Hurtig, fiberoverførsel med høj kapacitet bliver virkelig for datacentre

En forkant, "off-line" signaloverførselsmekanisme, eksperimentelt demonstreret for bare et par år siden, er nu online som et tovejs transmissionssystem i realtid. På OFC 2018, den vigtigste årlige begivenhed inden for optisk kommunikation, afholdes den 11.-15. marts i San Diego, Californien, et forskerhold fra Nokia vil rapportere i realtid, tovejs transmission af 78 sammenflettet, 400 gigabit per sekund (Gb/s) kanaler med en fiberkapacitet på 31,2 terabit per sekund (Tb/s).

Med det dobbelte af den 200 Gb/s standardhastighed, der findes i de fleste applikationer, C-båndsignalerne blev transmitteret over en enkelt, 90 kilometer lang single-mode fiber. En sådan høj transmissionskapacitet og -hastighed ville tilbyde en særlig attraktiv kapacitetsbump til nuværende datacenterforbindelser, hvor nærliggende datacentre er koblet sammen til en enkelt, større center.

Grundlæggende set der er to måder at øge et datacenters kapacitet på:enten øge antallet af (parallelle) fibre, som dataene bevæger sig igennem, eller øge, hvor mange data du sender via eksisterende fibre. Selvom brugen af ​​yderligere fibre er en mere ligetil fremgangsmåde (især for datacentre, der normalt lejer fibre til brug), det er dyrt både i pris og strømforbrug.

Måske ikke overraskende, der er stor interesse for at finde måder at øge transmissionskapaciteten på fibre, der allerede er i brug. Efterhånden som multiplexere (enheder, der kombinerer flere signaler til et) og transpondere bliver mere sofistikerede, det samme gør de tilgængelige signalkodnings-/dekodningsprocesser. Nuværende standarder for bølgelængde division multiplexerede (WDM) signaler, for eksempel, kan kombinere op til 96 kanaler på C -bånd.

Off-line proof-of-princip-eksperimenterne demonstrerede først den høje kapacitet, fejlfri 400 Gb/s WDM-transmission udnyttet en meget høj spektral effektivitet for at øge kapaciteten i fiberen. Selvom dette ikke er den første real-time implementering af 400 Gb/s kanaler, det er det første, der har succes med en imponerende 8 bit pr. sekund pr. hertz spektral effektivitet.

"Indtil nu, tre forskellige virksomheder har demonstreret en real-time 400 Gb/s transponder i løbet af de sidste tre år, men vi er de eneste, der rapporterer 400 Gb/s med så høj spektral effektivitet, "sagde Thierry Zami, hvem der vil præsentere teamets arbejde. "Den spektrale effektivitet giver os mulighed for at levere en ganske stor fiberkapacitet. Så, i dette tilfælde hævder vi 31,2 Tb/s, men i praksis, uden begrænsninger med hensyn til antallet af indlæsningskanaler i vores laboratorium, vi kunne have nået omkring 38 Tb/s over hele C -båndet. Dette er virkelig et af de innovative punkter. "

Ud over at bruge realtid, kommercielt tilgængelige transpondere, opsætningen brugte komponenter, der er i overensstemmelse med gældende netværksstandarder. Efter at have testet den ensrettede transmissionskonfiguration, Zami og hans team ønskede at forbedre de resulterende Q2 -marginaler yderligere, som repræsenterer signal til støj effektforholdet.

"Det var vigtigt for os at opretholde en simpel forstærkning, kun baseret på erbium -dopede fiberforstærkere, og for at bruge standardfibre, "sagde Zami." For at øge systemmargenerne observeret med den ensrettet opsætning, vi kunne have besluttet at lave det samme ensrettet eksperiment med lidt større kanalafstand, for eksempel. Men vi sagde, 'nej', fordi vi ønskede at forblive kompatible så meget som muligt med standardgitteret. "

Teamet udviklede i stedet en tovejs transmission oprettet med den samme 90 kilometer lange fiber, hvor de lige og ulige 400 Gb/s kanaler, med samme 50 GHz netafstand, transmittere i modsatte retninger. Til denne konfiguration, de målte Q2 -marginer mindst dobbelt så store som for den ensrettede version. Og fordi det beskæftigede to 100 GHz-adskilte multiplexere til at oprette 50 GHz-kanalafstanden, i modsætning til det ensrettede systems individuelle 50 GHz multiplexer, det drager fordel af bredere filtrering for at udvise bedre tolerance over for frekvensafstemning.