Coherent高意系统架构高级总监胡佩钢表示,全光算力网络需要比传统光网络提供更大带宽、更低时延、更长距离的高质量连接,相干器件和模块是其中的关键技术。Coherent高意能够提供高度集成的器件和相干模块,满足光传输网的持续演进升级,也能够满足从城域到边缘网络的需求。
InP还是SiP,关键在应用场景
目前相干模块光引擎主要有两种技术实现方式,一种是基于磷化铟(InP)的IC-TROSA技术,另一种是基于硅光(SiP)的COSA技术。两种技术各有优缺点,关键是根据不同的应用场景选择不同的技术路线。
胡佩钢重点介绍了业界第一款实现OIF IC-TROSA Type-2定义的模块,将相干调制器、可调激光器、相干接收机等部件,以及相关的控制电路集成在一个小型的封装中,并自带管理接口。
胡佩钢表示,这款模块的调制器基于InP,具有相对低的插损和较小的驱动电压,相比于硅光它有更高的带宽。同时集成了半导体光放大器,可以支持大于0dBm的输出,以及在不带外部EDFA的情况下,支持大于45dB的Tx OSNR,能够降低对光复用模组的要求。此外,相干光接收机也具有更高的带宽,更好的接受灵敏度。
从仿真结果看,基于InP的IC-TROSA技术不但可以支持400G 64GBaud的相干传输要求,也可以支持下一代800G大于128GBaud的相干接口要求。
而基于SiP的COSA技术,其调制器插损相对较高,驱动电压较大,调制器带宽和接收机带宽都相对较低,需要集成外部EDFA来达到更高的输出光功率,同时还需要外部的可调激光器。优势在于,它可以和ODSP混合集成封装,当不包括外部EDFA的时候,成本相对有优势。
光器件进步和光传输演进相辅相成
如前文所述,全光算力网络需要更先进的相干器件和模块来支撑,而光器件技术的不断进度也推动着光传输网络的持续演进升级,两者相辅相成,互相成就。
众所周知,传统的光传输网络,一般是单个系统供应商,光层和电层互相集成,采用私有的光接口和管理接口。在开放解耦的光传输网络中,设备来源于多个供应商,光层和电层解耦,这就需要有标准化的光接口和管理接口。
胡佩钢表示,标准化的光接口,使得光层和电层的解耦更方便;标准化的管理接口使得相干光模块和HOST系统解耦。同时,相干模块的小型化,使得光传输网络扁平化成为可能。
此外,目前的相干光模块的形状因子可以做到与客户侧(灰光)模块相同,例如QSFP-DD或者QSP28。这就使得IP-over-DWDM成为可能,相干光模块可以直接放在交换机或者路由器的光接口上,在光线路系统中传输。
据胡佩钢介绍,目前Coherent高意已经推出了高输出光功率的400G ZR+ QSFP-DD-DCO光模块以及高性能400G CFP2-DCO模块,满足城域/区域ROADM网络的高性能传输需求,同时也为光网络创新赋能。
小尺寸100G相干将变革边缘光网络
随着网络带宽需求的持续增长,对于如何提高接入网边缘侧的带宽能力有不同的技术路线选择。胡佩钢介绍,如果采用目前的强度调制进行直接探测,将会受到色散的限制;同时对接收机灵敏度和OSNR也有影响,很难再通过这种方式去提高带宽容量。
这样一来,如果相干光模块可以采用和客户侧(灰光)模块相同的形状因子(即QSFP28),那么从强度调制直接接收演化到100G相干DWDM光模块,就成为一个自然选择。胡佩钢介绍,通过DSP补偿可以克服色散限制,同时相干接收的方式可以增强接收机灵敏度和OSNR。
100G相干在边缘侧主要有三大应用场景。在宽带接入网中,可以把已有的10G甚至更低速率汇聚到100G边缘相干链路中,可以把灰光链路无缝升级到DWDM链路,大幅提高链路的传输容量;面向移动中回传场景,可以把10G、25G的业务汇聚到100G相干链路中传输,提高DWDM带宽的同时降低时延,保证端到端传输性能;企业网系统中,可以直接替代目前的10G DWDM,不需要改变光线路系统的配置,甚至不需要改变软件。
胡佩钢表示,目前Coherent高意已经推出了业界首款基于SteelertonTMDSP的100ZR QSFP28-DCO模块,也是有史以来最小的可插拔DCO模块,同时在低功耗方面也创造了记录,将给边缘光网络带来变革。