Koherentní optický modul - Coherent optical module

Koherentní optický modul označuje typicky za provozu připojitelný koherentní optický transceiver, který používá koherentní modulaci a obvykle se používá v aplikacích datové komunikace s velkou šířkou pásma. Optické moduly obvykle mají elektrické rozhraní na straně, která se připojuje k vnitřku systému, a optické rozhraní na straně, která se připojuje k vnějšímu světu pomocí kabelu z optických vláken. Technické detaily koherentních optických modulů byly chráněny po mnoho let, ale v poslední době přitahují úsilí dohoda o více zdrojích (MSA) skupiny a organizace zabývající se vývojem norem, jako je Fórum pro optické sítě. Koherentní optické moduly lze zapojit do zásuvky na předním panelu nebo do zásuvky na desce. Koherentní optické moduly tvoří menší část mnohem většího odvětví optických modulů.

Typy elektrického rozhraní

Existuje několik variant použití elektrického rozhraní koherentních optických modulů.

Analogová koherentní optika (ACO)

The Fórum pro optické sítě v roce 2016 zveřejnila dohodu CFP2-ACO nebo CFP2 - Analog Coherent Optics Module Interoperability Agreement (IA). Tento IA podporuje konfiguraci, kde procesor digitálního signálu (DSP) je na hlavní desce a analogové optické komponenty jsou na modulu. Tato IA je užitečná v případě, že DSP překročí výkonovou obálku modulu.[1] Rozhraní ACO lze použít v aplikacích s koherentní optikou, když spojení dodává systému flexibilní množství šířky pásma, například v kombinaci s FlexE. Počáteční ACO IA je pro modul CFP2. Typická optická modulace, která se používá, zahrnuje duální polarizační kvadraturní klíčování fázovým posunem (DP-QPSK) a QAM-16.

Digitální koherentní optika (DCO)

Tyto moduly nasazují DSP na modul a používají konvenční digitální rozhraní se synchronizací. Tyto moduly mohou používat stejné techniky optické modulace jako rozhraní ACO.

Typy optické modulace a multiplexování

V koherentních optických modulech bylo použito mnoho různých forem optické modulace a multiplexování.

Modulace NRZ a PAM-4

Některé koherentní optické moduly mohou přejít zpět na starší, jednodušší modulační techniky, jako je klíčování zapnuto-vypnuto (NRZ) a / nebo Pulzní amplitudová modulace případně se 4 úrovněmi (PAM-4). To se používá například, když se zjistí, že modul na druhém konci spojení nepodporuje koherentní modulaci.

Koherentní modulace

Mezi techniky patří Duální polarizace Kvadraturní klíčování fázovým posunem (DP-QPSK) a QAM-16.

Nastavitelná optická frekvence

Laditelné lasery se někdy používají v kombinaci s koherentní modulací, aby modul podporoval různé formy síťového optického přepínání, které v určitých případech potřebuje optické mesh sítě nebo a Překonfigurovatelný optický add-drop multiplexer (ROADM). V nich může být vysílací laser naladěn na jinou optickou frekvenci / vlnovou délku. Podobně je přijímač schopen přijímat různé optické frekvence.

Lambda multiplexování

Různé optické vlnové délky, také označované jako lambda, světla jsou multiplexovány v některých koherentních optických modulech pomocí multiplexování s dělením vlnových délek (WDM). Varianty zahrnují Coarse WDM (CWDM), Dense WDM (DWDM).

Součásti v modulu

Koherentní optické moduly obsahují uvnitř řadu komponent, z nichž některé získaly pozornost organizací zabývajících se vývojem standardů.

Vestavěná převodovka

V mnoha případech se přenosová rychlost koherentního optického rozhraní nerovná přenosové rychlosti elektrického rozhraní. V těchto případech může být v modulu použita převodovka pro převod mezi sazbami. Protože koherentní moduly obvykle mají Procesory digitálního signálu, tyto funkce převodovky jsou někdy implementovány do firmwaru.

Korekce chyby vpřed v modulu

Zejména na trhu modulů s dlouhým dosahem, v modulu Oprava chyby vpřed (FEC) byl zahrnut. To bylo v proprietární i standardizované formě. Koherentní optické moduly někdy používaly Dekodér s měkkým rozhodnutím Algoritmy FEC

Modulové dohody o implementaci optického transceiveru

OIF vytvořil dohody o interoperabilitě, aby vytvořil interoperabilitu více dodavatelů pro řadu komponent v modulu, zejména zaměřených na koherentní přenos. Mezi ně patří

  • Integrované polarizační multiplexované kvadraturní modulátory s velkou šířkou pásma[2]
  • Integrované polarizační multiplexované kvadraturní modulované vysílače[3]
  • Integrované koherentní přijímače pro mikrointradynní duální polarizaci[4]

Modulově laditelné dohody o implementaci laseru

OIF vytvořil dohody o interoperabilitě, aby vytvořil interoperabilitu více dodavatelů pro laditelné lasery, které se někdy používají v optických modulech. Mezi ně patří

  • Integrovatelná laditelná laserová sestava s více zdroji[5]
  • Dohoda o implementaci laditelného laserového sestavy integrovatelná do mikro zařízení [6]

Optický modul MSA na předním panelu

Několik Vícezdrojové dohody (MSA) mají koherentní optické moduly.

Moduly čelního panelu rodiny QSFP

Moduly čelního panelu řady CFP

The C form-factor pluggable (SRP) je MSA mezi konkurenčními výrobci pro společný tvarový faktor pro přenos vysokorychlostních digitálních signálů.

Integrovaný optický modul MSA

Některé zásuvné moduly se vejdou na horní část tištěný spoj místo na předním panelu.

Palubní moduly rodiny CFP

Uživatelé koherentních optických modulů

Dálková Optická transportní síť (OTN) byly tradičními uživateli koherentní modulace. Datová centra v cloudovém měřítku se stala důležitým spotřebitelem koherentních optických modulů, zejména v prostoru ethernetového připojení pro vzdálenosti větší než 10 km, kde výhody koherentní modulace mohou převážit zvýšené náklady.

Veletrhy zaměřené na optický modul

Logo OFC modré červenec 2014

Hlavním veletrhem pro koherentní průmysl optických modulů je Konference o optických vláknech (OFC), která se koná každoročně v jižní Kalifornii. Mezi další významné přehlídky pro průmysl patří EHMK v Evropě a FOE v Japonsku.

Reference

  1. ^ „OIF-CFP2-ACO-01.0“ (PDF). 2016-01-22. Archivovány od originál (PDF) dne 2017-12-15. Citováno 2017-05-08.
  2. ^ „Dohoda o implementaci integrovaných polarizačních multiplexovaných kvadraturních modulátorů s velkou šířkou pásma“ (PDF). 2017-01-19. Citováno 2017-07-20.
  3. ^ „Dohoda o implementaci integrovaných polarizačních multiplexovaných kvadraturních modulovaných vysílačů“ (PDF). 2015-05-15. Archivovány od originál (PDF) dne 2016-10-20. Citováno 2017-07-20.
  4. ^ „Dohoda o implementaci integrovaných duální polarizace koherentních mikrointradynových přijímačů“ (PDF). 31.03.2015. Archivovány od originál (PDF) dne 2017-10-31. Citováno 2017-07-20.
  5. ^ „Integrable Tunable Laser Assembly MultiSource Agreement“ (PDF). 13. 7. 2015. Archivovány od originál (PDF) dne 2017-11-07. Citováno 2017-07-21.
  6. ^ „Dohoda o implementaci laditelného laserového sestavení IMicro Integrovatelná 13. 7. 2015“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 2016-08-04. Citováno 2017-07-21.
  7. ^ Výbor SFF. „Veřejná specifikace QSFP“ (PDF). Výbor SFF. str. 12. Citováno 22. června 2016.
  8. ^ Výbor SFF. „Zásuvné řešení vysílače a přijímače QSFP + 28 Gb / s 4X“ (PDF). str. 5. Citováno 22. června 2016.

externí odkazy