Супер-канал

Суперканал (DWDM) , — это эволюция плотного мультиплексирования с разделением по длине волны при котором несколько когерентных оптических несущих объединяются для создания единого канала с более высокой скоростью передачи данных и который вводится в эксплуатацию за один рабочий цикл.

Фон

Примерно с 2010 года когерентная оптическая передача со скоростью 40 Гбит/с и 100 Гбит/с начала развертываться в оптических сетях дальней связи по всему миру. Когерентная технология позволяет передавать данные с более высокой скоростью по оптическим сетям передачи на большие расстояния (обычно >2000 км) по сравнению с традиционными методами модуляции и обнаружения, модуляцией интенсивности с прямым обнаружением (иногда называемой «Невозврат к нулю», NRZ или «Вкл.»). /Off Keying, OOK), который широко использовался в течение нескольких десятилетий.

Однако когерентный детектор требует, чтобы входная информация о фазовой модуляции была оцифрована перед отправкой в высокопроизводительный процессор цифровых сигналов (DSP). В рамках DSP оптические нарушения, такие как хроматическая дисперсия и дисперсия мод поляризации можно компенсировать . Для оцифровки полученного сигнала требуется чрезвычайно высокоскоростной аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Текущие коммерчески развернутые когерентные продукты ограничены скоростью 200 Гбит/с на оптический носитель.

Выход за пределы 200 Гбит/с на канал WDM требует использования нескольких несущих для создания единого интерфейса WDM. Получающийся в результате мультиплекс, называемый суперканалом (или суперканалом), создает многоволновый сигнал, в котором каждая длина волны будет работать с максимальной скоростью передачи данных, допускаемой коммерчески доступными компонентами АЦП.

Основными преимуществами подхода суперканала являются повышенная спектральная эффективность (следствие как когерентного обнаружения, так и возможности плотной спектральной упаковки поднесущих, составляющих суперканал), а также операционная масштабируемость (способность передавать более крупные единицы длинных сигналов). ввод оптических мощностей в эксплуатацию для заданных эксплуатационных усилий).

Введение о суперканалах

Основное различие между суперканалом и обычным WDM — это разрыв в канале. Любой метод, который может уменьшить зазор в канале, близкий к полосе пропускания Найквиста (равная скорость сигнала), можно отнести к «суперканальной системе передачи». Эти методы включают мультиплексирование ортогональных полос (OBM) с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), OFDM без защитного интервала (NGI), WDM Найквиста, многоканальное выравнивание (MCE)-WDM (также называемое Joint ICI). Отмена)

Примеры суперканалов

Ранние работы над суперканалами DWDM включали попытки использования нескольких лазерных источников и гребенок длин волн , генерируемых из одного источника - форма оптического мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (оптическое OFDM). Первая экспериментальная демонстрация суперканаловой передачи на большие расстояния, которая ввела термин «суперканал» для этого типа приложений, была проведена из Bell Labs С. Чандрасекхаром и К. Лю в 2009 году.

Подход, предлагаемый на рынке такими компаниями, как Infinera , Alcatel-Lucent , Huawei и Ciena, предполагает использование нескольких лазерных источников. Infinera использует свою технологию крупномасштабных фотонных интегральных схем (PIC), в то время как другие поставщики систем создают суперканальные линейные карты, используя преимущественно дискретные оптические компоненты.

с десятью несущими и поляризационным мультиплексированием с квадратурной фазовой манипуляцией Решение суперканала Infinera было впервые развернуто в середине 2012 года и состоит из суперканала (PM-QPSK) со скоростью 500 Гбит/с, реализованным на одной линейной карте. Infinera также продемонстрировала суперканальное решение PM-16QAM с десятью несущими , которое должно соответствовать тому же форм-фактору, что и текущий продукт со скоростью 500 Гбит/с. Infinera утверждает, что эта технология внедрена более чем двадцатью клиентами по всему миру.

Nortel (теперь Ciena) впервые выпустила на рынок суперканальный трансивер PM-BPSK 50 Гбит/с и PM-QPSK 100 Гбит/с в конце 2009 года. Alcatel-Lucent, Ciena и Huawei анонсировали двухчастотную сеть PM 200 Гбит/с. -Конструкции суперканалов QPSK, которые также могут работать на скорости 400 Гбит/с с использованием модуляции PM-16QAM с более короткой оптической дальностью действия. Первое коммерческое развертывание суперканала со скоростью 400 Гбит/с использовало Alcatel-Lucent 400G Photonic Service Engine (PSE) в сети Orange.

Примечания и ссылки

С. Чандрасекхар, К. Лю, Б. Чжу и Д. Пекхэм, «Передача когерентного OFDM-суперканала без защитных интервалов со скоростью 1,2 Тбит/с и 24 несущими на расстояние 7200 км по оптоволокну сверхбольшой площади», Документ после крайнего срока PD 2.6, ECOC 2009, Вена, Австрия, 20–24 сентября (2009 г.).
Говинд П. Агравал: «Волоконно-оптические системы связи, 4-е издание». ISBN 978-0-470-50511-3 (2010).
Габриэлла Боско и др.: «О производительности терабитных суперканалов Nyquist-WDM на основе поднесущих PM BPSK, PM-QPSK, PM-8QAM или PM-16QAM». Журнал световых технологий, Vol. 29, № 1, 1 января 2011 г.
В. Ши, К. Янг и Ю. Ма, «Когерентная оптическая OFDM-передача со скоростью 107 Гбит/с по оптоволокну SSMF на расстояние 1000 км с использованием ортогонального мультиплексирования полос», Opt Express, 16(9), 6378-6386 (2008), http. ://www.opticsinfobase.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-16-9-6378&id=157340
А.Сано, Э.Ямада, Х.Масуда, Э.Ямадзаки, Т.Кобаяши, Э.Ёсида, Ю.Миямото, Р.Кудо, Ко.Исихара и Й.Такатори «Когерентное оптическое OFDM без защитного интервала для Передача WDM на большие расстояния 100 Гбит/с», J. Lightwave Technol. 27, 3705-3713 (2009)
X.Zhou, LENelson, P.Magill, R.Isaac, B.Zhu, DWPeckham, PIBorel и K.Carlson, «PDM-Nyquist-32QAM для передачи WDM со скоростью 450 Гбит/с на канал на частоте 50 ГГц ITU- Т-сетка», J. Lightwave Technol. 30, 553 – 559 (2012)
К.Лю, Дж.Пан, Т.Детвайлер, А.Старк, Ю.Тсуе Г.К.Чанг и С.Э.Ральф «Проектирование суперприемника для суперканальных когерентных оптических систем», Proc. SPIE, 8284, 1–8 (2012).
Цзэн, Тао. «Суперканальная система передачи на основе многоканальной коррекции». Оптика экспресс 21.12 (2013): 14799–14807. http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-21-12-14799
Легкое чтение: «Infinera претендует на долю в 100G». http://www.lightreading.com/long-haul-wdm-equipment/infinera-claims-top-100g-share/240143572
Легкое чтение: «Verizon включает 100G в Европе». http://www.lightreading.com/ethernet-ip/verizon-switches-on-100g-in-europe/d/d-id/673196
Легкое чтение: «Huawei представляет новый прототип WDM». http://www.lightreading.com/optical-equipment/huawei-unveils-new-wdm-prototype/240140353
Легкое чтение: «AlcaLu утверждает, что 400G — это круто». http://www.lightreading.com/optical-equipment/alcalu-claims-400g-is-hot/240140479
Легкое чтение: «За пределами 100G: производители оптических систем стремятся к 400G». http://www.lightreading.com/beyond-100g-optical-vendors-push-for-400g/240145009
Суперканальный продукт Alcatel-Lucent 400G PSE, коммерчески доступный с 2013 года. https://www.alcatel-lucent.com/innovation/400g-pse