Atingindo 100 Gb/s usando O

Jun 08, 2023

A migração para 400 Gb/s e 800 Gb/s é um dos tópicos mais quentes em telecomunicações atualmente. No entanto, a maioria das operadoras ainda é amplamente alimentada por tecnologia de 10 Gb/s ou 25 Gb/s, especialmente em redes de acesso e uplinks de estação base LTE/5G. Para garantir que as redes estejam preparadas para a próxima onda de transmissão, as operadoras precisam construir sistemas de multiplexação de onda que permitirão que as conexões migrem para 100 Gb/s.

Aqui, dois especialistas em redes de telecomunicações da Salumanus explicam quais dispositivos usar para executar Ethernet N × 100 Gb/s na infraestrutura urbana ou de acesso usando transmissão em banda O.

As transmissões Ethernet de 100 Gb estão se tornando cada vez mais populares em aplicações como redes 5G e data centers. Uma maneira de garantir que as operadoras possam migrar com sucesso para Ethernet de 100 Gb é usando a transmissão em banda O. A banda O, ou banda original, foi a principal banda utilizada nas telecomunicações, devido à sua dispersão cromática zero. Com sua largura de espectro entre 1260 nm e 1360 nm, a banda O foi a base para a criação de lasers e detectores.

Com o tempo, a banda C se tornou a escolha preferida das operadoras devido à alta taxa de atenuação da banda O em aplicações de longa distância. No entanto, as taxas de bits crescentes forçaram novas mudanças. A transmissão 100G na banda C poderia funcionar apenas para distâncias de 2 a 3 quilômetros (km) para modulação NRZ/PAM4. Para enviar os dados mais longe, os operadores precisam compensar a dispersão cromática ou usar óptica coerente mais cara.

Existem várias maneiras de executar links de 100 Gb/s. A solução de transmissão de 100 Gb/s mais convencional é o uso de módulos LR4 ou ER4 cinza. A limitação dessa tecnologia é o número de transmissões paralelas que podem ser executadas. Podemos executar no máximo uma transmissão de 100 Gb/s em uma fibra.

A segunda opção é executar N x 100 Gb/s usando um sistema DWDM baseado em transceptores que usam a tecnologia PAM4. Pela forma como os módulos funcionam, a solução DWDM requer, além dos multiplexadores, o uso de compensadores de dispersão cromática e amplificadores ópticos, o que efetivamente aumenta o gasto de capital (CAPEX).

O terceiro método é o uso de modulação coerente, que nos permite implementar conexões sem a necessidade de usar compensadores. Devido ao consumo de energia dos módulos coerentes atualmente disponíveis, esta solução requer o uso de arquitetura clássica com transponders, porque os módulos de coerência de 100 G estão na forma de interfaces CFP/CFP2.

A GBC Photonics oferece outra solução que permite aos operadores executar N x 100 Gb/s. Esta solução é baseada em uma grade de 200 GHz na banda O e permite que os usuários trabalhem em até 30 km de distância. As operações na banda O permitem a eliminação dos compensadores de dispersão cromática. De acordo com o gráfico de dispersão cromática (Figura 1), para a fibra mais popular (G.652) a dispersão é quase igual a 0 em torno de 1300 nm. Graças ao uso de uma grade de 200 GHz, podemos criar até 16 canais de transmissão independentes.

Uma das maiores vantagens das soluções de banda O é o uso de modulação PAM4 e Direct Detect, que permite o uso de módulos GBC Photonics para transmissão em uma e duas fibras. O processador patenteado nCP4™ baseado na plataforma PH18 Silicon Photonics Tower Semiconductor foi usado para implementar a modulação PAM4 correta. O processador nCP4™ permite que os operadores convertam N linhas elétricas com um fluxo de 56 baud em N linhas ópticas a uma velocidade de até 800 Gb/s. A integração de vários elementos optoeletrônicos oferece melhores parâmetros em comparação com a ligação convencional de elementos discretos.

A solução PH18 Silicon Photonics Tower Semiconductor é uma tendência paralela de desenvolvimento de tecnologia alinhada à tecnologia de fosfeto de índio. Além disso, a melhoria da sensibilidade de recepção foi obtida usando o diodo receptor APD. Como resultado, a principal vantagem de combinar modulação PAM4 e Direct Detect é a capacidade de implementar módulos em aplicações de fibra simples e dupla.