Les dernières recherches sur quatre aspects de 100G QSFP28 et SFP112

La technologie de communication mobile (5G) de cinquième génération est déployée commercialement depuis trois ans et est entrée dans une période critique d'application à grande échelle. Le module optique porteur a un impact important sur les performances de transmission des réseaux de communication mobile. Alors que la construction 5G continue de progresser et que les scénarios d'application s'enrichissent, l'industrie continue d'explorer de nouvelles recherches sur les technologies de modules optiques 5G fronthaul, middlehaul et backhaul pour répondre à la demande d'une bande passante plus large, de performances plus élevées, d'un coût inférieur et d'une taille plus petite, et pour se préparer pleinement au déploiement de Beyond 5G et même de la 6G.

FiberMall a mené des recherches détaillées sur les technologies de modules optiques pour les applications de support 5G, de centre de données et d'accès tout optique, et certaines des solutions ont été progressivement mûries et appliquées à grande échelle. FiberMall combine les exigences de base des modules optiques porteurs 5G de nouvelle génération, recherche de nouvelles solutions technologiques, évalue la capacité de production des modules optiques porteurs 5G et des dispositifs à puce optoélectroniques de base, propose des suggestions de développement ultérieures et promeut le développement coordonné et ordonné de la prochaine- chaîne de l'industrie du module optique porteur de génération 5G.

Avec l'augmentation rapide du trafic Internet mobile, la construction et l'optimisation du réseau 5G continueront de progresser. Des ressources spectrales plus riches seront également libérées pour conduire l'évolution itérative de la technologie support afin de répondre à la demande de plus en plus importante d'interconnexion de données à haut débit.

Figure 1. 5G avantbutin évolution de la demande au porteur

À l'heure actuelle, les couches d'accès et de convergence 5G middlehaul et backhaul utilisent principalement des modules optiques 25G, 50G et 100G. Le réseau middlehual et backhaul 5G de nouvelle génération continuera d'évoluer vers une vitesse plus élevée, une capacité élevée, une faible consommation d'énergie, une faible latence et un faible coût comme le 200G. Dans les scénarios d'application où les ressources en fibre sont relativement restreintes, les modules optiques bidirectionnels à fibre unique peuvent économiser 50 % des ressources en fibre par rapport aux modules optiques bidirectionnels à double fibre. Le module optique 100G BiDi avec les avantages d'une bonne symétrie de retard est devenu l'un des points chauds de la recherche dans l'industrie. De plus, FiberMall a recherché des modules optiques 100G QSFP28 avec une distance de transmission de 80 km. Afin de réduire les coûts et d'élargir le champ d'application, l'industrie a commencé à mettre en page Modules optiques 100G QSFP28 avec plus de 80 km de distance de transmission et des modules optiques WDM en bande O et d'autres recherches technologiques.

Modules optiques 100G QSFP28 et SFP112

FiberMall considère 100G et d'autres taux pour les modules optiques de transfert 5G de nouvelle génération, mais les progrès de la recherche sont relativement limités. Les premiers modules optiques à modulation d'intensité 100G sont principalement utilisés dans les centres de données et les zones métropolitaines avec un schéma 4x25G NRZ sous la forme d'un boîtier QSFP28, qui comporte un certain nombre de canaux et un processus relativement complexe. Avec la maturité progressive de la technologie PAM4 et des puces optoélectroniques de 50 Go, le débit de 100 G peut être atteint via un seul canal pour simplifier le processus d'emballage et réduire les coûts. Pour une distance de transmission de 10 km, l'industrie dispose d'un module optique QSFP100 LR28 monocanal 1 Go avec intégration interne de la puce DSP. FiberMall a lancé des produits de modules optiques 100G QSFP28 LR1.

Tableau 1. Solutions technologiques potentielles pour les émetteurs-récepteurs 5G fronthaul 100G de nouvelle génération

Module optique 100G BiDi QSFP28

Le module optique 50G SFP56 BiDi a été appliqué dans la couche d'accès de liaison moyenne 5G. Le module optique 100G QSFP28 BiDi a des scénarios d'application potentiels dans la couche d'accès et d'agrégation 5G fronthaul, middlehaul et backhaul de nouvelle génération, l'interconnexion des centres de données, etc. Le module optique 100G QSFP28 BiDi est basé sur le type de code de modulation 100G PAM4 à onde moins d'appareils et une consommation d'énergie inférieure à celle du module optique QSFP4 100G traditionnel à 28 canaux. Le module optique 100G QSGP28 BiDi est basé sur une solution DSP par rapport au module optique 50G SFP56 BiDi, mais le premier a un meilleur coût et une meilleure consommation d'énergie. Les solutions techniques du module optique 100G QSFP28 BiDi sont présentées dans le tableau 2.

Tableau 2. Solution technologique de module optique 100G QSFP28 BiDi

Le signal électrique PAM4 est entré dans le BOSA et entraîne le laser EML pour émettre un seul signal optique 100G PAM4. Dans le sens de la réception, le signal optique unique est converti en signal électrique 100G PAM4 après BOSA, puis converti en quatre signaux électriques 25G NRZ par DSP pour le traitement du signal et l'entrée dans l'équipement du système.

Figure 2. Schéma fonctionnel d'un module optique Lambda 100G QSFP28 BiDi unique et solution technologique BOSA

Du point de vue de la distance de transmission, les spécifications techniques du module optique 100G QSFP28 BiDi 10 km sont moins stressantes pour la solution optionnelle, et le budget de liaison est facile à atteindre. Cependant, l'emballage de l'appareil est principalement BOX, et le processus d'emballage TO n'est pas encore mature et ne peut pas être réalisé en production de masse. Le 100G QSFP28 BiDi 30km et les modules optiques de 40 km ont des exigences élevées en matière d'OMA au niveau de l'émetteur et de sensibilité au niveau du récepteur, qui sont difficiles à atteindre en fonction du niveau actuel de l'appareil et nécessitent d'autres technologies clés, telles que l'optimisation du processus au niveau de l'émetteur pour améliorer l'efficacité du couplage de puissance et augmenter la marge de sensibilité au niveau du récepteur pour réduire le taux de rendement en production de masse. La sélection de longueur d'onde du module BiDi 100G QSFP28 n'a pas encore atteint un consensus dans l'industrie en raison des spécifications techniques et des limitations de dispersion, et il y a une incertitude dans l'évaluation et le dépistage des puces laser, et la chaîne de l'industrie n'est pas encore mature.

Dans la normalisation internationale, IEEE802.3 et OIF ont été le module optique 100G QSFP28 de l'interface électrique à grande vitesse pour faire les spécifications pertinentes.

En termes d'interface optique, IEEE802.3 et 100G Lambda MSA ont successivement publié les normes de modules optiques bidirectionnels à double fibre 100G QSFP28 Single Lambda 10 km, 20 km, 30 km et 40 km, qui régulent des indicateurs clés tels que le budget de liaison, la puissance optique, l'extinction rapport, sensibilité, etc. 100G QSFP28 BiDi optique IPEC a établi le projet de norme 100G QSFP28 BiDi 30 km, 40 km en avril 2022, et IEEE802.3 a établi le projet de norme super 50G BiDi en 2022.

Tableau 3. Progrès de normalisation de 100G QSFP28 Single Lambda 10 km et plus de distance

Les difficultés suivantes existent lors du test et de la vérification des modules optiques 100G QSFP28 BiDi : étant donné que les longueurs d'onde d'émission des modules optiques BiDi sont différentes, le côté émetteur de chaque longueur d'onde doit être testé séparément, y compris des paramètres tels que la longueur d'onde centrale, la puissance optique de sortie moyenne, taux d'extinction, TDECQ, OMAouter, dépassement/sous-dépassement et temps de conversion maximum. Pendant ce temps, les caractéristiques de réception telles que le BER et la sensibilité de la liaison de transmission bidirectionnelle peuvent également différer et doivent être testées séparément.

Il existe différentes méthodes de test de sensibilité. Il existe différentes méthodes de test de sensibilité. Tout d'abord, en se référant à la spécification 100G Lambda MSA 100G-LR1/ER1, la puissance de sensibilité optique de la liaison est mesurée avec l'émetteur de référence TECQ et comparée selon la formule de sélection de valeur TECQ. La seconde consiste à effectuer un test de sensibilité à la réception de la pression en calibrant le signal de pression optique après les paramètres SECQ. Le premier est relativement simple, mais les résultats du test peuvent être influencés par différents émetteurs de référence et produire un biais systématique. Ce dernier test est plus cohérent, mais nécessite une plus grande répétabilité pour l'étalonnage de l'œil de pression.

En termes de dispositifs à puce de base, les modules optiques 100G QSFP28 BiDi peuvent partager la chaîne industrielle du module optique 100G QSFP28 Single Lambda. Plusieurs fabricants ont sorti des puces optoélectroniques pertinentes, mais il reste encore quelques technologies clés à percer. Plus précisément, les lasers EML 53GBaud doivent avoir une bande passante élevée, un taux d'extinction élevé et des caractéristiques de puissance de sortie élevées. Si le laser EML 25GBaud est blindé, le rendement est faible. Une nouvelle optimisation de la conception de la structure des puces, du dopage des matériaux, etc. est nécessaire pour résoudre le problème de la sécurisation de la fiabilité tout en augmentant la bande passante. Les fabricants de puces ont déjà lancé la conception et l'investissement. Les détecteurs PIN et APD de 53GBaud ont été produits en série. Des échantillons de débit 50G sont disponibles pour le DSP, avec de bonnes performances de test, et les débits 100/400G sont en phase de R&D.

Le principal goulot d'étranglement à l'avenir n'est pas la conception du produit, mais le processus de fabrication de haute précision. L'adoption de solutions qui intègrent plusieurs dispositifs à puce discrète (tels que les pilotes intégrés DSP, etc.) aidera les fabricants à effectuer un remplacement plus rapide en utilisant le même processus de fabrication et en concentrant les ressources sur les percées.

Tableau 4. La chaîne industrielle des dispositifs à puce de module optique 100G QSP28 BiDi

À l'heure actuelle, FiberMall a la capacité de fournir en vrac des modules optiques mono-onde 100G BiDi 10 km. Avec la maturité croissante de la technologie d'emballage des appareils 53GBaud, le rendement produit des modules optiques s'améliore progressivement. Le coût du module optique 100G QSFP28 BiDi devrait être meilleur que celui de la solution 100G QSFP28 LR4, compte tenu du coût du séparateur et du filtre combinés, du coût du CDR et du DSP, du nombre de lasers et des exigences de plage de longueur d'onde, du coût d'emballage et du rendement de production. Les modules optiques 100G QSFP28 BiDi 10km et 20km sont au stade commercial. Le module optique 100G QSFP28 BiDi 30 km de FiberMall a été lancé en tant qu'échantillon, et le module optique 100G QSFP28 BiDi 40 km est en cours de développement et a été vérifié pour atteindre une transmission de 40 km dans un environnement de laboratoire.

Dans les années à venir, la demande de modules optiques 100G QSFP28 BiDi sera de plus en plus importante à mesure que les exigences en matière de synchronisation de haute précision, d'économie des ressources en fibre et de réduction des coûts d'exploitation seront encore renforcées. Le module optique 100G QSFP28 LWMD4 BiDi 20 km de FiberMall est disponible dans le commerce en petites quantités, mais le coût est très élevé car il utilise 4 paires de dispositifs optiques ; l'application de Module optique simple Lambda BiDi QSFP100 28G commence également à occuper une place importante dans le plan de déploiement des opérateurs et d'intégration des fournisseurs d'équipements et devrait être commercialisé au premier semestre 2023. Le module optique 100G Single Lambda BiDi QSFP28 aura potentiellement plus d'espace d'application s'il peut prendre en charge les deux Signaux Ethernet et OTN, mais il n'y a pas de puce DSP 100G à onde unique qui prend en charge les services OTN dans l'industrie, et les applications et indicateurs associés doivent être étudiés plus avant.

Module optique 100G QSFP28 pour des distances supérieures à 80 km

Scénarios d'application du module optique 100G avec une distance de transmission supérieure à 80 km

Scénario d'application point à point :

Les scénarios d'application point à point s'appliquent principalement à l'accès au centre de données et les services supports sont tirés jusqu'à la couche d'agrégation via des fibres optiques. Par exemple, les interfaces IP RAN, PTN et OLT sont connectées à des réseaux porteurs. Comme le montre la figure 3 (a), la distance de transmission du scénario d'application de lumière grise point à point est généralement de 40 km, 80 km ou 120 km, dont 40 km prennent la proportion la plus élevée et 80 km la seconde. Bien que la demande de 120 km ne soit pas évidente à l'heure actuelle, elle a des possibilités potentielles à l'avenir. Le module optique traditionnel 4x25G 100G commence à passer de 10km/40km à 80km/120km. Comme le montre la figure 3 (b), le scénario d'application de la lumière colorée point à point est applicable à la situation de pénurie de ressources en fibre, et la technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde est utilisée pour améliorer l'utilisation de la fibre.

Figure 3. Scénario d'application point à point

Scénarios d'application de l'anneau support de la couche d'accès intégrée

L'anneau de support d'accès complet a principalement deux exigences d'application. Premièrement, le développement de services d'accès complets et les nouvelles exigences du support. Les services de support de transmission couvrent l'accès au service 10G, 25G à 100G, c'est-à-dire que le débit du support est augmenté à 100G. Deuxièmement, la transformation en ligne de l'entreprise existante et la restriction de la fibre optique du pipeline d'urbanisation, afin de faciliter la reconstruction de l'ancienne fondation et la mise à niveau des exigences d'amarrage, la technologie WDM est introduite immédiatement. Pour résumer, la distance de transmission du module optique 100G QSFP28 est étendue à 100 km ~ 150 km par l'anneau de roulement d'accès intégré à faible coût, ce qui signifie que l'anneau de roulement métropolitain traditionnel avec une distance de transmission de 320 km est appliqué à l'anneau de roulement d'accès avec une distance de transmission inférieure à 200 km.

Figure 4. Scénario d'application de l'anneau support de couche d'accès intégré

Deux types de solutions technologiques de module optique 100G QSFP28 pour des distances de transmission supérieures à 80 km

Solution 100G LWDM4

La solution de lumière grise pour une distance de transmission supérieure à 80 km peut être étendue avec le schéma 100G QSFP28 ZR4, en utilisant le type de code de modulation 4x25G NRZ basé sur la longueur d'onde LWDM. L'interface électrique suit la norme CAUI-4 et l'interface optique utilise un laser EML côté émetteur et un amplificateur optique à semi-conducteur (SOA) + détecteur PIN côté récepteur. Les dispositifs émetteurs-récepteurs sont tous scellés hermétiquement avec BOX pour garantir efficacement la fiabilité du module optique. Afin de respecter le budget de liaison de plus de 80 km de distance de transmission, les spécifications techniques de l'émetteur et du récepteur sont plus strictes. Parmi eux, le côté émetteur doit augmenter considérablement la puissance optique de sortie. En raison de l'utilisation de lasers EML et de la nécessité pour les 4 canaux de répondre aux exigences, le rendement sera affecté dans une certaine mesure. Afin d'améliorer la puissance lumineuse, le courant laser doit être augmenté, ce qui peut entraîner le courant de travail dans la zone de saturation, l'efficacité lumineuse de la puce laser, le processus de couplage de l'appareil et le débogage des paramètres de fin de cheveux du module et d'autres nouveaux défis. Dans le même temps, les exigences de sensibilité du récepteur sont renforcées et le processus doit encore être optimisé. De plus, l'augmentation du courant entraînera une augmentation de la génération de chaleur. La consommation d'énergie du TEC augmente à des températures élevées et l'efficacité de refroidissement du TEC doit être optimisée pour prendre en compte les exigences de consommation d'énergie du module optique.

Tableau 5. Lévaluation du budget d'encre

Solution DWDM 100G

Le schéma DWDM peut être subdivisé en deux types de schéma de technologie DWDM PAM2 à double porteuse 50x4G, couleur A et couleur Z. Schéma de couleur A : le module optique adopte un dispositif optique au silicium et un type de code PAM4, avec EDFA externe. Il peut réaliser la distance de transmission de plus de 80 km pour un seul module avec un débit 100G à double porteuse, et la distance de transmission peut atteindre environ 150 km avec EDFA à deux étages. Le module optique utilise le boîtier QSFP28 et l'interface CS duplex avec SFEC à gain de codage élevé intégré (4E-3 pré-BER), TOSA avec EML refroidi à 2 × 27.5 Go et ROSA avec 2 × 27.5 Go de code PIN.

La différence entre la couleur Z et la couleur A est que le laser est DFB et l'interface optique est WDM et démultiplexée. La bande passante du filtre et la compensation de dispersion doivent être optimisées, et la puissance de sortie, la sensibilité et le rapport signal sur bruit sont considérablement réduits par rapport à la couleur A. La distance de transmission peut atteindre 120 km avec deux étages EDFA.

(a) Colorer une solution

(b) Solution de couleur Z

Figure 5. Schéma fonctionnel du module optique 100G DWDM QSFP28

En termes de normalisation, IEEE802.3ct a spécifié 100GBASE-ZR basé sur le type de code DP-DQPSK et la détection cohérente. CCSA a discuté du plan de projet standard de l'industrie "100G QSFP28 Optical Transceiver Module Part 6 : 4×25G ZR4", lors de l'utilisation de 100G QSFP28 ZR4 pour prendre en charge la transmission du signal OTN, la norme technique ITU-T pour OTU4 peut être utilisée comme référence. À l'heure actuelle, il n'existe aucune norme industrielle pour les modules optiques modulés en intensité 100G avec une distance de 80 km ou plus.

Les modules optiques de longueur d'onde LWDM4 basés sur SOA + PIN de FiberMall pour des distances supérieures à 80 km sont en production de masse depuis le quatrième trimestre 4. 100G DWDMQSFP28 Le module optique d'une distance de plus de 80 km basé sur la solution 50G à double porteuse a été expédié en petites quantités. La puce optoélectronique de base, le programme SOA + PIN peut partager la chaîne industrielle 100G ZR4, les ressources facultatives de la puce optoélectronique sont des combinaisons de programmes riches, flexibles et diverses, avec un effet d'échelle et des avantages de coût.

Module optique WDM QSFP100 bande O 28G

Système WDM bande O 100G avec module optique coloré IM/DD bande O comme noyau, avec WDM/démultiplexeur externe et amplificateur optique. Avec les avantages d'une faible dispersion, d'une faible consommation d'énergie et d'un faible coût, il prend en charge les fibres G.652D et G.652B et peut répondre à la demande de transmission à large bande passante pour l'accès de liaison et la convergence dans les applications 5G. Il est propice à la promotion d'un enfoncement supplémentaire du système WDM, à la réduction de l'investissement en équipement et de la consommation d'énergie, et à l'économie des ressources de câbles à fibres optiques.

Afin d'être compatible avec l'équipement réseau existant, le module optique peut être emballé avec QSFP28, l'interface électrique est 4x25G NRZ et l'interface optique a quatre porteurs

(4x25G), double porteuse (2x50G) et simple porteuse (1x100G) trois solutions :

• Solution à quatre porteuses (4x25G): connectée à un WDM/démultiplexeur externe et à un amplificateur optique via une interface MPO, en utilisant le type de code NRZ, qui peut être multiplexé avec une chaîne de modules optiques 25G, et le taux de localisation de l'ensemble du système est élevé. Résultats expérimentaux d'un x4G à 100 canaux équivalent Comme le montrent les Figure 6 et Figure 7, l'optimisation devrait permettre d'obtenir une bande passante de transmission x30G à 100 canaux équivalente et une distance de transmission de 80 km.

Figure 6. Diagramme spectral du côté récepteur de l'amplificateur à 4 canaux

Figure 7. OSNR côté récepteur du multiplexeur à décomposition d'onde à 4 canaux

Solution à double porteuse (2x50G) : L'interface CS à double canal est connectée à un WDM/démultiplexeur externe et à un amplificateur optique, ce qui permet d'obtenir une bande passante de transmission plus large par rapport à la solution à quatre porteuses. Le type de code de modulation a deux options, PAM4 et NRZ, et la solution PAM4 peut être multiplexée avec la chaîne de modules optiques 50G. En raison de la limitation du rapport signal sur bruit, il ne peut actuellement répondre qu'à la demande de transmission de 40 km, et la solution de technologie de transmission de 80 km doit être vérifiée plus avant. La solution NRZ a l'avantage du rapport signal sur bruit et peut plus facilement répondre à la demande de transmission de 80 km, mais la façon dont la puce électrique existante de 56 Go peut réaliser le traitement du codec 2x25G NRZ à 1x50G NRZ doit être étudiée et doit être davantage promue par électrique fabricants de puces en collaboration. Certaines des données expérimentales sont présentées à la figure 8.

Figure 8. Données expérimentales de la solution 50G NRZ

(3) solution à porteuse unique (1x100G): une bande passante de transmission plus élevée peut être obtenue, le type de code de modulation a également deux options PAM4 et NRZ. Le programme pam4 ne peut répondre qu'aux besoins de transmission de 40 km et peut être multiplexé avec une chaîne industrielle de puces électriques de 56 Go. Le programme technologique de 80 km nécessite des recherches supplémentaires. La solution NRZ devrait davantage répondre à la demande de transmission de 80 km, mais une puce électrique de 112 Go pour obtenir une solution de traitement de codec 4x25G NRZ à 1x100G NRZ doit être promue en collaboration avec la chaîne de l'industrie.

En termes de puces optiques, la solution à quatre porteuses est la technologie la plus mature. Les solutions à double porteuse et à porteuse unique nécessitent l'utilisation d'une source de lumière CC haute puissance à multiplexage par répartition en longueur d'onde à base de phosphure d'indium et d'un modulateur à film de niobate de lithium. La source de lumière haute puissance Dense WDM DC présente à la fois des caractéristiques de stabilité élevée, de rendement élevé et de précision de longueur d'onde élevée. Le modulateur de niobate de lithium à couche mince a une bande passante élevée, une faible perte, un rapport d'extinction élevé et des caractéristiques de faible chirp. Par conséquent, le schéma InP WDM CW LD + TFLN MZ combine une puissance entrante élevée, une bande passante élevée, un faible coût de dispersion et un taux d'extinction élevé en même temps. La structure TOSA avec TFLN MZ et le principe du schéma à double porteuse sont illustrés à la Figure 9 et à la Figure 10.

Figure 9. Schéma de principe de la structure TOSA utilisant TFLN MZ

Figure 10. Schéma de principe de la solution à double porteuse

Toutes les trois solutions ci-dessus peuvent atteindre une longueur d'onde accordable, réduisant la variété des modules optiques, ce qui est propice à la simplification des applications d'ingénierie.

En termes de développement de produits, FiberMall a lancé des échantillons de la solution à quatre porteurs au quatrième trimestre 4. La solution à double porteur est en cours de développement et des échantillons devraient être disponibles d'ici le troisième trimestre 2022. La solution à porteur unique est en pré-recherche. organiser. En termes de normalisation, il n'existe pas de normes internationales ou industrielles. Cependant, dans les groupes de travail liés à la China Communications Standards Association (CCSA TC3WG2023) et au NGOF (CCSA TC6), des projets de recherche liés aux modules optiques en bande O sont en cours, et les progrès de la normalisation et de la maturité de la chaîne industrielle doivent être promus par toutes les parties. dans l'industrie.

Recherche sur la technologie anti-reflet 100G QSFP28 PAM4

La technologie anti-reflet est l'un des facteurs importants à prendre en compte pour des liaisons performantes et hautement fiables. Le code modulé PAM4 a 4 niveaux et son niveau minimum du signal 1 est d'environ 1/3 du niveau du code NRZ 1 lorsque son amplitude de modulation optique est cohérente avec celle du code NRZ. Lorsque le bruit de PAM4 est le même que celui de NRZ, le rapport signal sur bruit de PAM4 est d'environ 5 dB inférieur à celui de NRZ. Par conséquent, PAM4 a une tolérance MPI inférieure à NRZ, et la réduction de MPI est essentielle pour garantir les performances de transmission des signaux PAM4.

Le schéma fonctionnel de test de MPI est illustré à la figure 11. Le signal optique transmis est divisé en deux voies, une voie contient l'atténuateur optique pour ajuster la puissance optique à une force appropriée pour la réception, et l'autre utilise un polariseur et un atténuateur optique (ou fibre longue distance) pour simuler la génération de rétrodiffusion Rayleigh, et la puissance optique transmise doit être suffisamment élevée pour compenser la perte d'insertion du dispositif. La puissance optique des deux signaux est réglable et peut être mesurée par un wattmètre optique. Les courbes de sensibilité des deux signaux peuvent être balayées séparément pour obtenir les courbes de sensibilité correspondantes (l'axe horizontal est la puissance entrante, l'axe vertical est le BER), et la différence de sensibilité dans les mêmes conditions de puissance entrante est l'impact de la Coût MPI.

Figure 11. Schéma fonctionnel du test MPI

Les solutions d'optimisation MPI suivantes sont actuellement à l'étude dans l'industrie.

(1) Optimisation de la largeur de raie laser

L'effet de la largeur de raie laser sur le MPI du signal optique PAM8 a été simulé précédemment dans IEEE 802.3. Comme le montre la figure 12, le coût de liaison pour différentes largeurs de raie laser et réflexions de connecteur est vérifié pour une distance de transmission de 500 m contenant six connecteurs, chacun avec le même coefficient de réflexion. Les données montrent que plus la largeur de la ligne laser est étroite, plus le coefficient de réflexion du connecteur est faible pour le même coût de liaison. Par conséquent, le coût MPI peut être réduit en optimisant la largeur de la ligne laser.

Figure 12. Analyse de l'effet de la largeur de raie laser sur le coût du MPI

(2) Indemnisation par DSP

Le MPI appartient aux dommages linéaires et la phase du signal réfléchi change par rapport au signal d'origine. L'amplitude totale du signal reçu dépend de la différence de phase entre le signal d'origine et le signal réfléchi. Plus la différence de phase est petite, plus l'amplitude du signal total reçu est grande, comme le montre la figure 18. Sur la base de ce principe, le MPI peut être compensé par des algorithmes DSP. À l'heure actuelle, le principal fournisseur de DSP, Marvell, a lancé un DSP avec fonction de compensation MPI, et quelques fournisseurs de modules optiques ont développé des modules optiques avec fonction de compensation MPI. Cependant, la recherche globale en est encore à ses débuts et l'application réelle de l'effet d'ingénierie doit encore être vérifiée. La maturité de la chaîne industrielle doit être encouragée davantage par les parties concernées de l'industrie.

Figure 13. Schéma de principe MPI

(3) Optimisation des liaisons fibre optique

De plus, le MPI peut également être réduit en sélectionnant une fibre de meilleure qualité, en nettoyant efficacement la face d'extrémité du connecteur, en réduisant la réflexion causée par un espace d'air ou de petites particules dans le connecteur et en faisant attention aux erreurs d'alignement dans le connecteur. Comme l'utilisation d'un connecteur APC biseauté à 8 ° de face d'extrémité de fibre, de sorte que la lumière réfléchie soit réfléchie sous un angle dans le revêtement, plutôt que directement réfléchie dans la source lumineuse pour augmenter la perte de retour, peut réduire l'impact du MPI.

Niveau de production du module optique FiberMall

FiberMall développe activement des modules optiques pour répondre aux besoins des applications porteuses 5G. Sur la base de la recherche précédente sur le livre blanc, le tableau 6 résume la capacité de production des modules optiques porteurs 5G de FiberMall à l'heure actuelle.

lampe de table 6. Capacité de production de modules optiques porteurs 5G de FiberMall

Niveau de production de FiberMall of Dispositifs à puce optoélectroniques

La capacité globale de productisation de FiberMall pour les dispositifs à puce optoélectroniques de base utilisés dans les modules optiques est indiquée dans le tableau 7.

Tableau 7. Capacité de production de la puce optoélectronique de base

Les modules optiques jouent un rôle important pour garantir les performances de transmission des réseaux de communication mobile. Avec l'avancement continu de la construction 5G et l'enrichissement continu des scénarios d'application, afin de répondre aux exigences de transport d'une bande passante plus large, de performances plus élevées, d'un coût inférieur et d'une taille plus petite, FiberMall explore constamment la recherche sur de nouvelles optiques de retour avant et moyen 5G technologie modulaire, afin de préparer pleinement le déploiement de la 5G de nouvelle génération. Afin de résoudre efficacement les problèmes et défis actuels des nouvelles solutions technologiques, FiberMall doit rassembler les forces en amont et en aval de la chaîne industrielle, ouvrir des discussions et collaborer sur des questions clés telles que le renforcement de l'innovation technologique, l'orientation de la collecte de marché et le renforcement la base industrielle.

En termes d'innovation technologique, FiberMall répond à la nouvelle demande de modules optiques dans différents scénarios d'application grâce à la R&D technique et à l'innovation de nouveaux matériaux, de nouvelles conceptions, de nouveaux procédés, de nouvelles interfaces, etc. FiberMall promeut la recherche de module optique porteur 5G de nouvelle génération technologie sous divers aspects tels que la demande de déploiement, les performances de transmission, la construction à faible coût et la gestion pratique de l'exploitation et de la maintenance, le développement bénin de la chaîne industrielle, l'allocation ordonnée des ressources et la réduction des coûts grâce à l'effet d'échelle.

FiberMall doit encore renforcer les capacités de support des bases industrielles telles que les plates-formes de processus de fabrication de haute précision, les matériaux de processus, les équipements et les compteurs, afin de réduire les coûts de R&D et de raccourcir le cycle de R&D, afin de percer le noyau et la clé les technologies. FiberMall doit encore améliorer son mécanisme d'évaluation et évaluer efficacement la faisabilité, la fiabilité, l'interopérabilité et la compatibilité de divers modules optiques et puces optoélectroniques via une plate-forme ouverte de test et de vérification, afin de guider l'industrie pour développer des technologies clés et améliorer les performances des produits. .

FiberMall est disposé à renforcer la coopération et à parvenir à un consensus avec l'industrie pour promouvoir la recherche, les tests et l'évaluation des technologies clés des modules optiques porteurs 5G de nouvelle génération, ainsi que la formulation de normes et de spécifications, afin de promouvoir le sain et développement ordonné de l'industrie de la technologie des modules optiques porteurs 5G.