A desenvolvedora de equipamentos de telecomunicações Ciena lançou um sistema de processamento de sinal óptico. Isso aumentará a velocidade de transferência de dados em fibra óptica em até 800 Gb / s.
Fotos - Timwether - CC BY-SASob o corte - sobre os princípios de seu trabalho.
Precisa de mais fibra
Com o lançamento de uma nova geração de redes e a disseminação da Internet das coisas - segundo algumas estimativas, seu número
chegará a 50 bilhões em três anos - o volume do tráfego mundial só aumentará. A Deloitte diz que a infraestrutura de fibra óptica existente, que é a base das redes 5G, não é suficiente para essa carga. A visão da agência analítica é apoiada por
empresas de telecomunicações e provedores de nuvem.
Para remediar a situação, mais e mais organizações estão trabalhando em sistemas que aumentam a largura de banda da "ótica". Uma das soluções de hardware foi desenvolvida na Ciena - denominada WaveLogic 5. Segundo os engenheiros da empresa, o novo processador é capaz de fornecer taxas de transferência de dados de até 800 Gb / s em um único comprimento de onda.
Como a nova solução funciona
A Ciena introduziu duas modificações no processador WaveLogic 5. O primeiro é chamado WaveLogic 5 Extreme. É um
ASIC que atua como um processador de sinal digital (
DSP ) de uma rede de fibra óptica. O DSP converte o sinal de elétrico em óptico e vice-versa.
O WaveLogic 5 Extreme suporta largura de banda de fibra de 200 a 800 Gb / s - dependendo da distância para a qual você deseja enviar o sinal. Para uma transmissão de dados mais eficiente, a Ciena introduziu o algoritmo de
modelagem de constelação probabilística (PCS) no firmware do processador.
Esta constelação é um conjunto de valores de amplitude (pontos) para os sinais transmitidos. Para cada um dos pontos da constelação, o algoritmo PCS calcula a probabilidade de distorção dos dados e o valor da energia necessária para enviar o sinal. Depois disso, ele escolhe a amplitude para a qual a relação sinal / ruído e o consumo de energia serão mínimos.
O processador também usa o sinal do algoritmo de correção de erro direto ( FEC ) e da multiplexação por divisão de frequência ( FDM ). Para proteger as informações transmitidas, o algoritmo de criptografia AES-256 é usado .
A segunda modificação do WaveLogic 5 é uma série de módulos ópticos plugáveis Nano. Eles podem enviar e receber dados em velocidades de até 400 Gbit / s. Os módulos têm dois fatores de forma - QSFP-DD e CFP2-DCO. O primeiro é pequeno e projetado para redes de 200 ou 400GbE. Devido à alta velocidade de conexão e baixo consumo de energia, o QSFP-DD é adequado para soluções de data center. O segundo fator de forma - CFP2-DCO - é usado para enviar dados a distâncias de centenas de quilômetros, sendo usado em redes 5G e na infraestrutura de provedores de Internet.
O WaveLogic 5 estará à venda no segundo semestre de 2019.
Foto - PxHere - PDVantagens e desvantagens do processador
O WaveLogic 5 Extreme foi um dos primeiros processadores no mercado a transmitir dados no mesmo comprimento de onda, a uma velocidade de 800 Gb / s. Para muitas soluções competitivas, esse número é de 500 a 600 Gbit / s. A Ciena tem a vantagem de expandir a capacidade do canal óptico em 50% e aumentar sua
eficiência espectral em 20%.
Mas há uma dificuldade - com a compressão do sinal e o aumento da taxa de transferência de dados, existe o risco de distorção da informação. Aumenta com o aumento da distância. Por esse motivo, o processador
pode ter dificuldade em enviar um sinal por longas distâncias. Embora os desenvolvedores digam que o WaveLogic 5 é capaz de transmitir dados "através dos oceanos" a uma velocidade de 400 Gbit / s.
Análogos
Sistemas para aumentar a taxa de transferência de fibra também estão sendo desenvolvidos pela Infinite e pela Acacia. A solução da primeira empresa é chamada ICE6 (ICE - Infinite Capacity Engine). É composto por dois componentes - um circuito integrado óptico (PIC - Photonic Integrated Circuit) e um processador de sinal digital na forma de um chip ASIC. O PIC nas redes converte um sinal de óptico para elétrico e vice-versa, e o ASIC é responsável por sua multiplexação.
Um recurso do ICE6 é
a modelagem de pulso . Um processador digital divide a luz de um determinado comprimento de onda em frequências adicionais da subportadora, o que expande o número de níveis disponíveis e aumenta a densidade espectral do sinal. Espera-se que o ICE6, como o WaveLogic, forneça velocidade de transferência de dados em um canal no nível de 800 Gb / s. O produto deve estar à venda até o final de 2019.
Quanto à Acacia, seus engenheiros criaram o módulo AC1200. Ele fornecerá uma taxa de transferência de dados de 600 Gbit / s. Essa velocidade é alcançada usando a formação 3D da constelação de sinal: os algoritmos no módulo alteram automaticamente a frequência de uso dos pontos e sua posição na constelação, ajustando a largura de banda dos canais.
Espera-se que novas soluções de hardware aumentem a largura de banda da fibra óptica, não apenas a distâncias dentro da mesma cidade ou região, mas também a distâncias mais significativas. Para fazer isso, os engenheiros precisam superar as dificuldades associadas ao ruído do canal. O aumento da capacidade das redes submarinas afetará positivamente a qualidade dos serviços dos provedores de IaaS e das grandes empresas de TI, uma vez que eles “
geram ” metade do tráfego transmitido pelo fundo do oceano.
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