Компактный трансивер 1 Тбит/c - уже скоро

Свежий взгляд на использование хорошо известных технологий может дать неожиданные результаты. Уплотнение OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing — ортогональное частотное уплотнение) в основном применяется в технологиях беспроводного доступа, примером которых может служить технология LTE, которая используется в сетях сотовой связи. Попытка использовать OFDM при передаче оптического сигнала позволила увеличить скорость передачи данных в одном канале до 1 Тбит/с и снизить влияние хроматической дисперсии.

Когерентные сети 100G используют для передачи одну несущую, в то время как с применением OFDM доступно использование множества несущих высокой плотности. Несущие OFDM выбираются с разделением по частоте, минимизирующим помехи и влияние интерференции. Исследование возможности применения технологии OFDM в оптической передаче данных было начато так как она содержит инструменты, которые необходимы для создания компактных систем передачи высокоплотных каналов связи, в том числе и на скорости 1 Тбит/c.

Некоторые специалисты считают, что рынок телекоммуникационного оборудования в ближайшей перспективе “голосует” за каналы 400G, но на скорости 1 Тбит/с и выше непременно встанет вопрос габаритов оборудования. Именно тогда разработки систем на основе OFDM позволят выпустить компактные трансиверы и транспондеры с малыми значениями потребления энергии и рассеиваемой мощности.

В начале года Техническом Университете Дрездена (Германия) было проведено два испытания по передаче сигналов с OFDM. Использовалась полоса 175 ГГц, поделенная на 7 полос по 25 ГГц, каждая из которых содержала 128 или 1024 несущих уплотнения OFDM. Передача данных производилась в реальном времени на оптической сети университета, а восстановление сигнала было выполнено с помощью программного обеспечения MATLAB. Использованные алгоритмы восстановления сигнала в течение нескольких месяцев будут реализованы в FPGA чипе, который войдет в состав оптических трансиверов OFDM.

Канал полезной емкостью в 1 Тбит/с составлен из каналов 142 Гбит/с, при добавлении битов коррекции FEC и служебных сигналов скорость передачи каждого канала приблизилась к 200 Гбит/c.

128 или 1024 несущие в полосах 25ГГц модулировались с применением квадратурной фазовой (QPSK) или шестнадцатипозиционной амплитудной модуляции (16-QAM). Используемый тип модуляции можно выбрать исходя из конкретных условий передачи данных.

При подведении итогов испытания выяснилось, что производительность решений на основе OFDM совпадает с производительностью стандартных когерентных решений, но требования по цифровой обработке сигнала снижены вдвое.

При сравнении результатов передачи данных на 128 и 1024 несущих OFDM метода показали сходные возможности по расстоянию передачи данных: 1000 километров на стандартном оборудовании, и до 2000 с применением гибридных EDFA -Рамановских усилителей. Оба метода показали значительную стойкость к хроматической дисперсии, при этом при передаче на 1024 несущих OFDM компенсация дисперсии не требовалась вовсе. Подобные преимущества позволяют говорить о коммерческом успехе, который ожидает трансиверы OFDM.

Реализация и выпуск решения на рынок займет порядка двух лет, в течении которых также будет вестись работа по стандартизации технологий. Разработкой решения с 2011 года занимается израильское объединение Tera Santa Consortium, в состав которого входят вендоры оборудования и научные учреждения.