Nach Jahren der Entwicklung sind standardisierte und steckbare optische Module zur unvermeidlichen Wahl für die Übertragung von Diensten auf der Seite der optischen Kommunikationsleitung geworden. Der allgemeine Entwicklungstrend von kohärenten Lichtmodulen für städtische Gebiete und Backbone-Netzwerke ist: zuerst Hochgeschwindigkeit von 100 G auf 400 G und dann auf 800 G; Zweitens hat die derzeitige Industrie bei der Miniaturisierung von 100G MSA-Verpackungsform zu CFP / CFP2 DCO / ACO-Verpackungsform 100G / 200G / 400G OSFP DCO- und QSFP-DD DCO-Verpackungsstandards vorgeschlagen. Drittens geringer Stromverbrauch. In Anbetracht des Strombedarfs des gesamten Systems sollte der Stromverbrauch von teilweise eingekapselten kohärenten optischen Modulprodukten nicht höher als 18 W sein. Viertens ist die Standardisierung der Zusammenschaltung. Traditionell verwendet jeder Gerätehersteller die selbst entwickelte spezielle Schnittstellenkarte sowie die private Modulationsmethode hoher Ordnung und den FEC-Algorithmus, sodass die Schnittstellen verschiedener Hersteller nicht zusammenarbeiten können.
Mit der Entwicklung des Internetgeschäfts, dem Aufbau der Cloud-Infrastruktur und der Nachfrage von AI-Computing-, Telekommunikations- und Rechenzentrumsbetreibern wurden klare Anforderungen an die Interoperabilität von optischen Modulen verschiedener Anbieter gestellt. In Bezug auf den FEC-Standard kann das gesamte System in drei Generationen unterteilt werden, obwohl es verschiedene Typen wie GFEC, SCFEC, RS10, CFEC, OFEC, SDFEC, KR4-FEC und KP4-FEC gibt, die unterschiedlichen Raten und Standards entsprechen. Die erste Generation ist Blockcode mit einer Verstärkung von 6 dB und einem Overhead von 6,69%. Die Kaskaden-Interleave-Iteration der zweiten Generation erfordert eine Verstärkung von 8 dB und einen Overhead von 6,69%. Die dritte Generation von SDFEC mit weicher Entscheidung und einer Verstärkungsanforderung von 11 dB und einem Overhead von 15 bis 20% verwendet den Turbo-Produktcode- (TPC) und den LDPC-Algorithmus (Low Density Parity Check Code), während die neue Generation von FEC auf probabilistischen Ganzzahlen basiert of Constellation wurde vorerst nicht als Standard veröffentlicht. In MIS-Standards gibt es auch verschiedene Arten von CFP-MIS-, C-CMIS- und CMIS-Standards.
Vergleichende Analyse von 400G-Kohärenzkriterien
Das kohärente optische 400G-Modul verfügt derzeit über drei Standards: OIF-400g ZR, OpenRoadm und OpenZR +. Oif-400g ZR-Target wird in Edge-DCI angewendet. Auf der Client-Seite ist nur eine 400-GbE-Rate definiert, und die Übertragungsentfernung beträgt 80 km. CFEC wird zur Vorwärtsfehlerkorrektur übernommen. OpenRoadm MSA richtet sich hauptsächlich an Telekommunikationsbetreiber' ROADM-Netzwerkanwendungen. Es definiert 100 G, 200 G, 400 GbE Rate&Amp; OTN auf Kundenseite und die Übertragungsentfernung beträgt 500 km. Es verwendet den OFEC-Vorwärtsfehlerkorrekturalgorithmus. Auf der anderen Seite verfügt OpenZR + MSA über ein breiteres Anwendungsspektrum, das sich auf städtische Gebiete sowie Backbone-, DCI- und Telekommunikationsbetreiber konzentriert. Es definiert 100G-, 200G- und 400GbE-Mehrfachraten auf Kundenseite, um die Übertragungsentfernung von städtischen Gebieten oder Fernnetzen zu erfüllen, und übernimmt den Vorwärtsfehlerkorrekturmechanismus von OFEC. Es ist ersichtlich, dass OpenZR + der MSA-Standard ist, der eingeführt wurde, indem die jeweiligen Vorteile der oIF-400G ZR- und OpenRoadm-Standards absorbiert wurden. Die neueste Version von OpenZR + wurde im September 2020 veröffentlicht.
Analyse der kohärenten nachfolgenden Evolution über 400G
Aus Sicht des Markttrends wird die jährliche Wachstumsrate des globalen DWDM-Marktes in Bezug auf das Verkaufsvolumen von 2020 bis 2025 20% und bis 2025 2,5 Milliarden US-Dollar erreichen. Ein Umsatz von 400 G und mehr wird voraussichtlich 150 Millionen US-Dollar erreichen im Jahr 2020 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 19% danach und einem Wert von 1,5 Mrd. USD im Jahr 2025 mit einer durchschnittlichen Wachstumsrate von 46%. 400GZR und 400GZR + wachsen am schnellsten, gefolgt von CFP2 DCO und 100G ZR, die bis 2025 voraussichtlich 6,6, 6,5, 4,2 bzw. 290 Millionen US-Dollar erreichen werden. Der Gesamtmarkt erreicht rund 2,3 Milliarden US-Dollar. In Bezug auf die Sendungen wuchsen die Lieferungen von 400G ZR, 100G ZR, CFP2 DCO und 400G ZR + am schnellsten. Die Lieferungen von 400G ZR / ZR + werden 2020 voraussichtlich 6.000 und 2025 550.000 betragen, während 400 Sendungen erwartet werden / 600 / 800g OnBoard sollte 2020 15.000 und 2025 40.000 sein. Im Jahr 2025 betrug die Anzahl 400G ZR +, 100G ZR +, 200G ZR + und 400G ZR { {59}} wird voraussichtlich 330.000, 320.000, 240.000 bzw. 220.000 erreichen.
Aus Sicht der Technologietrends wird die nächste Generation kohärenter Ultra-400g-Produkte Technologien wie 800G-Einzelwellen, DP-16qAM, 5-nm-DSP, optische Siliziumtechnologie und Flip-Chip-Technologie einsetzen. Die Baudrate der elektrischen Schnittstelle des Produkts der nächsten Generation beträgt bis zu 4 * 128 GHz. Die optische Komponente COSA verwendet die DDP-16QAM-Modulation, um eine Baudrate von 128 GHz zu erreichen. Die TIA / Treiberbandbreite beträgt bis zu 96 GHz. 800G ZR erfordert ungefähr 29 dB OSNR, während 800G ZR + ungefähr 25 dB OSNR benötigt.
