OFC 2024: Demonstração de interoperabilidade de 400G ZR e 800G ZR

Na conferência OFC deste ano, vários fornecedores apresentaram as aplicações das tecnologias 400G ZR, 800G ZR e 400G ZR+ em interconexões de data centers (DCI) e redes de telecomunicações.

400G ZR

A tecnologia 400G ZR, com sua taxa de interface de 400 Gb/s, é baseada na tecnologia de modulação DP-16QAM coerente de portadora única, combinada com DSP de baixa potência e correção de erro direta concatenada (C-FEC), alcançando uma distância de transmissão de mais de 80 quilômetros, mantendo uma taxa de erro abaixo de 1.0E-15 após a correção do erro.

A flexibilidade de design desta tecnologia reside na sua característica independente do fator de forma, permitindo-lhe adaptar-se a diferentes fatores de forma de hardware.

800G ZR

A tecnologia 800G ZR, uma atualização do 400G ZR, aumenta a taxa de interface para 800 Gb/s, mantendo as mesmas tecnologias principais, incluindo modulação DP-16QAM coerente de portadora única e DSP de baixa potência.

Além disso, o 800G ZR emprega tecnologia de correção de erros direta externa (O-FEC), permitindo uma taxa de erro abaixo de 1.0E-15 após a correção de erros, garantindo alta confiabilidade na transmissão de dados.

400G ZR+

400G ZR+ é um termo geral que representa capacidades além de 400G ZR, embora ainda não tenha sido padronizado em todo o ecossistema. A introdução do OpenZR+ Multi-Source Agreement (MSA) visa abordar distâncias de transmissão mais longas e taxas de Ethernet e tipos de modulação mais flexíveis.

Notavelmente, na versão 3.0 lançada em setembro de 2023, foi introduzida alta potência de saída de transmissão (0 dBm), melhorando ainda mais o desempenho da tecnologia. A inclusão do OpenROADM Multi-Source Agreement (MSA), que suporta serviços Ethernet e Rede de Transporte Óptico (OTN), adicionou mais cor à demonstração devido às suas semelhanças com as tecnologias 400G ZR e 800G ZR.

Nesta conferência OFC, a interoperabilidade e o desempenho das tecnologias 400G ZR e 800G ZR foram demonstrados em equipamentos de diferentes fornecedores, incluindo Cisco, Juniper, Ciena, NEC, Lumentum, FiberMall e outros. Esses dispositivos utilizaram QSFP-DD e Módulos OSFP, com diferentes frequências de comprimento de onda de módulos ópticos e roteadores.

Demonstração de vão único:

Tabela de Plano de Canal:

Demonstração Multi-Span:

Na demonstração multi-span foram utilizados dois tipos de fibras ópticas: fibra SMF-28 ULL e fibra SMF-28 Contour, simulando diferentes comprimentos de caminho de transmissão, como vãos de 8×100 km e 8×125 km, validando ainda mais o capacidade de transmissão de longa distância da tecnologia.

Tabela de Plano de Canal:

No sistema multi-span, as principais tecnologias demonstradas incluíram o uso de MUX/DEMUX e amplificadores, bem como amplificadores EDFA e Raman integrados, que apoiaram a expansão da capacidade e distância de transmissão. O recurso de equalização automática de amplitude, incluindo equalização de potência e escalabilidade de ROADMs de vários graus, também foi demonstrado.

Comparação de desempenho

Os dados de desempenho de fibra óptica de módulos de diferentes fornecedores forneceram insights detalhados sobre o desempenho das tecnologias 400G ZR e OpenZR+. Ao comparar a relação sinal-ruído óptico recebido (RxOSNR), potência recebida (RxPower), dispersão cromática (CD), perda dependente de polarização (PDL), atraso de grupo diferencial (DGD) e taxa de erro de bit (BER), podemos avaliar o desempenho de cada módulo em aplicações práticas. Os dados são os seguintes:

Uma breve interpretação da tabela (dados de fibra de contorno):

Primeiro, a relação sinal-ruído óptico recebido (RxOSNR) é um indicador chave da qualidade do sinal e da taxa de erro de bit do sistema. O RxOSNR do fornecedor F foi de 24.1 dB, enquanto o RxOSNR do fornecedor K atingiu 27 dB, indicando que este último tinha uma vantagem em termos de relação sinal-ruído recebido, potencialmente proporcionando melhor qualidade de sinal e menor taxa de erro de bit.

A potência recebida (RxPower) também é um parâmetro importante que afeta a confiabilidade do sinal. O fornecedor J teve o RxPower mais baixo com -12.9 dBm, enquanto o fornecedor K teve o RxPower mais alto com -1.02 dBm. Maior potência recebida normalmente significa um sinal mais forte, o que pode ajudar na transmissão de longa distância.

A dispersão cromática (CD) e a perda dependente da polarização (PDL) são outros dois parâmetros-chave que afetam a qualidade do sinal, relacionados às características de transmissão do sinal na fibra óptica. Valores mais baixos de CD e PDL indicam menos distorção de sinal. Por exemplo, o fornecedor K teve melhor desempenho em CD com 14437 ps/nm.

O atraso de grupo diferencial (DGD) é uma medida da diferença de tempo entre os diferentes modos do sinal, afetando a integridade do sinal. O fornecedor B teve melhor desempenho em DGD com 27.7 ps, enquanto o fornecedor H teve pior desempenho com 0.9 ps.

Finalmente, a taxa de erro de bits (BER) é uma medida direta do desempenho do sistema, com BER mais baixo indicando maior confiabilidade. O fornecedor K exibiu o BER mais baixo de 3.08E-3, indicando que seu módulo tinha confiabilidade extremamente alta nas condições de teste. Pode-se observar que os módulos de diferentes fornecedores variaram em seu desempenho nessas métricas. O fornecedor K se destacou em termos de RxOSNR, RxPower e BER.