Teastaíonn ardteicneolaíocht ó thrasghlacadóirí comhleanúnach

 

Ionchódaíonn transceivers comhleanúnach sonraí ag baint úsáide as modhnú aimplitiúid, céime, agus polaraithe, a éilíonn próiseálaithe comhartha digiteacha sofaisticiúla agus comhtháthú fótónach. Baineann na feistí seo amach rátaí sonraí ó 100G go 1.6T agus iad ag cothabháil sláine na comhartha ar fud na céadta ciliméadar.

Comhcheanglaíonn an teicneolaíocht trí nuálaíocht bhunúsach: sceallóga DSP speisialaithe tógtha ar nóid phróisis 7nm a ídíonn thart ar 50% den chumhacht trasghlacadóir, ardscéimeanna modhnúcháin ar nós 16-QAM agus 64-QAM a ionchódaíonn ilghiotáin in aghaidh an tsiombail, agus ardáin fhótóinic sileacain a chomhtháthaíonn comhpháirteanna optúla ar scála atá comhoiriúnach le CMOS.

 

 

Cén Fáth a Sainmhíníonn Próiseáil Comhartha Digiteach Feidhmíocht Chomhleanúnach

 

Feidhmíonn an sliseanna DSP mar chroílár leictreonach na gcóras tarchurtha comhleanúnach. Ag céimseata próisis 7nm, láimhseálann na próiseálaithe seo tiontú analógach go dtí-, cúiteamh scaipthe crómatach ar mó é ná 50,000 ps/nm, maolú ar scaipeadh mód polaraithe, agus ceartú earráide ar aghaidh-go léir agus an diomailt cumhachta faoi bhun 10W á choinneáil ag an am céanna le haghaidh fachtóirí foirme inphlocáilte.

Cuireann DSPanna nua-aimseartha múnlú réaltbhuíon dóchúil i bhfeidhm, teicníocht a uasmhéadaíonn dáileadh cumhachta trasna siombailí modhnúcháin. Seachas na 16 phointe go léir a úsáid i réaltbhuíon 16{-QAM go cothrom, bíonn PCS i bhfabhar pointí réaltbhuíonta laistigh de chumhacht íseal níos minice. Leathnaíonn an cur chuige seo an teacht tarchurtha 20-30% gan ráta siombaile a mhéadú nó gan aimpliú breise a cheangal.

Míníonn an déine ríomhaireachtúil cén fáth a spreagann dul chun cinn an RCS éabhlóid chomhleanúnach. Ag bogadh ó nóid phróisis 16nm go 7nm laghdaigh tomhaltas cumhachta os cionn 75% agus ag cumasú rátaí baud níos airde. Bhain cuideachtaí cosúil le Marvell é seo amach lena n-ailtireacht Canopus, ag sampláil go déanach in 2019 agus ag cur ar chumas na chéad mhodúil 400G ZR ceannaí. Tacaíonn an tslis le hoibríocht ilráta ag 100G, 200G, 300G, agus 400G, le bogearraí-modhanna inroghnaithe do riachtanais rochtana éagsúla.

Tá tábhacht chomh mór le hailtireacht phróiseála agus méid an nóid. Tá bloic ar leith sa DSP: ciorcaid srathaitheora-srathaithe a thiontaíonn sonraí comhthreomhara ina gceithre chainéal comhleanúnach, an t-aonad próiseála comhartha iarbhír a ionchódaíonn agus a dhíchódaíonn faisnéis ina hairíonna solais, innill a fhrámáil do phrótacail Ethernet agus OTN, agus cothromóirí oiriúnaitheacha a chúitíonn laigí snáithíní i bhfíor-am. Tá maoin intleachtúil speisialaithe ag teastáil ó gach bloc, agus is é sin an fáth go gcoimeádann díoltóirí atá comhtháite go hingearach cosúil le Nokia, Infinera, agus Cisco cumais dearaidh DSP go hinmheánach.

Tá éifeachtacht chumhachta fós ina srian ríthábhachtach. Agus thart ar leath den chumhacht iomlán trasghlacadóra á ídiú ag DSPanna, bíonn bainistíocht theirmeach ríthábhachtach i bhfachtóirí foirme dlútha ar nós QSFP-DD agus OSFP. Fágann an buiséad cumhachta 15W do na modúil seo ach 5-7W le haghaidh oibriú DSP tar éis cuntas a thabhairt ar chomhpháirteanna optúla agus tiománaithe. Bhrúigh an srian seo an tionscal i dtreo nóid phróisis 5nm le haghaidh feidhmchláir 800G, áit a bhfuil Orion DSP Marvell ag díriú ar chumhacht níos ísle in aghaidh an ghiotáin.

 

Cumasaíonn Ardscéimeanna Modhnúcháin Éifeachtúlacht Speictrim

 

Déanann trasghlacadóirí comhleanúnacha modhnú aimplitiúid cheathairneach a ghiaráil chun dlús faisnéise a ionchódú. I bhformáid 16-QAM, seasann gach siombail do cheithre ghiotán trí theaglaim de stáit aimplitiúid agus stáitse. Déanann cur i bhfeidhm dé-polarúcháin an cumas seo a dhúbailt go héifeachtach, ag tarchur ocht ngiotán in aghaidh an tsiombail ar fud modhanna polaraithe orthogonal atá scartha le 90 céim.

Malairtíonn an t-ordú modhnúcháin go díreach idir ráta sonraí agus comharthaí optúla-go-riachtanais maidir le cóimheas torainn. Glacann modhnú QPSK, ag ionchódú dhá ghiotán in aghaidh na siombaile, le OSNR chomh híseal le 12-14 dB agus cuireann sé ar chumas achair tarchurtha níos mó ná 4,000 km ag rátaí 100G. Ag dul go dtí tréchur 16-QAM go 400G ach teastaíonn OSNR os cionn 22 dB, rud a theorannóidh rochtain go timpeall 1,000-1,500 km ag brath ar cháilíocht an tsnáithín. Déanann orduithe níos airde cosúil le 64-QAM rátaí sonraí a bhrú go 600G laistigh de thonnfhad amháin, ach titeann raon éifeachtach faoi bhun 200 km mar gheall ar riachtanais OSNR níos mó ná 28 dB.

Cruthaíonn an gaol seo idir castacht modhnú agus reach straitéisí imlonnaithe líonra. Déanann lárionad sonraí idirnasc thar 80-120 km úsáid go coitianta 16-QAM le haghaidh feidhmchláir 400G faoin gcaighdeán 400ZR. Seans go roghnódh líonraí meitreo a shíneann 300-500 km 8-QAM chun toilleadh agus fad a chothromú. Is gnách go bhfilleann cáblaí fomhuirí cianaistir a thrasnaíonn na haigéin ar ais chuig QPSK le haghaidh uas-athléimneachta, ag glacadh le hacmhainn in aghaidh na dtonnfhad níos ísle mar mhalairt ar réisí ilmhíle ciliméadar.

Déanann ilphléacsáil polaraithe bandaleithead éifeachtach a dhúbailt trí chóireáil a dhéanamh ar pholaruithe cothrománacha agus ingearacha mar bhealaí sonraí neamhspleácha. Ní mór do DSP an ghlacadóra na polaraíochtaí seo a dhí-ilphléacsú agus cúiteamh a dhéanamh as scaipeadh mód polaraithe a chuireann moilleanna éagsúla ar iomadú. Cuireann sé seo castacht ríomhaireachta leis ach tá sé fós riachtanach chun rátaí sonraí tráchtála a bhaint amach-gan polarú déach, d’éileodh trasghlacadóir 400G ráta siombaile a dhúbailt nó bogadh chuig orduithe modhnúcháin atá ró-ard.

Scrúdaíonn taighde le déanaí formáidí ordaithe níos airde fós. Taispeántais de 256-D’éirigh le QAM tarchur glan 1 Tbps thar 80 km a úsáid ag baint úsáide as múnlú dóchúlachta chun torann céime ó léasair ísealchostais a bhainistiú. Cé go bhfanann formáidí den sórt sin turgnamhach le haghaidh imscaradh táirgeachta, léiríonn siad cosáin scálaithe amach anseo de réir mar a thagann feabhas ar chumhacht próiseála DSP agus ar chruinneas comhpháirteanna optúla.

 

Laghdaíonn Comhtháthú Photonics Sileacain Méid agus Costas

 

Cumasaíonn fótóinic sileacain comhtháthú monolithic feidhmeanna optúla ag baint úsáide as próisis monaraithe CMOS. Comhcheanglaíonn fo-thionól comhleanúnach optúil tipiciúil modhnóirí, fótabhraititheoirí, scoilteoirí léasa polaraithe, agus meascoirí comhleanúnacha ar shlis singil sileacain a thomhaiseann cúpla milliméadar cearnach. Roimhe seo bhí gá le comhpháirteanna scoite a chur le chéile le hailíniú beacht snáithíní leis an gcomhtháthú seo-próiseas nach raibh ag teacht le-tosca déantúsaíochta ard-toirte agus fachtóirí inphlugála.

Giarálann an teicneolaíocht cumais teilgcheárta leathsheoltóra aibí. Comhtháthaíonn próiseas PH18 Tower Semiconductor, a úsáideann Coherent dá tháirgí trasghlacadóra, brathadóirí optúla, treoraithe tonn agus modhnóirí ag baint úsáide as sileacain-ar-leagan inslithe. Feidhmíonn na teilgcheártaí seo ar scála cheana féin do sceallóga leictreonacha, rud a chumasaíonn méideanna táirgeachta fótóinic a bheadh ​​dodhéanta le línte monaraithe optúla speisialaithe.

Cruthaíonn bandáil bhearna indíreach Silicon teorainn bhunúsach-ní féidir léi solas a astú nó a bhrath go héifeachtach ag tonnfhaid chumarsáide. Baineann réitigh le comhtháthú ilchineálach le hábhair III-V amhail fosfíd indium le haghaidh foinsí léasair agus fótabhrait gearmáiniam. Úsáideann roinnt feidhmiúcháin cúpláil chiumhais chun tionóil léasair a scaradh ón PIC sileacain, agus téann cuid eile i mbun nascáil díreach wafer III-V bás ar sileacain. Déanann gach cur chuige trádáil ar dhlús an chomhtháthaithe in aghaidh castacht agus costas déantúsaíochta.

Tiomáineann éifeachtúlacht modhnú go leor den treochlár forbartha fótóinic sileacain. Soláthraíonn modhnóirí scaipthe plasma caighdeánach atá bunaithe ar instealladh iompróra feidhmíocht imleor do go leor feidhmchlár ach bíonn siad ag streachailt le hoibríocht ardluais, ísealvoltais a theastaíonn don chéad ghlúin eile de rátaí 800G agus 1.6T. Spreag an teorannú seo imscrúdú ar ábhair éifeacht Pockels. Tairgeann niobáit litiam niobáit tanaí scannán atá nasctha le foshraitheanna sileacain voltais tiomána níos ísle agus bandaleithead níos airde ná sileacain amháin, cé go bhfuil méadú ar chastacht an phróisis.

Éiríonn an cás eacnamaíoch láidir ó thaobh toirte de. Cosnaíonn tacair masc fótónach tosaigh na milliúin dollar, agus maireann timthriallta dearaidh 12-18 mí. Mar sin féin, tá costais phróiseála sliseog fós inchomparáide le sliseanna leictreonacha a luaithe a amúchtar iad ar fud ritheanna táirgthe ar mó iad ná 100,000 aonad in aghaidh na bliana. Le haghaidh seoltaí trasghlacadóirí lárionad sonraí sna milliúin aonad, seachadann fótóinic sileacain laghdú costais 2-3x i gcomparáid le cur chuige cóimeála scoite.

Is buntáiste eile é cobhsaíocht teochta. Taispeánann modhnóirí sileacain athruithe tonnfhad de thart ar 0.08 nm in aghaidh na céime Celsius, is féidir a láimhseáil trí thiúnadh tonnfhad sa léasair oscillator áitiúil. Chuir sé seo deireadh le ceanglais maidir le fuaraitheoirí thermoelectric i go leor dearaí, ag laghdú go mór tomhaltas cumhachta. Déanann trasghlacadóirí rátáilte le haghaidh raonta teochta tionsclaíocha (-40 céim go 85 céim) an tsonraíocht seo a bhaint amach anois trí úsáid a bhaint as fótóinic sileacain gan fuarú gníomhach.

 

 

Ráta Baud agus Castacht Próiseála Siombail

 

Cinneann ráta siombaile luas clog bunúsach an chórais tarchurtha comhleanúnach. Feidhmíonn modúil reatha comhleanúnach 400G ag 64 gigabaud, rud a chiallaíonn go bpróiseálann an DSP 64 billiún siombailí in aghaidh an tsoicind. In éineacht le ionchódú 16-QAM (4 giotán in aghaidh an tsiombail) agus polarú dé (2x), tugann sé seo an ráta sonraí comhiomlán 400G: 64 GBd × 4 giotán × 2 polaraíocht=512 Gbps acmhainn amh, laghdaithe go 400 Gbps tar éis forchostais ceartú earráide ar aghaidh.

Laghdaíonn méadú ar an ráta baud tréchur go díreach ach tagann sé trasna ar theorainneacha fisiceacha. Ag 90 gigabaud, arna léiriú ag ailtireacht PSE-V Nokia, seachadann an fhormáid chéanna 16-QAM toilleadh 600G. Mar sin féin, tá teorainneacha bandaleithead le sárú ag idirnaisc leictreacha idir DSP agus comhpháirteanna optúla. Díghrádaíonn sláine na gcomharthaí de réir mar a thugann faid rian agus ionduchtais shreanga bannaí isteach caillteanas agus scaipeadh ag na minicíochtaí sin. Thiomáin sé seo an tionscal i dtreo cuir chuige comhtháthaithe 3D áit a chruann DSP, aimplitheoirí tiománaithe, agus inneall fótóinic sileacain go hingearach gan mórán achair idirnasctha.

Cruthaíonn an gaol idir comhéadain leictreacha agus optúla srianta dearaidh. Cuireann trasghlacadóir 400G-ZR comhéadan leictreach caighdeánach 400GbE i láthair don chóras óstaigh-ocht lána 50G ag baint úsáide as comharthaíocht PAM-4. Go hinmheánach, athraíonn an DSP é seo go ceithre chainéal optúla 64{-GBd. Teastaíonn feidhm "bosca giarbhosca" leis an neamhréir rátaí seo, a chuirtear i bhfeidhm go traidisiúnta i bhfirmware DSP. Tugann an tiontú isteach latency, de ghnáth 200-500 nana-soicindí, inghlactha don chuid is mó d'fheidhmchláir ach fadhbach do chórais trádála ultra-íseal-latency nó lúba rialaithe fíor-ama.

Éilíonn rátaí siombailí níos airde cáilíocht snáithíní níos fearr freisin. Ag 64 GBd, taispeánann snáithín caighdeánach modh aonair-scaipeadh crómatach inláimhsithe timpeall 17 ps/nm/km. Má mhéadaítear go 90 GBd méadaítear scaipeadh -leathnú comhartha spreagtha, rud a éilíonn cothromú DSP níos ionsaithí nó réisí tarchurtha níos giorra. Cruthaíonn sé seo uasteorainn phraiticiúil timpeall 100 GBd le bonneagar snáithín reatha, cé go bhféadfadh cineálacha snáithíní feabhsaithe agus DSPanna níos cumhachtaí an teorainn seo a bhrú.

Cuireann ceartú earráide ar aghaidh forchostais a scálaí le castacht siombailí. Cinneadh crua simplí D'fhéadfadh FEC 7% a chur leis an lastuas, agus ídíonn halgartaim chinnteoireachta boga ardfhorbartha a sholáthraíonn gnóthachan códaithe níos mó 20-25% lastuas. I gcás córas 64-GBd, 16-QAM a ghineann 512 Gbps amh, táirgeann forchostas FEC 20% glantoilleadh 410 Gbps - gar don sprioc 400G. Ní mór don RCS an ceartúchán seo a phróiseáil i bhfíor-am le latencies faoi 1 microsecond, ag cur éilimh ollmhóra ar ailtireacht próiseála.

 

Cúiteamh Scaipthe Crómatach agus Polaraithe

 

Scaipeann snáithín optúil go bunúsach tonnfhaid éagsúla ag treoluasanna difriúla, éifeacht ar a dtugtar scaipeadh crómatach arna thomhas i bpicoseconds in aghaidh na nanaiméadar in aghaidh an chiliméadair. Níos mó ná 100 km de ghnáthshnáithín aonmhóid, carnann comhartha 1550 nm thart ar 1,700 ps/nm de scaipthe. Gan cúiteamh, scriosann an scaipeadh cuisle seo sláine comhartha do rátaí sonraí os cionn 10 Gbps.

Thug córais oidhreachta DWDM aghaidh air seo trí úsáid a bhaint as modúil cúitimh scaipthe-spóil de shnáithíní speisialta le tréithe diúltacha scaipthe. Chuir na gléasanna éighníomhacha seo caillteanas ionsáite isteach, bhí innealtóireacht bheacht de dhíth le haghaidh gach réise naisc, agus bhí spás raca suntasach iontu. Chuir DSPanna comhleanúnacha deireadh leis an gceanglas seo trí fheidhm aistrithe an scaipthe inbhéarta a ríomh agus trí scagadh digiteach a chur i bhfeidhm ar chomharthaí faighte. Ní dhéanann an t-algartam ach an rothlú céime a chuireann scaipeadh crómatach trasna bandaleithead an chomhartha a aisiompú.

Déanann DSPanna comhleanúnacha nua-aimseartha cúiteamh ar scaipeadh crómatach ar mó é ná 100,000 ps/nm, arb ionann é agus 600 km de shnáithín caighdeánach le corrlach. Is éard atá i gceist leis an ríomhaireacht ná scagadh fearainn minicíochta, atá éifeachtach ó thaobh ríomhaireacht de trí algartam trasfhoirmithe tapa Fourier. Mar sin féin, ídíonn fad an scagairí agus an ráta nuashonraithe acmhainní DSP, agus is é sin an fáth gur oibrigh córais chomhleanúnacha luatha ag rátaí baud níos ísle ná na feistí reatha. De réir mar a d'fhás cumhacht próiseála an DSP le dul chun cinn Dlí Moore, tháinig méadú ar an raon cúitimh agus tháinig laghdú ar thomhaltas cumhachta.

Eascraíonn scaipeadh mód polarúcháin de bharr déshrianta beag sna modhanna polaraithe cothrománacha agus ingearacha a thaistealaíonn ar luasanna atá difriúil ó thaobh micreascóp. Athraíonn PMD go randamach ar feadh fad snáithín agus athraíonn sé le teocht agus strus, rud a fhágann go bhfuil sé dodhéanta cúiteamh a dhéanamh le scagairí statacha. De ghnáth is ionann méid PMD agus 0.1-0.5 ps/√km, ag carnadh go 3-15 ps thar réisí 1,000 km.

Tugann an RCS aghaidh ar PMD trí chothromú oiriúnaitheach ag baint úsáide as an algartam modulus tairiseach nó cuir chuige comhchosúla. Rianaíonn na halgartaim seo rothlú polaraithe agus moill ghrúpa difreálach i bhfíor-am, ag nuashonrú comhéifeachtaí cothromóra gach cúpla miocrón soicind chun athruithe comhshaoil ​​a leanúint. Éilíonn an cothromú iolraithe maitrís do gach sampla, ag caitheamh thart ar 20% de chumas próiseála an DSP. Sonraíonn trasghlacadóirí an t-uasmhéid PMD is féidir a ghlacadh, go hiondúil 50 ps do mhodúil 400G, a chuireann srian le himscaradh thar ghléasraí snáithíní an-sean nó faoi strus.

Cruthaíonn éifeachtaí neamhlíne an tríú dúshlán. Ag cumhachtaí optúla arda, éiríonn innéacs athraonta an tsnáithín ag brath ar dhéine, rud a fhágann go bhfuil féinmhódú céime agus tras-mhodhnú idir na cainéil WDM. Fásann na héifeachtaí seo le fad snáithín agus cumhacht optúil, rud a chuireann teorainn leis an gcumhacht seolta is féidir a úsáid. Cé gur féidir le DSPanna cúiteamh a dhéanamh ar lagú líneach cosúil le scaipeadh crómatach, éilíonn cúiteamh neamhlíneachta halgartaim i bhfad níos casta a thuar saobhadh comhartha bunaithe ar thonnfhoirmeacha tarchurtha. Cuireann roinnt ard-fheidhmiúcháin réamhchúiteamh neamhlíneachta i bhfeidhm ag an tarchuradóir, rud a dhéanann an comhartha tarchurtha a shaobhadh d'aon ghnó ionas go dtugann neamhlíneacht snáithíneach ar ais go dtí an cruth ceart é ag an nglacadóir.

 

Éabhlóid Fachtóra Foirme agus Srianta Cumhachta

 

Cuireadh tús le trasghlacadóirí comhleanúnacha mar fheidhmithe cártaí líne a ídíonn na céadta vata thar shliotán ilfhuinnimh. Bhain fachtóir foirm an CFP, a tugadh isteach thart ar 2010, cumhacht thart ar 100W amach i modúl mór pluggable. Laghdaigh modúil CFP2 é seo go 40-60W faoi 2014, rud a chuir ar chumas comhéadain chomhleanúnacha sliotán singil. Bhí gá leis na hathruithe ailtireachta a bhfuil cur síos orthu thuas: 7nm DSPs, comhtháthú fótóinic sileacain, agus leas iomlán a bhaint as cumhacht ionsaitheach chun cinn go formáidí QSFP-DD (15W) agus OSFP (20-25W).

Briseann an clúdach cumhachta 15W QSFP-DD síos thart ar: 6-7W don DSP, 2-3W don inneall fótónach sileacain lena n-áirítear modhnóirí agus glacadóirí, 3-4W le haghaidh aimplitheoirí tiománaithe agus aimplitheoirí tras-impedance, agus 1-2W don léasair intuargainte. Is iomaí comhréiteach deartha a bhíonn i gceist leis an mbuiséad teann seo. Cuireann gnéithe ar nós oibriú dé-ráta nó halgartaim feabhsaithe FEC leis an ualach próiseála a d’fhéadfadh nach n-oireann laistigh de theorainneacha cumhachta. Éiríonn bainistíocht theirmeach ríthábhachtach - éilíonn 15W a scaiptear ó mhodúl beag dearadh cúramach heatsink agus aershreabhadh an chórais óstach.

Cumasaíonn méid níos mó OSFP agus buiséad cumhachta 20-25W ​​feidhmiúcháin níos cumasaí. Feidhmíonn an tsonraíocht OpenZR + atá dírithe ar líonraí meitreo i bhformáid OSFP, ag tacú le cumhacht aschurtha níos airde trí aimpliú optúil comhtháite, algartaim DSP níos sofaisticiúla, agus raonta teochta leathnaithe. Cumasaíonn an 5-10W breise gnéithe cosúil le múnlú dóchúlachta agus FEC le gnóthachan níos airde a fheabhsaíonn an rochtain ó 120 km go 500+ km i gcomparáid le feidhmiúcháin bhunúsacha 400ZR.

Is ionann optaic phacáistithe agus an chéad teorainn chomhtháthaithe eile. Seachas modúil inphlocála, cuireann an CPO díslí fótónacha díreach in aice leis an lasc sileacain, ag fáil réidh le srathachtóir leictreach-díscriosaitheoirí agus an tomhaltas cumhachta a bhaineann leo. In ailtireachtaí CPO, d'fhéadfadh an t-inneall optúil comhleanúnach 5W a scaipeadh le haghaidh toilleadh 400G, i gcomparáid le 15W i bhfachtóir foirm pluggable. Tagann an laghdú cumhachta 3x seo ó chosáin leictreacha níos giorra agus deireadh a chur le céimeanna iomarcacha aeroiriúnaithe comhartha. Mar sin féin, íobairtí OCÉ in-athsholáthair allamuigh, rud a chuireann casta ar lóistíocht déantúsaíochta agus seirbhíse.

Oibríonn comhlachtaí um chaighdeáin chun idir-inoibritheacht a chothromú le nuálaíocht. Sainmhínítear i gcomhaontú cur chun feidhme OIF 400ZR fothacar sonrach de chumais chomhleanúnacha-ráta siombaile 64 GBd, modhnú DP-16QAM, algartam sonraithe FEC- lena gcinntítear idir-inoibritheacht il-díoltóra d’fheidhmchláir idirnaisc lárionad sonraí. Síneann OpenZR+ é seo chuig achair meitreo le paraiméadair níos solúbtha. Déanann feidhmiúcháin dílseánaigh cosúil le Ciena's WaveLogic nó ardáin ICE Infinera feidhmíocht a bhrú níos mó ach éilíonn siad trealamh meaitseála ag an dá cheann den nasc.

 

 

Tarchur Buiséid Feidhmíochta agus Cumhachta Optúla-Fada

 

Braitheann rochtain tarchurtha go bunúsach ar bhuiséad an chumhacht optúla-an difríocht idir cumhacht seolta agus íogaireacht an ghlacadóra. De ghnáth baineann modúl 400G-ZR amach cumhacht seolta 0 dBm trí aimplitheoirí optúla leathsheoltóra comhtháite agus léiríonn sé íogaireacht glacadóra -20 dBm, rud a thugann buiséad cumhachta 20 dB. Tar éis caillteanas cónascaire 3-4 dB a áireamh, caolú snáithíní 0.2 dB/km, agus an corrlach riachtanach, cuireann sé seo ar chumas timpeall 80 km a bhaint amach.

Leathnaíonn trasghlacadóirí optamaithe Metro an rochtain trí chumhacht seolta níos airde agus íogaireacht ghlacadóra feabhsaithe. Baineann feidhmithe OpenZR+ amach +4 seoladh dBm trí aimplitheoirí comhtháite níos cumasaí agus -íogaireacht 24 dBm trí halgartaim feabhsaithe DSP agus fóta-bhrathadóirí torainn níos ísle. Cumasaíonn an buiséad feabhsaithe 28 dB réisí 400 km le aimpliú optúil, nó 1,000+ km le aimplitheoirí snáithíní dópáilte erbium gach 80-100 km.

Feidhmíonn córais fomhuirí cianaistir ar bhealach difriúil. Seachas trasghlacadóirí inphlugáilte, úsáideann siad seo feidhmithe líne cártaí le aimplitheoirí seachtracha ardchumhachta a ghineann +10 go +15 cumhacht seolta dBm. Má chuirtear spásáil idir aimplitheoirí optúla gach 50-80 km, coinnítear neart an chomhartha trasna achair thrasaigéanacha. Déantar éifeachtúlacht speictreach den eochairmhéadrach-cé mhéad giotán in aghaidh an tsoicind in aghaidh an Hz de bhandaleithead optúil. Baineann feidhmithe ardchéime amach 8-10 giotán/s/Hz trí PCS, QAM ard-ordú nuair a cheadaíonn OSNR, agus FEC sofaisticiúla ag soláthar gnóthachan códaithe 11-12 dB.

Déanann ilphléacsáil DWDM ilbhealaí tonnfhaid a chomhiomlánú ar shnáithíní aonair. Tacaíonn córais nua-aimseartha le 96 cainéal ar spásáil 50 GHz trasna an bhanda C, nó 192 cainéal ag spásáil 25 GHz le scagadh níos déine. D'fhéadfadh go n-iompródh córas banda C+L atá lánluchtaithe 200+ tonnfhad, gach ceann ag 400G, rud a chruthódh toilleadh comhiomlán 80 Tbps ar phéire snáithíní. Ní mór do thrasghlacadóirí comhleanúnach a bheith in éineacht le bealaí cóngarach le crosstalk íosta, a éilíonn scagadh optúil géar agus cobhsaíocht tonnfhad beacht.

Cumasaíonn ilphléacsálaithe braite breiseáin optúla in-athchumraithe-le ródú solúbtha tonnfhaid gan tiontú optúil-leictreach-. Oibríonn trasghlacadóirí comhleanúnacha le ROADManna trí rialú cúramach tonnfhad agus cumhacht seolta leordhóthanach chun caillteanas isteach ROADM a shárú, de ghnáth 10-15 dB do líonraí mogalra casta. Tacaíonn na léasair tunable i modúil chomhleanúnacha le hathchumrú tonnfhad i nóiméid seachas a cheangal ar athruithe modúl fisiceacha, príomhchumasóir do líonraí oiriúnaitheacha.

 

Dúshláin Forfheidhmithe agus Trádála Dearaidh

 

Cruthaíonn comhtháthú comhpháirte dúshláin leanúnacha. Éilíonn fótóinic sileacain rialú beacht ar thiús na sraitheanna tonntreoraithe-athruithe de 1-Aistríonn 2 nanaiméadar tonnfhaid athshondach agus díghrádaíonn siad feidhmíocht. Éilíonn comhtháthú ilchineálach léasair III-V isteach ar fhoshraitheanna sileacain ailíniú miocrón agus cúpláil optúil ísealchaillteanais. Tá táirgeacht déantúsaíochta fós íogair d’éagsúlachtaí próisis, cé go bhfuil feabhas ag teacht air le taithí teilgcheárta.

Déanann bainistíocht theirmeach fachtóirí foirme casta. Cruthaíonn an diomailt cumhachta tiubhaithe de 15W i modúl QSFP-DD áiteanna te níos mó ná 80 céim ag acomhail chomhpháirt. Aistríonn an t-ardú teochta seo tonnfhaid léasair, athraíonn fad cosáin optúla i dtonntreoraithe sileacain, agus cuireann sé dlús le dul in aois comhpháirteanna. Maolaíonn scaipeadh teasa trí heatsinks miotail agus dearadh teirmeach cúramach PCB na héifeachtaí seo, ach is minic a chuireann srianta teirmeacha teorainn le feidhmíocht uasta.

Síneann tástáil agus cáilíocht amlínte forbartha. Ní mór do thrasghlacadóirí comhleanúnacha rátaí giotán earráide a léiriú faoi bhun 10^-15 trasna raonta teochta, eangacha tonnfhaid, agus cineálacha snáithíní. Fíoraíonn tástáil comhlíonta prótacail frámaíocht Ethernet, imchochlú OTN, agus comhéadain bhainistíochta. Éilíonn bailíochtú idir-inoibritheachta tástáil le díoltóirí trealaimh iolracha. De ghnáth ídíonn an próiseas seo 18-24 mí ón gcéad sileacain go dtí an táirgeadh.

Ní hionann struchtúr costais agus optaic bhrath díreach. Cruthaíonn an DSP speisialaithe, comhtháthú fótónach, agus comhpháirteanna léasair tunable costais bonn níos airde, a fhritháireamh trí dheireadh a chur le cúiteamh scaipthe seachtracha agus tacú le sroicheann níos faide. Tiomáineann toirteanna déantúsaíochta costais aonaid-ag 100,000 aonad in aghaidh na bliana, baineann fótóinic sileacain paireacht chostais amach le cóimeáil scoite; ag na milliúin aonad, seachadann sileacain laghdú costais 50-60%.

Déanann ilroinnt caighdeán an imscaradh níos casta. Cé gur bhain 400ZR glacadh leathan amach, leathnaíonn síntí mar OpenZR + agus formáidí dílseánaigh an margadh. Cruthaíonn trealamh óna dteastaíonn forfheidhmithe trasghlacadóra meaitseáilte glasáil díoltóirí isteach agus déanann sé níos casta de líonraí díoltóirí. Oibríonn cuibhreannais tionscail i dtreo caighdeánaithe níos fearr, ach spreagann difreáil feidhmíochta síntí dílseánaigh.

Brúnn an scálú cumhachta go 800G agus 1.6T na teorainneacha go léir ag an am céanna. Éilíonn dúbailt an ráta sonraí agus buiséid chumhachta a chothabháil 5nm nó 3nm DSP, formáidí modhnú feabhsaithe, agus comhtháthú fótóinic níos fearr. Ní sháródh ach ailtireachtaí 400G a scálú go líneach clúdaigh chumhachta agus teorainneacha teirmeacha. Tá sé mar aidhm ag teicníochtaí nua cosúil le próiseáil comhartha analógach, cothromú fearainn optúla, agus ailtireachtaí ilchineálacha sceallóga na srianta seo a bhriseadh.

 

Dinimic Margaidh agus Deighleoga Feidhmchláir

 

Ba é ba chúis leis na hiarratais idirnasctha lárionad sonraí ná an t-uchtú comhleanúnach tosaigh inphlugáilte. D’imscar soláthraithe néal-sholáthraithe a nascann saoráidí 40-120 km óna chéile modúil 400ZR ina milliúin aonad in aghaidh na bliana, ag cur naisc dhíreacha ródaire chuig an ródaire in ionad trealamh tiomnaithe iompair. Shimpligh an ailtireacht "IP over DWDM" seo líonraí, laghdaigh tomhaltas cumhachta, agus fheabhsaigh eacnamaíocht trí níos lú cineálacha trealaimh agus samhlacha oibriúcháin.

Coinníonn iompróirí teileachumarsáide ceanglais éagsúla. Tá feidhmíocht níos airde ag teastáil ó líonraí meitreo agus réigiúnacha a chuimsíonn 200-2,000 km ná mar a sheachadann modúil optamaithe DCI. Áirítear le gnéithe grád Telco monatóireacht fheabhsaithe, tiúnadh tonnfhad gan stad, agus caighdeáin iontaofachta aicme iompróra. Tugann OpenZR+ agus feidhmithe comhleanúnacha dílseánaigh aghaidh ar na riachtanais seo le DSPanna níos cumasaí, feidhmíocht optúil níos fearr, agus tacaíocht oibríochtaí fairsinge.

Is ionann córais cábla fomhuirí agus an buaicphointe feidhmíochta. Éilíonn naisc thrasaigéanacha an toilleadh uasta in aghaidh an tsnáithín agus an iontaofacht is airde i bhfianaise láithreacha imlonnaithe dorochtana. Úsáideann na córais seo feidhmithe comhleanúnacha saincheaptha atá optamaithe don nasc sonrach-roghnú modhnú cúramach bunaithe ar shaintréithe tomhaiste snáithíní, uasghnóthachan códaithe FEC a fhulaingíonn tréimhsí athghiniúna níos faide, agus iomarcaíocht fhairsing. Teastaíonn cáilíochtaí comhpháirte a sháraíonn gnáthchaighdeáin tráchtála le saolré cábla de 25+ bliana.

Cruthaíonn iompar 5G éileamh atá ag teacht chun cinn ar optaic chomhleanúnach. Tiomáineann dlús líonra soghluaiste agus fás bandaleithead ceanglais snáithíní maidir le naisc aisiompar agus lárionad cille. Cumasaíonn trasghlacadóirí comhleanúnach a thacaíonn le raonta teochta tionsclaíochta imscaradh lasmuigh i gcaibinéid iargúlta nó sráide. Díríonn na feidhmithe comhleanúnacha 100G i bpacáistí atá dlúth, éifeachtach ó thaobh an chomhshaoil ​​de, ar an mír seo, ag trádáil feidhmíochta uasta le haghaidh costais agus garbhachta.

Go stairiúil, d'úsáid líonraí fiontair rochtain dhíreach-bhraith optaic mar gheall ar achair níos giorra agus riachtanais bandaleithead níos ísle. Mar sin féin, tugann cnámh droma campas 400G agus naisc idir-chosanta eacnamaíocht chomhleanúnach de réir a chéile. Leathnaíonn imscaradh simplithe trí fhachtóirí foirmeacha inphlugáilte agus costais atá ag titim amach an margadh is féidir a sheoladh thar líonraí iompróra traidisiúnta.

 

Treochlár Teicneolaíochta agus Treonna don Todhchaí

 

Chuaigh trasghlacadóirí comhleanúnacha 800G isteach sa táirgeadh in 2024, ag fostú 5nm DSP agus scéimeanna modhnúcháin feabhsaithe. Ag ráta siombaile 90-100 GBd le modhnú 16-QAM nó 8-QAM, dúbailt na gléasanna seo toilleadh 400G i bhfachtóirí foirme comhchosúla. Mhéadaigh tomhaltas cumhachta go 18-22W le haghaidh feidhmiúcháin OSFP, ag imeall cumais bhainistíochta teirmeach. Tá an cás eacnamaíoch fós an-láidir do naisc ard-acmhainne nuair a chuireann dúbailt acmhainne ar bhonneagar snáithíní atá ann faoi láthair siar leathnú costasach gléasra snáithíní.

Léiríonn 1.6T comhleanúnach an teorainn forbartha reatha. Bhain taispeántais an ráta seo amach trí oibríocht 140 GBd le modhnú 8-QAM, cé go bhfuil imscaradh tráchtála ag fanacht le hinfhaighteacht 3nm DSP agus feabhsuithe breise ar chomhtháthú fótóinic. De rogha air sin, déantar ilphléacsáil ar dhá chainéal 800G d’fheidhmiúcháin iompróra 800G in aon mhodúl amháin. Braitheann an cosán optamach ar éifeachtúlacht cumhachta, spriocanna costais, agus cúinsí ama chun an mhargaidh.

Seachas DSPanna leictreacha, cuireann próiseáil comhartha optúil coigilteas cumhachta féideartha. D'fhéadfaí ualach ríomhaireachtúil an DSP a laghdú dá ndéanfaí roinnt cothromaithe, cúiteamh scaipthe nó aisghabháil céime sa réimse optúil trí úsáid a bhaint as ciorcaid fhótónacha. Mar sin féin, níl solúbthacht agus inoiriúnaitheacht na n-algartam digiteach in easnamh i bpróiseáil optúil, rud a chuireann teorainn lena infheidhmeacht do laguithe sainiúla a bhfuil tréithe maithe acu.

Scrúdaíonn cumarsáid chandamach teicneolaíocht chomhleanúnach le haghaidh dáileadh eochair chandamach. Giarálann an chéim bheacht agus an rialú polaraithe atá riachtanach do stáit chandamach cumais chomhleanúnacha trasghlacadóra. Cé go bhfuil nideoige sa lá atá inniu ann, d’fhéadfadh líonraí chandamach crua-earraí comhleanúnacha a ghlacadh mar bhunús, ag cruthú sineirgí idir cumarsáid optúil chlasaiceach agus chandamach.

Déanann feidhmchláir hintleachta saorga riachtanais bandaleithead a bhrú níos airde. Le hoiliúint a chur ar mhúnlaí móra teanga, dáileann sé an ríomh thar na mílte GPU, ag giniúint tráchta lárionad sonraí soir- arna thomhas in exabytes go míosúil. Baineann an trácht seo úsáid níos mó agus níos mó as snáthoptaice comhleanúnach chun a hacmhainn níos fearr a {-táirge cianda, fiú laistigh d’fhoirgnimh aonair. De réir mar a fhásann ualaí oibre AI, féadfaidh siad a bheith mar phríomhthiománaí toirte trasghlacadóir comhleanúnach.

 

Conclúid

 

Eascraíonn riachtanais ardteicneolaíochta trasghlacadóirí comhleanúnacha as srianta bunúsacha fisice agus spriocanna feidhmíochta. Éilíonn ionramháil na céime optúla agus na polaraithe nanaiméadar-rialú scála ar struchtúir fhótóinic. Teastaíonn próiseálaithe comharthaí digiteacha ceannródaíocha chun gigabits in aghaidh an tsiombail a phróiseáil ag rátaí il gigahertz. Má dhéantar na cumais seo a chomhtháthú i bpacáistí atá éifeachtach ó thaobh cumhachta de, cuirtear teorainn leis na teicneolaíochtaí leathsheoltóra, fótóinic agus pacáistithe.

Leanann an dul chun cinn ar aghaidh trí dhul chun cinn comhordaithe thar ildisciplíní. Laghdaíonn dearthóirí an RCS nóid phróisis agus déanann siad halgartaim a bharrfheabhsú. Forbraíonn innealtóirí fótóinic modhnóirí níos fearr agus laghdaítear-chomhtháthú caillteanais. Comhardú ailtirí córais formáidí modhnú, rátaí siombailí, agus forchostais FEC le haghaidh feidhmchláir sprice. Is é an toradh atá air ná feabhas seasta ar acmhainn, ar shroicheadh, agus ar éifeachtacht costais a chumasaíonn cumais líonra a leathnú.

Léiríonn tuiscint cén fáth a dteastaíonn ardteicneolaíocht ó thrasghlacadóirí comhleanúnacha an trádáil innealtóireachta chun líonraí optúla a mhúnlú. I ngach rogha dearaidh-7nm in aghaidh 5nm DSP, modulator sileacain versus litiam niobate, modhnú 16-QAM versus 8-QAM-tá anailís chúramach ar impleachtaí feidhmíochta, cumhachta agus costais. Leanann an teicneolaíocht ag forbairt go tapa, á thiomáint ag éileamh dosháraithe ar bandaleithead agus cumasaithe ag dul chun cinn sa tionscal leathsheoltóra.