus étroite.

Maintenu par l'OIF (Optical Internetworking Forum), avec des mises à jour continues (par exemple, CMIS 5.1), largement adopté comme future norme.

Application dans les modules QSFP100 DCO 28G

Dans les modules 100G ZR QSFP28-DCO (par exemple, ceux utilisant Steelerton DSP) :

SFF-8636 : Convient à la compatibilité héritée, mais limité dans l'exploitation des fonctionnalités DCO avancées telles que le réglage automatique.

CMIS : offre une gestion robuste, un provisionnement sans intervention, un fonctionnement à faible consommation (5 W) et des diagnostics à distance, idéal pour les déploiements Edge et DCI modernes.

Résumé

SFF-8636 : simple et traditionnel, idéal pour les modules QSFP100 28G de base avec une forte compatibilité descendante mais des fonctionnalités limitées.

CMIS : avancé et flexible, conçu pour des modules à grande vitesse et riches en fonctionnalités, prenant en charge une gestion et des diagnostics sophistiqués, en passe de devenir la norme grand public.

Pour les modules QSFP100 DCO 28G, les variantes compatibles CMIS sont recommandées pour des performances et une prise en charge optimales des fonctionnalités, notamment dans les scénarios nécessitant une configuration avancée et une transmission longue distance. Si seul le SFF-8636 est pris en charge, assurez-vous que le module propose une variante compatible.

Comment l'émetteur-récepteur optique cohérent 100g s'intègre-t-il dans les centres de données modernes ?

Intégration avec les systèmes de câblage des centres de données

L'émetteur-récepteur optique cohérent 100 g est non seulement interopérable avec les normes existantes, mais renforce également l'infrastructure des systèmes de câblage des centres de données. La transmission longue et courte distance est facilitée grâce à des appareils haute capacité sur fibre monomode, ce qui permet d'optimiser l'espace et les coûts. Il rend l'installation sans effort, ce qui facilite la maintenance et n'entraîne aucun impact. Ce type de polyvalence offre un scénario propice à une expansion future et s'adapte aux besoins changeants en données d'un centre de données.

Avantages des solutions traditionnelles à fibre optique

L'émetteur-récepteur optique cohérent 100 g utilise une technologie qui le positionne mieux sur son marché par rapport à toutes les solutions à fibre optique utilisées. En résumé, les avantages sont les suivants : 

1. Débits de données plus élevés : L'utilisation de la technologie cohérente permet d'atteindre des débits de transmission de 100 Gbit/s, ce qui est nettement supérieur aux solutions non cohérentes classiques, qui permettent des débits de données de 40 Gbit/s au maximum. Cette augmentation des débits de données répond au besoin d'une bande passante plus élevée dans les centres de données modernes. 
2. Portée étendue : Un émetteur cohérent utilisant des techniques de traitement de signal supérieures permet d'atteindre plus facilement de longues distances qui nécessiteraient autrement une régénération avec un signal supplémentaire. Il convient de noter que la technologie cohérente ne nécessite pas une portée supérieure à 1000 XNUMX km lorsqu'elle utilise du matériel d'amplification et de traitement du signal, ce qui augmente considérablement sa portée. 
3. Efficacité spectrale améliorée : Il a été démontré que les émetteurs-récepteurs cohérents augmentent la bande passante de la fibre en utilisant des formats de modulation QAM. Ce type d'efficacité spectrale est particulièrement bénéfique dans les situations de réseau encombré où il est nécessaire de maximiser l'infrastructure d'espace fibre disponible. 
4. Résilience du signal améliorée : Grâce à des algorithmes sophistiqués de correction et de compensation de la dispersion chromatique et de la dispersion des modes de polarisation, la cohérence des altérations est désormais chose du passé dans l'utilisation de la technologie cohérente. Ce type de vigueur signifie que les erreurs sont moins nombreuses, ce qui réduit le nombre de retransmissions nécessaires et améliore les performances du réseau.
5. Adaptabilité dans la conception des réseaux – Les émetteurs-récepteurs optiques cohérents sont adaptables et peuvent être facilement intégrés dans des configurations de réseau existantes avec divers types et agencements de fibres. Cette adaptabilité améliore les modifications et les changements progressifs, facilitant ainsi la transition vers la génération suivante de technologie de réseau.

Pour conclure, les développements dans le transceiver optique cohérent 100g intègrent une capacité accrue dans une pièce monofilaire en raison du débit de données plus large, de la distance de transmission, de l'efficacité du spectre et de la valeur de performance du signal élevée, ce qui en fait une nécessité dans le changement de paradigme de la communication du centre de données.

Des centres de données à l'épreuve du temps grâce à une capacité de bande passante plus élevée

En ce qui concerne le battage médiatique actuel autour de la capacité des centres de données à s'aligner opérationnellement sur les besoins futurs en bande passante, ils doivent déployer des cadres qui équilibrent la technologie existante et les plus récentes. L'expansion de l'infrastructure réseau évolutive fait partie de la stratégie. Cela implique également l'installation de rotors et de commutateurs de grande capacité avec des plans de mises à jour ultérieures à venir avec un minimum de perturbations. Il convient de prendre en compte la priorité des bandes passantes élevées utilisant des taux de transfert de données via des technologies optiques telles que les émetteurs-récepteurs cohérents 400G et 800G. En outre, il serait conseillé aux centres de données de mettre en œuvre un réseau défini par logiciel (SDN) afin de mieux contrôler les ressources du réseau, d'équilibrer la charge et d'améliorer les performances globales du réseau. Des ajustements aux systèmes de refroidissement économes en énergie et à la gestion efficace de l'énergie favoriseraient également la durabilité du centre de données, en tenant compte des besoins en capacité et des facteurs écologiques. Collectivement, ces mesures offrent une approche globale de l’évolution des centres de données qui permet non seulement de répondre aux défis actuels, mais également de répondre efficacement aux exigences croissantes des technologies futures et à l’expansion du trafic.

Exploration de la technologie derrière l'optique cohérente numérique QSFP28

Qu'est-ce qui rend le facteur de forme QSFP28 unique ?

La forme et la taille du module QSFP28 sont tout à fait remarquables, car elles permettent un déploiement à haute densité dans les centres de données. Le module utilise les technologies Ethernet et de transmission optique, ce qui permet des options de mise en réseau flexibles. De plus, le module QSFP28 a été conçu dans le but d'être économe en énergie et rentable, répondant ainsi aux besoins opérationnels requis sans consommer trop d'énergie. Sa compatibilité croisée avec plusieurs plates-formes et composants réseau permet une plus grande souplesse et constitue donc un aspect important de la structure du centre de données actuel.

L'impact de la photonique sur silicium sur les modules cohérents

L'avènement de la photonique sur silicium modifie complètement la conception et les caractéristiques fonctionnelles des modules cohérents, car elle offre non seulement des avantages en termes de mise à l'échelle, mais également d'intégration. La photonique sur silicium en tant que technologie utilise le silicium comme support optique, ce qui permet d'intégrer des circuits photoniques et un contrôle électronique sur la même puce. Cela réduit à son tour les besoins énergétiques et les coûts de production, car les circuits photoniques intégrés utilisent des processus de fabrication de masques déjà utilisés pour la production de semi-conducteurs.

L'un des principaux avantages de l'intégration de la photonique au silicium dans les modules cohérents est l'augmentation du débit de données réalisable. Par exemple, l'intégration de la photonique au silicium augmentera le débit de transmission du système à plus de 400 G en raison de la nécessité d'un débit de transmission accru et d'un délai de transmission réduit. Dans son récent rapport sur l'industrie, il a indiqué que les modules cohérents améliorés par la photonique au silicium pourraient avoir une amélioration de l'efficacité énergétique de 50 % par rapport aux modules optiques traditionnels.

La photonique sur silicium permet également de concevoir des modules plus petits et plus efficaces thermiquement, ce qui résout les problèmes d'espace et de refroidissement souvent indésirables dans les centres de données actuels. La complémentarité naturelle de la technologie photonique sur silicium avec la technologie CMOS permet également de combiner les technologies optoélectroniques et semi-conductrices, ce qui permet une production rentable et en masse de modules cohérents.

Pour conclure, l’adoption de la photonique sur silicium peut également contribuer à améliorer les performances et la fiabilité des modules cohérents, tout en augmentant l’efficacité de la production et en réduisant les coûts d’exploitation, faisant ainsi progresser les capacités des centres de données de nouvelle génération.

Comparaison des modules 100g ZR et CFP2-DCO

Spécifications techniques

Modules ZR de 100 g

• Taux de transfert: Un débit de transmission de données maximal de 100 Gbit/s.
• Atteindre: Géographiquement, l'appareil est conçu pour atteindre des régions relativement plus courtes, allant jusqu'à 80 km.
• Facteur de forme: L'infrastructure du module est conçue de manière à être moins exigeante en termes d'espace ou compacte.
• Consommation d'énergie: En termes de mise en œuvre, cela peut aller de 5 à 15 W.
• Application: En ce qui concerne son application, un module ZR de 100 g est adapté à une utilisation dans les centres de données et dans les systèmes métropolitains.

Modules CFP2-DCO

• Taux de transfert: Il dispose d'un débit de transmission de données maximal beaucoup plus élevé de 400 Gbit/s.
• Atteindre: Sa portée géographique est beaucoup plus large et il cible les pentes longues ainsi que les zones utilisant le métro.
• Facteur de forme: Il accueille les modules ZR en châssis et autres ZRX qui nécessitent du matériel de pointe.
• Consommation d'énergie: La plage de consommation électrique est comprise entre 15 W et 25 W.
• Application: Outre un système de métro, un réseau longue distance cohérent est également adapté.

Analyse comparative

• Interconnectivité : Les deux sont interconnectables mais ont des utilisations différentes où les modules 100g ZR sont utilisés pour les connexions courtes entre centres de données et ce dernier convient aux connexions longues.
• Efficacité spatiale : Les zones opérationnelles des modules ZR 100g sont considérablement efficaces lorsque l'espace est limité, contrairement aux réseaux plus grands qui impliquent la forme d'un CFP2-DCO.
• Efficacité énergétique: Bien que les deux aient des profils énergétiques différents, le 100g ZR est le mieux adapté aux scénarios d'économie d'énergie tandis que ce dernier peut bien fonctionner sur de longues distances dans des scénarios plus consommateurs d'énergie.

Pour résumer, lorsqu'il s'agit de coder et de transmettre des informations numériques sur des réseaux optiques, MSA-Lx et MSA-Ly jouent tous deux un rôle important, et le choix entre eux doit être déterminé par des paramètres particuliers tels que la bande passante requise, la distance et la consommation d'énergie pour l'extrémité spécifique.

Quelles sont les principales applications d’un émetteur-récepteur cohérent 100g ?

Déploiements dans les réseaux de fibre optique

Les réseaux optiques modernes sont devenus un outil essentiel dans diverses industries, en particulier pour répondre aux attentes de systèmes à bande passante rapide et étendue en déployant des émetteurs-récepteurs cohérents 100g dans les types de scénarios de réseau suivants : 

• Communication de centre à centre (DCA) : Avec un nombre croissant de centres de données formant l'épine dorsale de la structure Internet, la demande d'interconnexions entre centres devrait augmenter. Les émetteurs-récepteurs cohérents 100g sont capables d'établir un flux de données important entre des centres éloignés via des liaisons à large bande passante permettant la synchronisation.
• Réseaux optiques longue distance : La transmission optique sur de longues distances, sur des centaines à des milliers de kilomètres, permet d'utiliser des émetteurs-récepteurs optiques de 100 g, car ils ont une large couverture et des capacités de données élevées. Cela reflète les avantages de ces appareils en ce qui concerne les différents formats de modulation et la suppression de la distorsion du signal/l'amélioration des paramètres de traitement du signal.
• Réseaux métropolitains : Dans une zone métropolitaine où la demande de communication de données est croissante dans une zone géographique restreinte où la topologie du réseau peut être complexe, les émetteurs-récepteurs cohérents 100g peuvent créer une solution modifiable en augmentant les capacités de trafic. Leur fonctionnement transcende inévitablement les latences, améliorant de manière assez significative l'efficacité des réseaux métropolitains recherchant des services d'entreprise par rapport aux consommateurs recherchant des services Internet.
• Connectivité infonuagique : Plus les entreprises utilisent des solutions cloud, plus le besoin d'une connectivité cloud efficace et rapide est grand. Les émetteurs-récepteurs cohérents 100g ont réussi à relier les réseaux d'entreprise aux fournisseurs de services cloud et vice versa pour garantir un transfert de données efficace et sécurisé.

Notamment, toutes ces applications bénéficient des caractéristiques essentielles des technologies cohérentes sur 100g, qui incluent une évolutivité et une flexibilité élevées, ainsi qu'une meilleure efficacité spectrale, facilitant ainsi la croissance et la mise à niveau des réseaux de communication optique du monde.

Exploitation des émetteurs-récepteurs optiques cohérents dans les communications longue distance

L'utilisation d'émetteurs-récepteurs optiques cohérents dans les systèmes de communication longue distance implique d'améliorer leur distance de transmission et l'intégrité des données. Ces émetteurs-récepteurs utilisent des formats de modulation supérieurs conçus pour une utilisation efficace de la bande passante et un débit de données maximisé. La technologie cohérente maintient la qualité du signal sur de grandes distances et s'efforce d'atténuer l'impact des effets de dispersion chromatique et de dispersion du mode de polarisation qui perturbent les réseaux longue distance. Cela se traduit par une efficacité spectrale plus élevée et permet de transmettre sur de nombreux canaux sans risque de perte de transmission. À cet égard, il est évident que les émetteurs-récepteurs optiques cohérents jouent un rôle central dans la modernisation abordable et efficace des installations déjà existantes, permettant la communication sur de grandes distances sans compromettre la capacité.

Améliorer les solutions d'interconnexion optique grâce à la technologie cohérente

L'utilisation de la technologie cohérente dans les solutions d'interconnexion optique permet d'augmenter les débits de données sur les fibres existantes en ajoutant un traitement de signal avancé et des circuits électroniques à grande vitesse. L'utilisation de la technologie cohérente permet une division dense des longueurs d'onde pour multiplier la croissance de la bande passante, ce qui permet d'envoyer de grandes quantités de données sur une pluralité de canaux en même temps. De tels progrès améliorent non seulement la capacité et les performances des systèmes de transport, mais augmentent également l'intégrité, la fiabilité et la distance de transmission des données, adaptées aux applications d'interconnexion longue distance et aux centres de données. Les méthodes de détection cohérentes de modulation de phase et d'amplitude sont plus résistantes aux dégradations linéaires et non linéaires, ce qui rend les systèmes de communication optique plus adaptés à la mise en réseau.

Défis et tendances futures de la technologie des émetteurs-récepteurs optiques cohérents

Surmonter la complexité de la modulation

La tâche de maintenir un équilibre entre les performances des algorithmes et la consommation d'énergie implique de modifier la structure matérielle. Le déplacement des taux d'erreur et la protection des données sont obtenus au moyen de techniques de traitement du signal numérique améliorées. De plus, la fabrication de dispositifs photoniques plus efficaces et l'utilisation de formats de modulation adaptatifs permettent de contrer ces complexités tout en garantissant une grande efficacité spectrale et des coûts d'exploitation moindres.

Le rôle de l'optique cohérente dans les réseaux 5G

Dans le déploiement et le développement ultérieur des réseaux 5G, les technologies optiques cohérentes sont essentielles car elles répondent aux exigences d'augmentation de la bande passante et de réduction de la latence. L'avènement du haut débit mobile amélioré (eMBB), des communications ultra-fiables à faible latence (URLLC) et des communications massives de type machine (mMTC) est très utile dans ces scénarios, mais se fait au détriment d'exigences de données écrasantes qui peuvent être prises en charge par un cœur de fibre optique solide et adéquat. L'application de technologies optiques cohérentes permet des liaisons par fibre optique longue distance à haute capacité avec une zone de couverture accrue et une pénétration du signal 5G dans les zones urbaines et rurales. 

Des études récentes suggèrent que l'optique cohérente, une fois déployée, améliore considérablement la capacité des réseaux, l'augmentant de près de 50 % tout en réduisant les retards auxquels les utilisateurs sont confrontés d'environ 25 %. Au cœur des mises en œuvre techniques pour parvenir à cette utilisation plus efficace de l'espace de déploiement se trouve la modulation d'amplitude en quadrature à double polarisation (DP-QAM), qui permet de déployer des signaux optimisés spectralement. De plus, la capacité de contrôler les signaux avec plus de précision a transformé les réseaux optiques cohérents en instruments pour des réseaux mieux intégrés avec un minimum d'interférences. 

Face à l’augmentation constante du trafic de données à l’échelle mondiale, l’utilisation de l’optique cohérente dans les réseaux 5G ne peut être sous-estimée, car elle sera essentielle pour assurer l’intégration transparente de l’infrastructure existante dans les futurs cadres numériques. L’avenir des télécommunications est aujourd’hui axé sur cette technologie optique, car elle offre une approche raisonnable pour transformer et maintenir l’essor des réseaux 5G, qui peuvent répondre aux vastes exigences de communication de données des différentes applications.

Les innovations qui propulsent la prochaine génération d'émetteurs-récepteurs optiques

Quelques avancées clés axées sur l'amélioration des performances et de l'efficacité des émetteurs-récepteurs optiques tout en les rendant adaptés aux réseaux de communication étendus font avancer la prochaine génération d'émetteurs-récepteurs optiques. Pour commencer, l'émergence de la photonique Si offre un grand potentiel car elle facilite l'intégration monolithique de la photonique et de l'électronique sur une seule micropuce en silicium. Une telle technologie réduit le coût et l'encombrement et améliore l'efficacité de la consommation d'énergie et la concentration de la bande passante. En outre, de grandes avancées ont été réalisées vers les émetteurs-récepteurs enfichables à petit facteur de forme (SFP) qui devraient fonctionner à des débits de transmission de données plus élevés de 400 G et plus. Ces nouveaux émetteurs-récepteurs sont non seulement efficaces en termes d'énergie, mais fonctionnent également à des vitesses très élevées, ce qui les rend adaptés à une utilisation dans les centres de données. En conclusion, l'apprentissage automatique et l'intelligence artificielle sont de plus en plus utilisés pour améliorer les performances des réseaux optiques. Ces technologies aident à une gestion adéquate de l'état des sous-systèmes ainsi que des systèmes entiers en temps réel, ainsi qu'à la prévision des pannes imminentes du système, à la maintenance des services et à l'amélioration des coûts de maintenance. Dans l’ensemble, ces avancées servent à améliorer la technologie des émetteurs-récepteurs optiques, ce qui contribuera à terme à répondre aux futurs réseaux de communication envisagés avec des débits de données plus élevés.

Sources de référence

100 Gigabit Ethernet

émetteur-récepteur

Optiques

Foire Aux Questions (FAQ)

Q : Qu'est-ce qu'un émetteur-récepteur cohérent 100G et comment fonctionne-t-il ?

R : Bien que l'optique cohérente numérique 100G ZR QSFP28 puisse être utilisée comme exemple, il existe un certain nombre de certitudes concernant les émetteurs-récepteurs cohérents 100G ; par exemple, ils transfèrent des gigabits par seconde sur de longues distances ; cela est rendu possible par l'utilisation de méthodologies de pointe telles que PDM et CD, qui augmenteraient sur les canaux de transmission à fibre optique, ce qui contribuerait à réduire les influences dégradantes du signal. Considérons la bande C idéale de Dopodco, car elle a été développée en mettant l'accent sur la modulation par déplacement de phase différentielle avancée double/série et la profondeur numérique de second ordre.

Q : Comment la technologie DCO profite-t-elle aux réseaux optiques ?

R : Étant donné que DCO apporte un avantage à l'émetteur-récepteur, les fonctions de traitement du signal numérique ont été fusionnées en un seul package, réduisant ainsi la convergence avec une forte augmentation des performances et une variabilité perceptible qui est utile pour les réseaux 100G, les réseaux 200G et plus encore avec l'aide de l'émetteur-récepteur optique accordable en bande C DCO. 

Q : Quel rôle jouent les câbles optiques actifs dans la transmission de données à haut débit ?

R : La technologie mécanique qui intègre les câbles à fibre optique permet aux câbles optiques actifs de transférer sur de longues distances ainsi qu'à des vitesses élevées et à une faible latence. Ils aident dans les centres de données et les ordinateurs hautes performances en économisant du poids et de la consommation d'énergie par rapport à d'autres types de câbles tels que les câbles à connexion directe.

Q : Pouvez-vous expliquer l’importance des modules émetteurs-récepteurs optiques accordables en bande C ?

R : Les modules émetteurs-récepteurs optiques accordables en bande C, notamment les dispositifs tels que le QSFP100-DCO 28G ZR, contribuent à améliorer l'élasticité du multiplexage par répartition en longueur d'onde dense (DWDM) car ils permettent aux opérateurs de changer de longueur d'onde tout en conservant le même matériel. Cette flexibilité est très importante pour améliorer la capacité du réseau et l'efficacité globale du réseau.

Q : Quels sont les avantages obtenus grâce à l’utilisation des modules 100G ZR QSFP28-DCO dans les centres de données ?

R : Très peu de centres de données, voire aucun, ne disposent de modules 100G ZR QSFP28-DCO, étant donné qu'ils permettent la connectivité transparente d'un centre de données entier grâce à l'architecture simplifiée, à la haute capacité et à la transmission longue distance, ce qui les rend parfaits pour les applications DCI. Le besoin de régénérateurs est également considérablement réduit car ces modules permettent des connexions jusqu'à 80 km.

Q : Quelles sont les principales contributions apportées par l’intégration DSP aux applications 100G ZR ?

R : Les indications 100GBase-ZR sont un exemple d'applications spéciales dans lesquelles les DSP sont utilisés car elles nécessitent des opérations plus complexes telles que la correction d'erreurs et la mise en forme spectrale, sur des plages plus larges. Avec ces fonctions activées, les problèmes d'intégrité du signal ainsi que de performances, même sur de longues distances, sont considérablement atténués.

Q : Comment les câbles haute densité peuvent-ils être considérés comme un avantage dans les réseaux modernes ?

R : Les câbles haute densité présentent certains avantages tels que la simplicité de gestion lorsqu'ils sont implantés dans des infrastructures de télécommunication ou des centres de données, en raison de leur conception à haut volume associée à une prise en charge de bande passante élevée. Leurs dimensions permettent une meilleure gestion de l'espace et une extension de la capacité d'un réseau.

Q : Comment les convertisseurs de média à fibre optique contribuent-ils à la flexibilité du réseau ?

R : Les convertisseurs de média à fibre optique permettent aux réseaux de se connecter indépendamment des différents supports d'interface, par exemple la fibre et le cuivre, en interprétant leurs signaux. Ce type de flexibilité permet la mise en œuvre de plusieurs topologies de réseau et augmente la couverture des installations actuelles tout en évitant le coût de la modernisation des anciens systèmes.

Q : Quel est le rapport entre les lasers accordables et les solutions de réseau cohérentes ?

R : Les lasers accordables permettent de passer d'une longueur d'onde à l'autre sans changer le module émetteur-récepteur physique. Cela est particulièrement important pour les réseaux WDM (DWDM) denses où une attribution et un contrôle appropriés des longueurs d'onde sont essentiels pour garantir que des volumes élevés de données et de trafic sont transmis pendant que le réseau reste solide et n'est pas sujet aux pannes.