РАЗРАБОТКА DWDM-СИСТЕМЫ ЁМКОСТЬЮ 25 ТБИТ/C
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Оптические транспортные сети
Разработка DWDM-системы ёмкостью 25 Тбит/c
Трещиков В.Н.
Генеральный директор
ООО «Т8», к.ф.-м.н.
П
риведено описание разрабатываемой компанией «T8» Максимальная ёмкость 88-канальной DWDM системы на основе
DWDM-системы с ёмкостью (суммарной скоростью) транспондера TS-100Е составляет 8,8 Тбит/с (С-диапазон с полосой
25 Тбит/с. Система основана на передаче в спектральных 4,4 ТГц), спектральная эффективность 2 бит/с/Гц) [2, 3].
C+L диапазонах 250 каналов скоростью 100 Гбит/с и плот- С использованием разработанного оборудования установлены
ностью расположения каналов 33 ГГц. Используемый четырёх- 2 мировых рекорда дальности передачи информации:
уровневый фазовый формат модуляции с поляризационным 1. осуществлена передача 100G на 4000 км в 80-канальной
мультиплексированием (формат DP-QPSK) обеспечивает соче- DWDM системе в многопролётной линии вязи. Запас по OSNR
тание высокой спектральной и энергетической эффективности. составил 8 дБ, что позволяет увеличить линию до 8000 км [4, 5];
Тем самым обеспечивается максимальная производительность 2. осуществлена передача сигнала с канальной скоростью
системы связи (произведение дальности на суммарную скорость 100 Гбит/с на 500 км в однопролётной линии [6, 7].
передачи информации). Параметры разработанных транспондеров 100G позволяют
Для обеспечения скорости 25 Тбит/с шаг DWDM сетки следует обеспечить скорость передачи 8,8 Тбит/с в C-диапазоне при исполь-
уменьшить до 37,5 ГГц или 33,3 ГГц. зовании стандартной сетки 50 ГГц. При использовании C+L — диа-
пазона скорость передачи в сетке 50 ГГц может быть увеличена
Введение до 18 Тбит/с. Для доведения ёмкости до 25 Тбит/с необходимо
Экономически наиболее перспективно постепенное увеличе- уменьшить сетку примерно в 1,5 раза.
ние канальных скоростей в действующих DWDM-системах связи. В статье приведена архитектура и требования к компонен-
Компанией «Т8» разработана линейка транспондеров (см. рис. 1) там разрабатываемой компанией «Т8» DWDM-системы ёмкостью
[1] со скоростями 2,5/10/40 и 100 Гбит/c, позволяющая решить за- 25 Тбит/с.
дачу увеличения скорости передачи действующих систем связи
в C-диапазоне с 0,22 Тбит/c до 8,8 Тбит/c. Архитектура разрабатываемой DWDM системы ёмкостью 25 Тбит/с
Разработка такого оборудования ведётся компанией «T8». Клю- Архитектура разрабатываемой системы с ёмкостью 25 Тбит/с
чевыми компонентами проектируемого оборудования являются на одно волоконное соединение приведена на рис. 2. Техническое
транспондер TS-100E и агрегирующий транспондер MS-100E-T10 решение основано на использовании 250 информационных кана-
(оба на скорость в линии 100 Гбит/c), серийно производимые ком- лов со скоростью 100 Гбит/с каждый в формате DP-QPSK [8]. Для
панией [1]. облегчения управляемости системой каждые десять каналов объ-
Благодаря использованию формата DP-QPSK и коррекции оши- единены в суперканалы, скорость передачи информации по каж-
бок на основе алгоритмов мягкого принятия решений SoftFEC дому суперканалу составляет 1 Тбит/с. Всего используется 25 су-
с избыточностью 20 % достигнуто рекордное низкое значение тре- перканалов.
буемого OSNR в транспондерах 100 Гбит/с, равное 12,5 дБ. Макси- Возможны два варианта реализации системы, отличающиеся
мальное значение накопленной дисперсии составляет 70000 пс/нм. расстоянием между DWDM каналами (сеткой частот):
• расстояние между каналами 50 ГГц (0,4 нм ), используются ги-
бридные EDFA усилители в С и L+UL диапазонах с расширени-
ем полосы рамановскими усилителями; полная ширина спект
ра усиления — более 100 нм ;
• расстояние между каналами 33 ГГц (0,26 нм ), полная ширина
спектра усиления — более 70 нм , предполагается использование
С и L EDFA и/или гибридных EDFA –рамановских усилителей.
Каждое из решений имеет определённые преимущества и не-
достатки.
Первое решение основано на использовании стандартизован-
ной DWDM сетки c шагом 50 ГГц. Для такой сетки промышлен-
но выпускаются и коммерчески доступны пассивные оптические
компоненты: мультиплексоры, демультиплексоры, полосовые
фильтры, мультиплексоры ввода/вывода, в том числе перестраи-
ваемые.
Однако в настоящее время не выпускаются активные компо-
Рис. 1. Линейка разработанных транспондеров ненты транспондеров — передатчики и приёмники, предназна-
24 | фотон-экспресс | №2 (106) | март, 2013Оптические транспортные сети
25 СК x 1 Тбит/с ch ch
1 2 3 4 5 6
1 1
DEMUX
2 2 C-диапазон L-диапазон
MUX
а)
...
...
...
...
Amp
25 25
Рис. 3. Расстояние между каналами и требуемая полоса усиления усилителей. При
Модернизированные Мультиплексор
транспондеры и демультиплексор расстоянии =33 ГГц (0,26 нм ) и числе каналов 250 необходимо использовать C и L
диапазоны эрбиевого усилителя EDFA (полоса более 70 нм )
Rx Tx
Клиентские интерфейсы
10 x 100 Gigabit Ethernet
1 - 100G EDFA
Tx Rx l1 крёстных помех спектр каждого канала должен быть близок к пря-
Rx Tx
2 - 100G моугольному.
Суперканал
MU X
l2 Рис. 3. показывает взаимосвязь между расстоянием между ка-
1 Тбит/c
Tx Rx
DEMUX
б) налами и требуемой полосой усиления усилителей.
Rx Tx Для реализации проекта выбрано второе из обозначенных вы-
10 - 100G ше решений. Его реализация потребует создания следующих клю-
Tx Rx l
10 чевых компонентов:
Блок формирования суперканала (1)
• транспондеры (мукспондеры) для передачи 100 Гбит/с в DWDM
канале на базе формата DP-QPSK с возможностью перестройки
Полосовой Полосовой лазера с шагом 33 ГГц и возможностью работы в С и L диапазо-
демультиплексор мультиплексор нах, в т. ч. разработка оптического модуля для работы в L диапа-
зоне;
• технология формирования оптических сигналов с близким
EDFA
C-диапазон к прямоугольному спектром излучения для сверхплотного рас-
положения DWDM каналов (технология Найквист WDM);
в) • гибридные оптические усилители с шириной спектра до 70 нм
DEMUX
MUX
и оптические усилители с поддержкой С+L диапазона с шири-
ной спектра более 100 нм .
EDFA
L-диапазон
Транспондер 100 Гбит/с DP-QPSK с возможностью перестройки
Блок усилителя (4) лазера с шагом 33 ГГц и возможностью работы
в С и L диапазонах
Рис. 2. Транспондер принимает со стороны клиента информационный
а) Архитектура системы связи 25 Тбит/с (показано только одно направление): поток в формате 100 Gigabit Ethernet (100 GE) в виде 10 согласован-
1 — блоки формирования суперканала, ных оптических или электрических потоков по 10 Гбит/с. С помо-
2 — суперканалы 1 Тбит/c, щью клиентских приёмо-передатчиков CFP сигналы декодируют-
3 — мультиплексор, ся, восстанавливаются и в виде 10 потоков по 10 Гбит/с подаются
4 — блок усилителя, на DSP Framer, который осуществляет цифровую обработку, вклю-
5 — волокно, чающую в себя преобразование (изменение) формата представле-
6 — демультиплексор; ния сигнала, создание пакетов в формате OTN, в некоторых вари-
б) Блок формирования суперканала; антах вносит необходимую для кодирования с исправлением оши-
в) Блок усилителя (показано только одно направление). бок дополнительную информацию.
Информационный поток в формате OTN, состоящий из 10 со-
ченные для работы в L-диапазоне спектра. Также не выпускают- гласованных потоков электрических сигналов по 10 Гбит/с, посту-
ся усилители с полосой более 100 нм (C+L+UL диапазон). Такие пает на микросхему цифровой обработки и преобразования сигна-
усилители необходимы для одновременного усиления 250 пере- ла (DSP-LSI). В DSP-LSI производится преобразование 10х10 Гбит/с
даваемых по линии связи DWDM-каналов. Создание усилителя сигналов в 4 согласованных потока по 25 Гбит/с, затем осуществля-
с полосой усиления более 100 нм — трудная задача, требующая ется избыточное кодирование, предназначенное для последующего
проведения научных исследований для выбора оптимального тех- исправления ошибок на стороне приёмника). В результате кодиро-
нического решения и проверки выбранного решения на прото- вания скорость каждого из 4 согласованных потоков увеличивается
типе. до 32 Гбит/с. После этого в микросхеме DSP-LSI производится коди-
Для реализации второго решения требуются усилители с поло- рование для реализации формата DP-QPSK. Затем четыре сигнала
сой 70 нм . Хотя такие усилители тоже не выпускаются промыш- по 32 Гбит/с микросхемой MUX преобразуется в 4 высокочастотных
ленно, их создание — существенно более простая задача, чем уси- аналоговых сигнала (полоса более 30 ГГц), которые поступают на вхо-
лителей с полосой 100 нм . ды высокоскоростных усилителей (RF Driver), где сигнал усиливает-
Однако для реализации второго решения необходима разра- ся до требуемой амплитуды и подаётся на модулятор DP-QPSK ин-
ботка специализированного активного и пассивного оборудова- тегрированного когерентного оптического передатчика (ICT).
ния. Требующееся оборудование должно быть способно работать Сигнал с выхода передатчика DP-QPSK после мультиплекси-
с нестандартной DWDM-сеткой 33 ГГц. Кроме того, необходима рования и усиления и вводится в волоконно-оптическую линию
разработка методов управления спектральными характеристика- связи. Структура оптического сигнала в формате DP-QPSK приве-
ми оптических сигналов в каждом канале. Для уменьшения пере- дена на рис. 4.
март, 2013 | №2 (106) | фотон-экспресс | 25Оптические транспортные сети
11 11 Многоканальный Многоканальный
Сигнал мультиплексор демультиплексор
10 01 10 01
Полосовой Полосовой
E Rx (t ) E Ry (t ) Транспондеры демультиплексор мультиплексор Транспондеры
Волокно
00 00
1 1
TX 1 RX 1
С-диапазон
Рис. 4. Структура оптического сигнала в формате 2 EDFA 2
TX 2 RX 2
DP-QPSK C-диапазон
250 каналов
250 каналов
DEMUX
DEMUX
i i
MUX
MUX
TX i RX i
Сигнал, прошедший через волокон- i+1 i+1
L-диапазон
но-оптическую линию связи, поступает TX i+1 RX i+1
на приёмник DP-QPSK. В интегрирован- EDFA
250 250
ном оптическом приёмнике ICR входной TX 250 L-диапазон RX 250
сигнал делится поляризационным дели-
телем PBS, и компоненты с ортогональ-
ными поляризациями подаются на два Рис. 5. Структура DWDM системы связи с емкостью 25 Тбит/с
смесителя со сдвигом фазы 90 градусов
(90-deg hybrid). На эти же смесители пода- Обеспечение перестройки оптического 1) жёсткая оптическая фильтрация
ётся опорное излучение от лазера. На сме- модуля 100G DP-QPSK с шагом 33 ГГц с применением фильтров, имеющих пря-
сителях 90-deg hybrid происходит опти- и возможности работы в С-диапазоне моугольный спектр пропускания и
ческое смешение поляризованных ком- С точки зрения технической реализуе- 2) использование электронных методов
понент сигнала с опорным излучением. мости и экономичности наиболее пер- управления спектром сигнала.
Причём каждая из поляризованных ком- спективным вариантом создания систем Наибольший эффект должно дать соче-
понент делится на две части. Одна компо- связи со скоростью 20–30 Тбит/с является тание обоих методов. Механизм действия
нента смешивается с опорным излучением DWDM система связи, использующая 250 жёсткой фильтрации довольно прост: если
без сдвига фазы, а вторая часть — смеши- каналов в C и L диапазонах, формат мо- сигнал с широким спектром от передаю-
вается с опорным излучением, сдвинутым дуляции DP-QPSK с канальной скоростью щего устройства проходит через фильтр
по фазе на 90 градусов. Каждый из четы- 100 Гбит/с и плотностью расположения ка- с прямоугольным спектром, то спектр вы-
рёх смешанных сигналов детектируется налов 33 ГГц. ходного сигнала будет иметь крутые боко-
дифференциальным приёмником и по- Для реализации такой DWDM систе- вые границы. Однако центральная часть
даётся на трансимпедансный усилитель. мы связи со скоростью 25 Тбит/с требует- спектра при фильтрации обычных сигна-
С выхода трансимпедансных усилителей ся разработка активных компонентов, рабо- лов оказывается неравномерной. Исправить
LCR четыре высокочастотных аналого- тающих в L-диапазоне (см. рис. 5). Для реа- ситуацию может использование специаль-
вых электрических сигнала (полоса более лизации заложенных в проекте решений ных согласованных со спектром передатчи-
30 ГГц) поступают на микросхему цифро- требуется разработка оптического модуля, ка фильтров. Идея согласованного фильтра
вой обработки и преобразования сигна- обладающего рядом необходимых функ- состоит в том, что исправить неравномер-
ла (DSP-LSI). ций и технических характеристик, кото- ность спектра в центральной части позво-
В микросхеме DSP-LSI входящие 4 ана- рых в полном объёме нет в разработанных ляет использование фильтра с увеличенны-
логовых сигнала оцифровываются с ис- другими компаниями оптических модулях. ми потерями в центральной части полосы
пользованием 8-битовых АЦП с тактовой В частности, к таким функциональным воз- пропускания и максимальным пропуска-
частотой 60 гигасимволов в секунду. Затем можностям относятся следующие: нием вблизи краев полосы пропускания.
сформированные 4 потока выравнивают- • возможность работы в L-диапазоне;
ся в цифровом процессоре (DSP) в режи- • поддержка DWDM сетки 33 ГГц; Управление сетью с использованием
ме реального времени. DSP осуществля- • электронное управление спектром из- терабитных суперканалов
ет синхронизацию, компенсацию хрома- лучения каналов. В системе связи с суммарной ёмко-
тической дисперсии и поляризационной В разрабатываемом оптическом модуле стью 25 Тбит/с при использовании форма-
модовой дисперсии и исправление ошибок нами предусмотрено использование задаю- та 100 Гбит/с DP QPSK необходимо одно-
с применением исправляющего ошибки щих и опорных лазеров, длина волны излуче- временно передавать 250 DWDM каналов.
кода SoftFEC с избыточностью 15 % (LDPC ния которых перестраивается с шагом 33 ГГц Однако возрастание числа DWDM каналов
код). Используемый в разрабатываемом как в C, так и в L-диапазонах. Для создания до нескольких сот существенно усложняют
устройстве алгоритм обработки обеспе- усилителей с полосой усиления более 70 нм управление сетью.
чивает электронную компенсацию хрома- предусмотрено использование двухканаль- Оптимальным решением, позволяющим
тической дисперсии до 70000 пс/нм. По- ных усилителей с полосовым демультиплек- сохранить дальность передачи и увеличить
сле компенсации искажений и LDPC-об- сором и мультиплексором, схема которого эффективность управлению сетью является
работки сигнала формируется 4 потока показана в центральной части рис. 5. использование множества несущих в одном
по 25 Гбит/с, которые преобразуются в 10 объединённом канале, который принято на-
по 10 Гбит/с потоков OTN. Оптимизация формы спектра DP-QPSK зывать суперканалом. Несущие частоты, от-
Далее сигналы (10х10 Гбит/с) попада- сигнала с канальной скоростью носящиеся к одному каналу, принято назы-
ют на DSP Framer, где из OTN контейне- 100 Гбит/с вать поднесущими частотами, рис. 6. По-
ра извлекается клиентский сигнал. С ис- Для уменьшения перекрёстных помех скольку наибольшей производительностью
пользованием информации о скорости от соседних каналов при сверхплотном рас- обладают системы связи на основе формата
клиентского сигнала она восстанавлива- положении каналов необходимо сформи- DP-QPSK, то именно его целесообразно ис-
ется. В результате формируется клиент- ровать спектр сигналов, близкий к прямо- пользовать в сочетании с одной из техноло-
ский поток, который передаётся клиен- угольному. Для этого предполагается ис- гий передачи информации на многих под-
ту через CFP. пользование двух технологий: несущих: OFDM, OWDM или Nyquist WDM.
26 | фотон-экспресс | №2 (106) | март, 2013Оптические транспортные сети
Формат моду- DP-DPSK DP-QPSK DP-8QAM DP-16QAM DP-32QAM DP-64QAM
ляции
а)
бит/символ 2x1 2x2 2x3 2x4 2x5 2x6
Суперканал
(поднесущие) f
Сигнальное
созвездие
б)
f
Защитные полосы
Рис. 6. Спектр DWDM сигнала, состоящего Штраф по OSNR, 0 0 2 4 6 8,5
из терабитных суперканалов, содержащих по 10 дБ
поднесущих в формате DP-QPSK: (а) — спектр одного Таблица 1. Уменьшение энергетической эффективности (штраф по OSNR) многоуровневых форматов модуляции
суперканала, (б) — спектр DWDM сигнала в рабочем относительно формата DP-DPSK. Штраф равен 0 только для формата DP-QPSK
диапазоне спектра. Суперканалы разделены некоторой
неиспользуемой (защитной) спектральной полосой, до 100 Гбит/с, а тем более до 400 Гбит/с, на- стемах связи на основе многоуровневых
необходимой при работе с оптическими до использовать многоуровневые форматы форматов модуляции при n больше 4.
маршрутизаторами ROADM и WSS, которые модуляции с информационной ёмкостью На этом рисунке показана зависимость
маршрутизируют и переключают их как единое целое более 2 бит/символ. максимальной дальности (достигну-
Когерентные системы связи позволя- той экспериментально) от спектраль-
Суперканал — это совокупность не- ют реализовывать любые многоуровневые ной эффективности при использова-
скольких (порядка 10) очень плотно рас- форматы модуляции, обеспечивая увеличе- нии различных форматов модуляции:
положенных оптических каналов, несущие ние скорости передачи информации в не- DP-QPSK, 16QAM и 32QAM. Закрашен-
частоты которых обычно называют оптиче- сколько раз в зависимости от ёмкости фор- ные и пустые символы соответствуют
скими поднесущими. Предполагается, что мата. каналам с одной несущей и со многи-
суперканал при прохождении по оптиче- В частности, формат DP-QPSK, обла- ми несущими. Несмотря на использова-
ской сети будет управляться оптически- дая ёмкостью 4 бит/символ, обеспечива- ние волокна с малыми потерями с низ-
ми маршрутизаторами и коммутаторами ет спектральную эффективность 2 бит/Гц кой нелинейностью дальность передачи
как единое целое и его суммарная скорость при расстоянии между соседними канала- сигналов со спектральной эффективно-
передачи информации будет в терабитном ми 50 ГГц и канальной скорости 100 Гбит/с. стью больше 4 бит/с/Гц оказалась очень
диапазоне. Например, терабитный супер- В лабораторных экспериментах спектраль- малой из-за высокой подверженности
канал может быть образован 10 поднесу- ная эффективность формата DP-QPSK до- линейным и нелинейным искажениям
щими, каждая из которых передает сигнал ведена до 3–4 [10, 11]. Это теоретически по- форматов модуляции nQAM при n боль-
со скоростью 100G в формате DP-QPSK. Та- зволяет увеличить общую ёмкость системы ше 4. Среднее значение произведения
ким образом, эта технология будет способ- до 25 Тбит/с на одно волокно при исполь- спектральной эффективности на даль-
на поддерживать будущий стандарт Terabit зовании полосы 8,4–6,25 ТГц (50–66,4 нм ) ность (назовем её производительностью
Ethernet. соответственно. PR) примерно равно 5000 км·бит/с/Гц
В работе [9] исследованы характери- Альтернативным решением увеличения для DP-nQAM форматов и PR примерно
стики передачи терабитного суперка- производительности DWDM-системы явля- равно 27000 км·бит/с/Гц для DP-QPSK.
нала, образованного 10 поднесущими ется использование многоуровневой nQAM Это неоспоримо свидетельствует о том,
(10x100 Гбит/с) DP-QPSK. При расстоянии модуляции и соответствующее увеличение что производительность систем на ос-
по частоте между поднесущими 27,5 ГГц канальной скорости (200 и 400 Гбит/c). Од- нове DP-QPSK более чем в 5 раз вы-
(SE = 3,6) дальность передачи по стандарт- нако главный недостаток многоуровневой ше, чем производительность систем
ному волокну составила 2226 км, а при рас- nQAM модуляции — уменьшение дально- на основе DP-nQAM. Поэтому исполь-
стоянии 30 ГГц — 2600 км (SE = 3,3). сти передачи из-за энергетического штрафа зование 100 Гбит/с DP-QPSK с плотной
Увеличение канальной скорости при (см. табл. 1), уменьшение расстояния между спектральной сеткой (33,3 или 25 ГГц)
сохранении одной несущей наталкивается регенераторами и усилителями и необхо- является лучшим выбором для созда-
на проблему резкого уменьшения дально- димость замены кабельной инфраструкту- ния систем связи с суммарной скоро-
сти передачи без регенерации. Необходи- ры оптических сетей операторов связи. Как стью 25 Тбит/с. Поскольку при исполь-
мость строительства дополнительных уси- показано в работах [12, 13] даже при строи- зовании сетки 33,3 ГГц не требуется
лительных пунктов приводит к удорожа- тельстве абсолютно новых сетей связи ре- применение сложных алгоритмов мно-
нию систем связи. шение на основе формата DP-QPSK являет- госимвольной обработки (MAP или
ся более экономически эффективным, чем MLSE), то DWDM системы связи с фор-
Перспективы использования технические решения на основе nQAM мо- матом модуляции 100 Гбит/с DP-QPSK,
многоуровневых форматов модуляции дуляции. имеющие суммарную ёмкость порядка
Увеличение ёмкости систем связи удо- Из табл. 1 видно, что с увеличением числа 12–15 Тбит/с, могут быть реализованы
влетворяется за счёт роста канальной ско- символов расстояние между ними в евкли- на основе коммерчески доступных ком-
рости передачи информации и спектраль- довом пространстве быстро сокращается. понент с использованием только С-диа-
ной эффективности использования ра- К сожалению, это приводит к значительно- пазона.
бочих спектральных областей. Скорость му ухудшению энергетической эффектив- Как следует из рис. 7, дальность без-
передачи символов ограничивается фи- ности формата, т. е. возрастает чувствитель- регенерационной передачи информа-
зическими факторами на уровне око- ность к шумам и требуемый OSNR (табл. 2). ции с использованием форматов моду-
ло 50 Гбод. Поэтому для увеличения ка- Рис. 3 наглядно иллюстрирует рез- ляции nQAM c n большим 4 ограничена
нальной скорости передачи информации кое снижение дальности передачи в си- величиной порядка 500 км. Использова-
март, 2013 | №2 (106) | фотон-экспресс | 27Оптические транспортные сети
Формат модуляции DP-QPSK DP-QPSK DP-QPSK DP-8QAM DP-16QAM DP-32QAM DP-QPSK DP -8QAM DP DP
-16QAM -32QAM
Скорость передачи, Гбит/с 100 100 200 400
Бит/символ 4 4 4 6 8 10 4 6 8 10
Межканальный интервал, ГГц 50 33,7 100 50 50 50 200 150 100 100
SE, бит/c/Гц 2 3 2 4 4 4 2 2,7 4 4
Количество каналов в C-диапазоне (в C-+L диапазоне) 88 130 (250) 44 88 88 88 22 30 44 44
Полная емкость, Тбит/c 8,8 13 (25) 8,8 17,6 17,6 17,6 8,8 12,0 17,6 17,6
Требуемый OSNR, дБ 12,2 14,2-15,2 15,2 17,2 19,2 21,2 18.2 20.2 22,2 24,2
Штраф по отношению к 100G 0 2-3 3 5 7 9 6 8 10 12
Таблица 2. Обзор вариантов увеличение пропускной способности DWDM-систем на основе различных форматов модуляции [10, 14]
ние же регенерационных пунктов эконо- позволит кратно увеличить скорость пе- син С. О., Трещиков В. Н., Убайдуллаев Р. Р. Не-
мически нецелесообразно. Таким обра- редачи информации в DWDM системе линейный интерференционный шум
зом, наиболее целесообразна разработка без необходимости доработки оборудо- в 100 Гбит/с DP-QPSK системах связи. Кванто-
систем с форматом модуляции DP-QPSK. вания, которое будет разработано в хо- вая электроника. 2013. В печати.
Спектральная эффективность систем свя- де проекта. Например, при использова- 6. T8 and Corning Demonstrated a 100G
зи на основе DP-QPSK может быть доведе- нии 8-сердцевинных волокон скорость Unrepeated Transmission over 500 km Using
на до 3 бит/c/Гц и более. При такой спект передачи на оборудовании DWDM си- Corning’s Ultra-Low-Loss Optical Fiber (with
ральной эффективности можно создать стемы, разработанной «Т8», составит ROPA). Corning, News Releases,
систему связи с суммарной скоростью 25х8=200 Тбит/с. 7. http://www.corning.com/opticalfiber/news_
25 Тбит/c, работающую в диапазоне 1540– and_events/news_releases/2012/2012091701.
1610 нм (C+L диапазоны). Заключение aspx
Разрабатываемая компанией «Т8» 8. Gainov V. V., Gurkin N. V., Lukinih S. N.,
Пространственное мультиплексирование DWDM-система на основе модифициро- Akopov S. G., Makovejs S., Ten S. Y., Nanii O. E.,
Помимо увеличения канальной ско- ванного транспондера TS-100E и модифи- Treshchikov V. N. Record 500 km unrepeatered
рости и числа каналов в волокне ещё од- цированного агрегирующего транспондера 100 Gb/s transmission. Laser Phys. Lett, 2013.
ним направлением увеличения пропуск- MS-100E-T10 является оптимальным техни- В печати.
ной способности DWDM систем является ческим решением для достижения ёмкости 9. Новиков А. Г., Трещиков В. Н. Плаксин С. О.,
использование многосердцевинных воло- систем связи 25 Тбит/c. Решение, основан- Плоцкий А. Ю., Наний О. Е. Перспективные
кон (технология пространственного муль- ное на использовании формата DP-QPSK, DWDM системы связи со скоростью 20 Тбит/с
типлексирования). Технические возмож- обеспечивает максимальную дальность на соединение. Фотон-Экспресс, № 3 (99),
ности производства твёрдотельных и дыр- передачи при достижимой спектральной апрель, с.34, (2012).
чатых многосердцевинных волокон (MCF) эффективности 3–4 бит/с/Гц. Столь высокая 10. Gavioli G., et al. Investigation of the Impact
были продемонстрированы в нескольких эффективность обеспечивает возможность of Ultra-Narrow Carrier Spacing on the
работах [15, 16], однако производство MCF расположения 250 каналов по 100 Гбит/c Transmission of a 10-Carrier 1Tb/s Superchannel.
в коммерческих масштабах отсутствует. в C+L диапазоне с суммарной спектраль- Proc. of OFC, paper OThD3 (2010).
Главный недостаток пространствен- ной шириной 70 нм. Для повышения эф- 11. Renaudier J., et al, Nonlinear Tolerance of Ultra-
ного мультиплексирования — отсутствие фективности управления каналами пред- Densely spaced 100Gb/s Coherent PDM-QPSK
коммерчески доступных пассивных ком- полагается объединить их в 25 терабит- channels Proc. of ECOC, paper Mo2C3 (2010)
понентов, оптических кабелей и усили- ных суперканалов. Каждый суперканал 12. Cai J. — X., et al, 20 Tbit/s Capacity Transmission
телей. состоит 10 плотно расположенных кана- Over 6,860 km Proc. of OFC, paper PDPB4 (2011).
Следует подчеркнуть, что данная тех- лов 100 Гбит/c. 13. Гуркин Н. В., Наний О. Е., Трещиков В. Н., Убай-
нология может работать совместно с раз- дуллаев Р. Р. Производительность когерент-
рабатываемой «Т8» технологией. Исполь- Литература ных DWDM-систем с канальной скоростью
зование многосердцевинных волокон 1. DWDM системы, каталог компании T8, 2013, 100 Гбит/c. Вестник связи. 2013. № 1, с.39., № 2,
сс.31. с.40.
QPSK
12 2. Трещиков В. Н. Развитие отечественных 14. Winzer P. J., Energy-efficient optical transport
Дальность передачи, тыс.км
100 Гбит/c – одна несущая
10 400 Гбит/c – одна несущая DWDM систем: от 10 и 40 Гбит/с к 100 Гбит/с. capacity scaling through spatial multiplexing.
400 Гбит/c – несколько Доклад на конференции Инфоком 2012, Ги- Photon. Technol. Lett., vol.23, p.851, (2011).
8 несущих
27000 1 Тбит/c – много несущих просвязь, 27.02.2012. 15. Lach E., Idler W. Modulation formats for 100G
км*бит/c/Гц
6
3. Гуркин Н. В., Наний О. Е., Трещиков В. Н., Убай- and beyond // Optical Fiber Technology 17
4 дуллаев Р. Р. Производительность когерент- p.377, (2011).
n-QAM (n > 4)
2 ных DWDM-систем с канальной скоростью 16. Koshiba M. et al., Heterogeneous multi-core
5000
км*бит/c/Гц 100 Гбит/c. Вестник связи. 2013. № 1, с.39., № 2, fibers: proposal and design principle. IEICE, vol.
0
0 2 4 8 10 с.40. 6, no.2, p.98 (2009).
Спектральная эффективность, бит/c/Гц 4. Гуркин Н. В., Наний О. Е., Новиков А. Г., Трещи- 17. Imamura K. et al., Multi-core holey fibers for the
Рис. 7. Зависимости дальности передачи ков В. Н. Передача DWDM-сигнала. Вестник long-distance (>100 km) ultra large capacity
от спектральной эффективности для систем связи связи. 2012. № 8, с.25. transmission. OFC2009, OTuC3 (2009).
на основе формата DP-QPSK и на основе DP-nQAM [13] 5. Гуркин Н. В., Наний О. Е., Новиков А.Г, Плак-
28 | фотон-экспресс | №2 (106) | март, 2013Вы также можете почитать
