4 types d'émetteurs-récepteurs 50G SFP56 Introduction

Le réseau frontal a un impact important sur les performances et la qualité de transmission des réseaux 5G et même 6G de nouvelle génération et est l'un des points chauds dans la recherche de nouvelles technologies de réseau et de support pour les communications mobiles. Dans le cadre du déploiement massif du mode réseau mondial C-RAN, les modules optiques 25G DWDM ont été largement utilisés dans le réseau de transfert 5G actuel. Pour les futures stations de base Massive MIMO à canal supérieur, les stations de base de la bande U6G, les stations de base à ondes millimétriques et d'autres scénarios d'application, la demande de bande passante du réseau de transfert sera encore augmentée. Partant du principe de conserver le nombre existant de ports et d'économiser les ressources en fibre, FiberMall a lancé des recherches sur la technologie de module optique de transfert 5G de nouvelle génération avec 50 Gb/s et une vitesse supérieure. 50G SFP56

Le module émetteur-récepteur optique 50G SFP56 comprend le module bidirectionnel à double fibre 50G SFP56 et le module bidirectionnel à fibre unique (BiDi) 50G SFP56.

50G SFP56 Double fibre Bidirectionnelle Transmetteurs optiques

Le schéma fonctionnel et le mode de mise en œuvre du module optique bidirectionnel à double fibre 50G SFP56 sont illustrés à la Figure 1.

Figure 1. Le schéma fonctionnel et le mode de mise en œuvre de 50G SFP56 bidirectionnel à double fibre module optique

La chaîne industrielle de 50G SFP56 des modules optiques bidirectionnels à double fibre ont pris forme. En termes de puces optiques, l'exigence de bande passante de la puce laser DFB pour le module optique 25 Gb/s avec le type de code NRZ est d'environ 17 GHz. Module optique 50 Gb/s avec code de type PAM4, l'effet non linéaire du laser est évidemment amélioré, et il est nécessaire d'augmenter encore la bande passante (environ 19 GHz) et d'optimiser l'ondulation du spectre intrabande pour réduire l'effet non linéaire.

Il existe plusieurs fabricants de puces disponibles pour l'approvisionnement en volume, y compris des fournisseurs étrangers tels que Lumentum, Sumitomo, Macom, Mitsubishi, etc. Pour les puces électriques, il existe deux types de solutions de mise en œuvre : DSP et CDR. Les fournisseurs concernés pour les solutions DSP incluent Marvell, Credo et Sitrus Technology, qui ont tous lancé des puces DSP pour les applications de transmission 5G et de pilotes intégrés, et les fournisseurs concernés pour les solutions CDR incluent Semtech et Macom. Parmi eux, Semtech a déjà publié des puces CDR pour le fronthaul 5G et des pilotes intégrés, et les produits CDR de Macom avec pilotes intégrés sont en phase de développement.

Les modules optiques bidirectionnels à double fibre 50G SFP56 sont toujours confrontés à davantage de problèmes et de défis en termes de performances, de consommation d'énergie et de coût. Tout d'abord, dans la sélection de la solution de puce électrique de base, la solution DSP peut optimiser le problème non linéaire de la transmission du signal optique par un algorithme interne. Il a une puissance de traitement plus forte, un meilleur BER et des performances de sensibilité de réception, mais au prix d'une latence de transmission de signal importante, d'une consommation d'énergie et d'un coût plus élevés, il doit également équilibrer l'impact de la consommation d'énergie sur la température du module optique, garder le la stabilité de la température du module optique est une exigence importante pour assurer la stabilité et la fiabilité de la liaison de transmission avant.

Module SFP56-50G-SR

La solution CDR présente les avantages d'une bande passante élevée, d'excellentes performances de transmission et d'une faible latence de transmission du signal. La consommation d'énergie et le coût sont inférieurs, mais la capacité de traitement du signal est plus faible que la solution DSP, et la réponse au MPI et à l'amélioration du budget de liaison reste à vérifier. Si les solutions DSP et CDR coexistent dans l'application, l'interconnexion et l'interopérabilité sont des problèmes techniques clés qui doivent être résolus. Deuxièmement, la puce optique dans la fonction de contrôle de la température de l'utilisation de l'industrie est toujours divisée. La fonction de contrôle de la température peut rendre le laser dans toute la plage de température de fonctionnement du module dans un état de fonctionnement plus idéal. Il peut contrôler efficacement la longueur d'onde du laser et éviter la dégradation de la bande passante du laser à des températures extrêmes, mais cela entraînera une augmentation des coûts et de la consommation d'énergie. Sans la fonction de contrôle de la température, le coût et la consommation d'énergie du module sont relativement faibles et le processus est plus simple, mais les exigences relatives aux performances haute fréquence de la puce optique sont augmentées et l'effet d'application doit être vérifié davantage. Enfin, l'environnement de déploiement complexe du réseau frontal et les incertitudes techniques et d'ingénierie de la liaison fibre optique frontale imposeront des exigences plus élevées sur les paramètres optoélectroniques du module optique 50G SFP56.

Module SFP56-50G-LRI

La norme internationale du module optique bidirectionnel à double fibre 50G SFP56 pour la transmission directe n'a pas encore été publiée, et les fabricants de modules optiques sont en phase de développement ou d'échantillonnage. Le package est principalement SFP56, DDM et le protocole de référence de définition d'interface SFF-8472, SFF-8431; référence de performance de l'interface électrique dispositions relatives à OIF-CEI-4.0 ; performances de l'interface optique en référence à IEEE802.3cd. Sur la base de 50GBASE-LR, la plage de longueurs d'onde, la puissance de l'émetteur-récepteur, la sensibilité et d'autres indicateurs doivent être modifiés en fonction du scénario d'application. Le comité international de la photonique et de l'électronique (IPEC) a mis en place le projet de norme de transfert mobile de nouvelle génération MFH50, axé sur les exigences de réseau frontal à 50 Gb/s et à plus haut débit et les solutions de mise en réseau, les interfaces optiques, les interfaces de gestion, les méthodes d'emballage et de test, etc. Les discussions techniques sur les spécifications de distance de 50 km bi-fibre 10 Gb/s sont actuellement en cours.

Tableau 1. 50G SFP56 double fibre bidirectionnelle index des paramètres clés du module optique

D'ici la fin de 2022, FiberMall peut fournir des échantillons de modules optiques bidirectionnels à double fibre 50G SFP56 (solutions CDR ou DSP) pour le transport frontal. Nokia et d'autres fournisseurs d'équipements système ont effectué des tests et une validation, et les résultats des tests à haute et basse température répondent essentiellement aux exigences des projets de normes IEEE 802.3cd et IPEC MFH50, et dans la seconde moitié de 2022, multi-fournisseurs, multi-solution tests d'interconnexion et validation. Les modules optiques bidirectionnels à double fibre 50G SFP56 de FiberMall pour le transport frontal devraient être prêts pour la production de masse au cours du premier semestre 2023.

BiDi 50G SFP56 Transmetteurs optiques

Le schéma fonctionnel et la mise en œuvre du module optique 50G SFP56 BiDi sont illustrés à la Figure 2.

Figure 2. Schéma fonctionnel du module optique BiDi 50G SFP56 et méthode de mise en œuvre

Le module optique BiDi 50G SFP56 adopte toujours le schéma WDM 1270nm/1330nm du module optique BiDi 25Gb/s, qui présente les avantages d'économiser les ressources en fibre et une bonne symétrie de retard par rapport au module optique bidirectionnel à double fibre et peut partager le 50G SFP56 chaîne de l'industrie du module optique bidirectionnel à double fibre.

À l'heure actuelle, les fabricants de modules optiques de l'industrie du développement de produits de modules optiques 50G SFP56 BiDi sont basés sur une solution de module optique à double fibre 50Gb / s, les progrès du développement sont légèrement plus tardifs que le module optique à double fibre 50G SFP56, le courant global dans le pré -étape de recherche ou de développement. Les normes nationales et internationales pour les modules optiques 50G SFP56 BiDi pour le fronthaul n'ont pas encore été publiées, et l'état de la recherche sur les paramètres clés dans la conception de certains modules est indiqué dans le tableau 2.

Tableau 2. État de la recherche des paramètres clés du module émetteur-récepteur optique 50G SFP56 BiDi

Tableau 3. Chaîne de l'industrie des dispositifs à puce de module BiDi à réglage automatique de la longueur d'onde de 50 Gbit/s

Le module optique BiDi 50G SFP56 pour le fronthaul 5G peut multiplexer le schéma BOSA du module optique BiDi 25 Gb/s et la chaîne industrielle du module optique bidirectionnel à double fibre 50 Gb/s, et FiberMall devrait avoir une capacité de production de masse au premier semestre 2023.

50G SFP56 CWDM Transmetteurs optiques

Basé sur la recherche du module optique 25G CWDM SFP28, FiberMall a commencé à explorer les solutions techniques du module xWDM avec une vitesse plus élevée, parmi lesquelles, la recherche du module optique CWDM 50Gb/s à 6 longueurs d'onde progresse plus rapidement.

50G CWDM SFP56 a 6 longueurs d'onde : 1271nm, 1291nm, 1311nm, 1331nm, 1351nm et 1371nm, ce qui est cohérent avec le module optique à 6 longueurs d'onde du 25G CWDM SFP28. En termes de puce optique, le module optique 50G SFP56 CWDM peut être multiplexé avec une chaîne laser CWDM de 25 Go, mais compte tenu de l'introduction du type de code de modulation PAM4, la demande de budget de liaison augmente et des exigences plus élevées en matière de puissance de sortie laser sont nécessaires pour optimiser davantage le laser. efficacité et rendement lumineux.

En termes de puces électriques, les modules optiques 50G CWDM SFP56 sont similaires aux modules optiques à double fibre 50G SFP56, et il existe deux solutions de mise en œuvre, CDR et DSP. Les modules optiques CWDM ont une large plage de longueurs d'onde et des coûts de dispersion différents pour différentes longueurs d'onde, et l'industrie étudie la possibilité de deux solutions coexistantes pour obtenir les meilleures performances en termes de coûts. Par exemple, la solution CDR est adoptée pour la longueur d'onde de 1311 nm avec un coût de dispersion inférieur, et la solution DSP est adoptée pour la longueur d'onde de 1371 nm avec un coût de dispersion plus élevé. Dans la chaîne industrielle, l'utilisation d'une approche monocanal CDR ou DSP avec pilote intégré peut simplifier la conception matérielle et réduire la consommation d'énergie. Fabricant de puces électriques, Semtech dispose d'un pilote intégré CDR de production de masse, ainsi que de l'ensemble de solutions de puces de TIA.

lampe de table 4. Schéma d'évolution de la puce optoélectronique du module optique xWDM

À l'heure actuelle, les modules optiques 50G CWDM SFP56 ont encore une pénalité de dispersion, un MPI, une consommation d'énergie et une dissipation thermique, une interopérabilité CDR et DSP et d'autres problèmes techniques à résoudre.

• Pénalité de dispersion : la source de dispersion dans la liaison frontale 5G est principalement la dispersion matérielle et la dispersion du guide d'ondes, et est dominée par la dispersion matérielle. Le point de dispersion zéro de la fibre G.652 est proche de la longueur d'onde de 1310 nm, et la quantité de dispersion dans le scénario d'application typique (10 km) de liaison est indiquée dans le tableau 5. Le risque de dispersion des longueurs d'onde CWDM6 est la plus grande longueur d'onde de 1371 nm, et la dispersion quantité de 10 km est de 36 ~ 66.2ps/nm.

lampe de table 5. Dispersion de la 5G typique fronthaul scénarios (10km)

Les principales solutions de pénalité de dispersion dans l'industrie sont présentées dans le tableau 6. Parmi elles, le schéma de fibre/réseau de dispersion nécessite une mesure de dispersion de la liaison de transmission avant à l'avance, et la longueur et d'autres paramètres de la fibre/réseau de dispersion sont personnalisés en fonction de le site et placé à l'extérieur dans le module optique, ce qui est plus difficile à mettre en place ; le schéma de compensation DSP peut compenser la dispersion dans le domaine électrique, mais la capacité de compensation de chaque fabricant est incohérente et la capacité de compensation spécifique doit être obtenue par une mesure réelle ; le module optique CWDM 50Gb/s adopte généralement DML Si le schéma de modulation externe (EML/MZM) est adopté, l'effet de chirp laser peut être réduit, réduisant ainsi le coût de dispersion ; le schéma de compensation de la dispersion des micro-boucles peut compenser jusqu'à 720ps/nm et est actuellement au stade de la recherche.

lampe de table 6. La dispersion dominante peine ssolution

Grâce à des tests réels, le coût de dispersion à haute température du module optique 50G CWDM SFP56 à une longueur d'onde de 1371 nm est d'environ 3 dB, ce qui est limité par les contraintes budgétaires de liaison du module optique 50G CWDM SFP56, la marge n'est pas suffisante, le schéma de compensation DSP peut être plus avantageux.

Défi MPI : dans les liaisons à fibre optique, des signaux d'interférence réfléchis sans rapport avec le signal d'origine seront générés en raison de petits changements d'indice de réfraction du système de fibre optique, d'une réflexion discrète causée par un contact sale ou médiocre de la face d'extrémité du connecteur et de la rétrodiffusion de Rayleigh . Le mélange des signaux d'interférence avec le signal d'origine générera du bruit, entraînant la détérioration du rapport signal sur bruit et réduisant les performances de transmission du système. Le rapport de la somme de toute la puissance du signal réfléchi à la puissance du signal d'origine a été défini comme interférence par trajets multiples (MPI). L'intensité du MPI dépendait principalement de la réflectance du connecteur et du nombre de points réfléchis. Plus la réflectance est grande, plus il y a de points réfléchis et plus le MPI est mauvais. Selon la norme Ethernet IEEE802.3, il est recommandé de convertir le coût MPI en perte de liaison sur la base de la simulation du modèle de liaison universel et d'améliorer la tolérance via FEC.

Dans un 5G fronthaul réseau, en prenant un scénario C-RAN typique comme exemple, il y a généralement 6 connecteurs (étagère ODF des deux côtés et co-diviseur des deux côtés). Si nous nous référons à la norme Ethernet, nous devons limiter la perte de retour de chaque connecteur <-35dB, mais certains des liens fronthaul ont une perte de retour dégradée du connecteur d'environ -26dB, et il existe un certain risque de MPI dans les liens fronthaul . Le fournisseur d'équipement système HW et l'Université Jiaotong de Shanghai ont construit conjointement un modèle de simulation de liaison, et les résultats de la simulation de coût MPI sont présentés dans le tableau 7. Le modèle de simulation (nombre de connecteurs, valeurs typiques de la réflectivité du connecteur, emplacement du connecteur, etc.) sera encore corrigée en fonction de la recherche de scénarios typiques dans le réseau existant par la suite.

Tableau 7. Résultats de la simulation MPI

Consommation d'énergie : les scénarios de liaison 5G doivent tenir compte des exigences d'application de température de qualité industrielle (-40 °C à +85 °C) ou de température de qualité commerciale étendue (-20 °C à +85 °C). Sous la contrainte de température ambiante, la consommation électrique du module optique 50G SFP56 et du module 50G SFP56 CWDM ne devrait pas dépasser 2W. L'industrie a testé la consommation d'énergie du module optique gris 50 Gb/s basé sur la solution CDR et DSP, et du module optique couleur CWDM 50 Gb/s basé sur la solution DSP. La consommation d'énergie du module optique 1371nm est supérieure à 2W, et la puce DSP doit être encore optimisée pour réduire la consommation d'énergie.

Tableau 8. Consommation électrique du module optique 50G

En résumé, les émetteurs-récepteurs 50G CWDM SFP56 doivent être pleinement pris en compte pour l'allocation du budget de puissance dans les scénarios d'application avec des distances de transmission de 10 km et plus. Les signaux PAM50 4 Gb/s nécessitent une sensibilité de réception accrue par rapport aux signaux NRZ 25 Gb/s, nécessitant une pondération entre la puissance optique de transmission, la sensibilité de réception et la pénalité de dispersion.

Figure 2. Budget de liaison du module optique 50G CWDM SFP56

D'ici la fin de 2022, FiberMall a fourni des échantillons de modules optiques 50G CWDM dans plusieurs scénarios. Sur cette base, le fournisseur d'équipement système a effectué des tests de fonctions de base, de performances de l'émetteur-récepteur et de coût de dispersion dans toute la plage de températures, ainsi que des tests d'interconnexion multi-fournisseurs et multi-programmes, avec des résultats de vérification relativement bons.

Des tests supplémentaires sont prévus pour les produits optimisés en 2023, et les résultats des tests seront utilisés comme référence pour le développement de la norme IPEC MFH. Le module optique 50G CWDM SFP56 devrait arriver à maturité au second semestre 2023.

Recherche sur l'interface de gestion du 50G SFP56 émetteur-récepteur

Avec l'introduction de nouveaux tarifs, la sélection et la définition des interfaces de gestion pour les modules optiques fronthaul 5G de nouvelle génération doivent être basées sur les nouveaux problèmes potentiels et les nouvelles exigences à prendre en charge par les modules optiques, en prenant comme exemple les modules optiques 50G SFP56, les questions et exigences suivantes sont en cours de discussion dans l'industrie.

Prise en charge de la fonction de rapport d'ensemble de taux

Le module optique frontal doit prendre en charge différents débits. Par exemple, Modules optiques 25G SFP28 besoin de prendre en charge 25.7 Gb/s et 10.3 Gb/s pour le protocole eCPRI, et 24.3 Gb/s, 10.1 Gb/s et 9.8 Gb/s pour le protocole CPRI, de sorte que l'équipement principal nécessite des modules optiques pour avoir la fonction de taux de rapport réglé de manière à ce que les modules optiques puissent être raisonnablement configurés en fonction du débit indiqué.

La pile de protocoles SFF-8472 fournit une fonction de tableau de sélection d'applications, où chaque application peut se voir attribuer un «code d'application» unique contenant des informations telles que le nom du protocole, le taux de fonctionnement, le type de code de modulation (NRZ ou PAM4), etc. Le 50G SFP56 optique Le module 50G SFP56 peut intégrer cette fonction de tableau de sélection d'application et signaler son débit pris en charge, comme indiqué dans le tableau 9.

Tableau 9. Codes d'application pris en charge par le module optique 50G SFP56

Taux de livraison précis lors de la commutation

Les modules optiques 25G SFP28 et 10G SFP+ adoptent les codes de modulation NRZ. Lors de la commutation des taux, et seulement besoin de changer le taux de SerDes de l'interface électrique ou le taux de fonctionnement de l'interface optique. Le module optique peut être verrouillé en peu de temps et fonctionner au nouveau rythme. L'émetteur-récepteur 50G SFP56 introduit les codes modulés PAM4 et la nouvelle technologie CDR ou DSP. Les signaux électriques et optiques ont trois niveaux de décision, qui sont acquis par « formation et apprentissage ». La puce CDR ou DSP doit obtenir le taux de fonctionnement et le type de code exacts lors du changement de taux afin de réaliser plus rapidement «l'entraînement et l'apprentissage». Combiné avec la fonction de rapport d'ensemble de taux du module optique mentionné précédemment, le dispositif maître fournit le taux de travail exact et le type de code en fournissant le code d'application au module optique lors du changement de taux.

Basculement des rapports installation fiable

Lors de la commutation de débit, après que le dispositif maître envoie la commande de commutation de débit au module optique. Au "signal d'entrée du module optique pour répondre aux exigences de protocole de la qualité du signal" pour le début, au "verrouillage du canal du module optique et à la sortie du signal correspondant" pour la fin, ce temps est appelé le temps de configuration du commutateur. Il est également divisé en temps de configuration du canal de conversion optique-électrique (Egress) et en temps de configuration du canal de conversion électrique-optique (Ingress).

10G SFP+ et 25G SFP28 les modules optiques sont basés sur le type de code NRZ, n'ont besoin que de "former ou apprendre" une valeur de seuil, le temps de configuration du commutateur de débit est court (généralement dans l'ordre de grandeur de 1 ms), la fiabilité de commutation est élevée, l'équipement principal ignore généralement le temps. Lorsque le débit cible et le type de code sont de 50 Gb/s, PAM4, CDR ou DSP doivent "former ou apprendre" 3 valeurs de seuil, le temps de configuration de la commutation peut être de quelques secondes ou même supérieur à 10 secondes, et il est possible qu'une commutation échoue, le module optique doit donc prendre l'initiative de signaler. Par conséquent, le module optique doit activement signaler le « temps d'établissement de commutation maximal » et le « drapeau de réussite de la commutation ».

Tableau 10. Configurer le modèle de registre de temps

Le "signe de réussite de la commutation" peut aider l'appareil maître à obtenir l'état de commutation du module optique. Il faut faire la distinction entre les panneaux « Egress channel » et « Ingress channel ». Lorsque le dispositif maître demande que le module optique a été commuté avec succès, il peut négocier la couche de protocole telle que CPRI ou eCPRI.

Latence de transmission signalée

La latence de transmission introduite par le module optique dans la conversion photoélectrique est liée à la solution de puce électrique, au type de code de modulation et à l'alignement PCB du module optique. Les modules optiques 10G SFP+ et 25G SFP28 ont généralement une latence de transmission de l'ordre de centaines de ps, ce qui a un faible impact sur la liaison fronthaul ; cependant, la latence de transmission introduite par l'émetteur-récepteur optique 50G SFP56 basé sur la solution DSP atteint des dizaines de ns, ce qui a un impact sur le système de transmission synchrone frontal. Il y a la possibilité d'affecter le système de transmission synchrone vers l'avant, donc le module optique doit définir le registre dans l'interface de gestion pour déclarer le délai de transmission introduit par le module optique pour faciliter l'analyse et le jugement de l'équipement principal.

Signaler la prise en charge de nouvelles fonctionnalités

Par rapport à la solution CDR, le module optique 50G SFP56 basé sur la solution DSP peut fournir de nouvelles fonctions telles que le bouclage, la détection du rapport signal sur bruit, la détection BER, etc. Il peut être indiqué dans l'interface de gestion du module optique quelles nouvelles fonctionnalités et les fonctions qu'il prend en charge, tandis que l'interface de gestion peut fournir des registres pour obtenir les résultats de détection.

En résumé, afin de résoudre et de répondre aux problèmes et demandes ci-dessus, de nouvelles interfaces de gestion sont nécessaires pour les modules optiques fronthaul 5G de nouvelle génération. Actuellement, les protocoles d'interface de gestion courants dans l'industrie incluent SFF-8472 et OIF CMIS, etc.

Le tableau 11 montre une comparaison partielle des protocoles SFF-8472 et CMIS. Le protocole CMIS est le protocole standard pour les modules optiques QSFP-DD, qui s'applique au multicanal et peut être utilisé pour les modules optiques fronthaul monocanal après personnalisation. Étant donné que la pile de protocoles CMIS est nouvelle, les nouvelles fonctionnalités ci-dessus sont définies dans la pile de protocoles, qui est plus complète en termes de répartition fonctionnelle. Le protocole SFF-8472 est largement utilisé dans les modules optiques 10Gb/s et 25Gb/s, avec l'avantage qu'une grande quantité de code de l'appareil maître peut être Le protocole SFF-8472 est largement utilisé dans les modules 10Gb/s et 25Gb/s s modules optiques. Le protocole SFF-8472 est largement utilisé dans les modules optiques 10Gb/s et 25Gb/s.

Tableau 11. Comparaison de SFF-8472 et CMIS

BiDi réglable en longueur d'onde 50G SFP56 émetteur-récepteur

IEEE802.3cp et CCSA ont respectivement publié des normes internationales et industrielles, et les longueurs d'onde recommandées pour l'amont et l'aval sont indiquées dans le tableau 12. Le module optique traditionnel 50G BiDi SFP56 doit être couplé en raison des longueurs d'onde incohérentes aux deux extrémités, ce qui plus difficile pour les ressources matérielles et la gestion de la maintenance en raison de la mauvaise insertion potentielle de l'extrémité AB et des anomalies d'appariement dans l'utilisation réelle.

Tableau 12. Recommandations de longueur d'onde du module optique 50G BiDi

FiberMall propose une nouvelle solution pour les modules optiques BiDi SFP50 réglables en longueur d'onde 56G, qui peut briser la contrainte de longueur d'onde «en amont et en aval» des modules optiques BiDi traditionnels. Le schéma de principe est illustré à la figure 3.

La solution d'interface électrique est la même que le module optique BiDi 50 Gb/s traditionnel, prenant en charge les types 2x25 Gb/s NRZ et 1x50 Gb/s PAM4. Les puces électriques de base telles que DSP, Driver et TIA sont également identiques au module optique BiDi 50 Gb/s traditionnel. Le chemin optique du module contient un laser et un filtre optique. La longueur d'onde de sortie du laser doit correspondre à la longueur d'onde de la bande passante/bande d'arrêt du filtre, de sorte que le laser doit utiliser un laser accordable en longueur d'onde ou réaliser l'ajustement du changement de longueur d'onde du laser grâce au contrôle de la température TEC. Dans le même temps, la surveillance de la longueur d'onde peut être effectuée par un filtre optique accordable et une boucle de surveillance, et l'ensemble du système est adapté de manière adaptative par une poignée de main logicielle pour réaliser la transmission du signal de données aux deux extrémités du module optique.

Figure 3. Schéma de principe du module optique BiDi à réglage automatique de la longueur d'onde

La technologie accordable en longueur d'onde pour les lasers et les filtres optiques est la principale difficulté et le défi de cette solution. En termes de lasers, la solution de coût optimale consiste à obtenir une accordabilité de la longueur d'onde laser grâce au contrôle de la température TEC, mais l'inconvénient est la plage d'accord de longueur d'onde limitée.

Le contrôle de la température TEC se situe généralement dans la plage de 10 à 20 ℃, la plage de réglage de la longueur d'onde du laser est limitée à ± 1 nm et l'intervalle de canal de longueur d'onde d'émission du module optique doit être réglé sur environ 1 nm.

Les lasers DFB ou FP ne peuvent pas répondre aux exigences en raison de la grande largeur spectrale, des lasers EML avec une largeur spectrale typique inférieure à 0.2 nm sont donc nécessaires.

De plus, du point de vue de la tolérance de dispersion, le module optique unidirectionnel à fibre unique a une plage de longueurs d'onde plus étroite, ce qui est propice à une transmission à plus longue distance et à l'expansion WDM. En termes de filtres optiques, le réglage thermique est également préféré pour obtenir une accordabilité en longueur d'onde, mais une attention particulière doit être accordée à la diaphonie thermique et à d'autres problèmes de conception.

En termes de spécifications techniques, le budget de liaison de l'émetteur-récepteur BiDi SFP50 réglable en longueur d'onde 56G peut être cohérent avec le module optique traditionnel 50Gb/s. La consommation d'énergie est inférieure à 3.5 W dans des conditions de température maximale de 0 à 70 ℃, la longueur d'onde est librement commutable entre 1308 nm/1309 nm et le temps typique pour la stabilité de commutation de longueur d'onde et l'établissement du service aux deux extrémités est inférieur à 10 s. À la fin de 2021, le CCSA a discuté du plan de projet de norme de ligne pour cette solution technologique, et l'estimation préliminaire est que la norme de l'industrie sera publiée au cours du second semestre de 2023.

En termes de chaîne industrielle, le module optique BiDi SFP50 accordable en longueur d'onde 56G dispose d'un nouveau laser accordable en longueur d'onde, d'un filtre optique accordable en longueur d'onde et d'une adaptation logicielle adaptative par rapport au module optique BiDi 50Gb/s traditionnel. Comme analysé ci-dessus, la longueur d'onde laser réglable peut être obtenue par le contrôle de la température TEC, la correspondance adaptative logicielle peut être obtenue par une combinaison de surveillance de la longueur d'onde optique et de fonctions logicielles intégrées, et le filtre optique réglable en longueur d'onde est un nouvel ajout à la chaîne de l'industrie.

Actuellement, les solutions industrielles pour les filtres accordables en longueur d'onde sont le contrôle de température Etalon +, le PLC réglable, etc. Les paramètres techniques clés incluent le FSR, la bande passante, l'isolation, etc. isolement, etc.) peuvent être décomposés vers le bas pour obtenir les spécifications de l'appareil et du processus pour réaliser l'analyse technique, la maturité de la chaîne industrielle doit être encore améliorée.