Acacia專家討論邁向太比特時(shí)代和穩(wěn)步走向可插拔

  ICC訊（編譯：Nina）來自Dell'Oro的Jimmy Yu將2023年光纖通信大會(huì)(OFC2023)稱為“太比特時(shí)代(the Terabit Era)”。今年的大會(huì)強(qiáng)調(diào)了圍繞新的1.2Tb/s相干模塊的試驗(yàn)和公告，如Acacia的相干互連模塊8(CIM 8)，第一個(gè)可插拔的1.2T相干光模塊。

  與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商正在采用更高速的接口。自去年的大會(huì)以來，我們繼續(xù)看到400Gb/s可插拔產(chǎn)品進(jìn)入新的市場(chǎng)和應(yīng)用。雖然相干可插拔產(chǎn)品已經(jīng)向更短的傳輸距離遷移了很長(zhǎng)一段時(shí)間，但客戶現(xiàn)在越來越有興趣將其用于傳統(tǒng)上由嵌入式相干模塊提供服務(wù)的長(zhǎng)距離應(yīng)用。雖然高性能嵌入式市場(chǎng)今天繼續(xù)仍然強(qiáng)勁，但我們預(yù)計(jì)，隨著服務(wù)提供商盡可能利用其低功耗、小尺寸和性能，可插拔的趨勢(shì)將在未來繼續(xù)發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)正在尋求為下一代MSA可插拔光學(xué)器件定義800G和更高性能的400G互操作模式。

圖一：相干可插拔端口預(yù)計(jì)將在2023年超過嵌入式端口。

  Acacia有幸參加了今年OFC的13個(gè)會(huì)議和2場(chǎng)互操作性演示。以下是在Market Watch Theater舉辦的三場(chǎng)會(huì)議的回顧。這些會(huì)議強(qiáng)調(diào)了高速接口的趨勢(shì)，以及從嵌入式模塊到可插拔模塊的預(yù)期轉(zhuǎn)變，包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)展。

  OIF Panel：定義800ZR和800LR;OIF進(jìn)展匯報(bào)

  Acacia公司技術(shù)營(yíng)銷高級(jí)總監(jiān)Tom Williams在光互操作性論壇(OIF)上介紹了800ZR和800LR標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展。Tom強(qiáng)調(diào)了400G可插拔技術(shù)所取得的快速成功，以及標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)下一步的發(fā)展方向。

  400G繼續(xù)發(fā)展

  400G的發(fā)展主要集中在三個(gè)方面。首先是正在部署的高發(fā)射功率400G ZR+ QSFP-DD可插拔，支持OpenZR+和Open ROADM模式。這些模塊將400G QSFP-DD可插拔的用例擴(kuò)展到城域和區(qū)域ROADM網(wǎng)絡(luò)，并增加了傳輸設(shè)備中的Transponder密度。第二種是400G ER1，目標(biāo)是40公里點(diǎn)對(duì)點(diǎn)應(yīng)用。第三個(gè)領(lǐng)域是400G長(zhǎng)途的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展。

圖二：400G的持續(xù)發(fā)展：高TX功率400 ZR+、400G ER1和400G長(zhǎng)途可插拔模塊。

  800G標(biāo)準(zhǔn)化正在進(jìn)行中

  目前標(biāo)準(zhǔn)化的重點(diǎn)是800LR/ZR和Open ROADM產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商正在尋找更高波特率的可插拔設(shè)備，以利用成本和功耗方面的改進(jìn)。通過減少支持給定傳輸容量所需的光學(xué)器件數(shù)量，提高波特率已成為實(shí)現(xiàn)更具成本效益的光網(wǎng)絡(luò)的有效方法。

  接下來關(guān)注800ZR的標(biāo)準(zhǔn)化，Tom強(qiáng)調(diào)了這些考慮與400ZR的相似之處，但又有所不同。雖然800ZR有可能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的不同而有更多不同的用例，但有些運(yùn)營(yíng)商正在等待1.6T解決方案。

  關(guān)鍵假設(shè)是800ZR將包括118Gbaud的16QAM調(diào)制，這是400ZR波特率的兩倍。在接收端，為了提高光信噪比(OSNR)靈敏度，選擇了開放前向糾錯(cuò)(Open Forward Error Correction, oFEC)，并且在118Gbaud時(shí)的最小輸入功率更高。在發(fā)射端，人們認(rèn)識(shí)到400G市場(chǎng)現(xiàn)在包括放大和非放大配置，并且與400ZR在同一線路系統(tǒng)上共存，要求800ZR的發(fā)射功率提高3dB。Tom還強(qiáng)調(diào)了三種不同的發(fā)射器功率范圍，每種功率范圍都有為市場(chǎng)帶來價(jià)值的用例。這些包括：

  * -11至-14dBm：成本最低；
  * -7至-11dBm：與400ZR共存；
  * 0至-7dBm：與傳統(tǒng)DWDM共存。

  800G及以上的可插拔相干--建立在400G成功的基礎(chǔ)上

  Acacia的可插拔模塊產(chǎn)品線經(jīng)理兼杰出工程師Torben Nielsen也在演講中重點(diǎn)介紹了400ZR/ZR+的成功案例。作為迄今為止發(fā)展最快的相干技術(shù)，這些模塊從早期的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工作中受益匪淺。

圖三：400G可插拔技術(shù)是迄今為止發(fā)展最快的相干技術(shù)

  標(biāo)準(zhǔn)化和供應(yīng)商互操作性

  光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化通過提供簡(jiǎn)單性、互操作性和容量驅(qū)動(dòng)的成本來幫助網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商。Torben解釋說，在400G可插拔市場(chǎng)，標(biāo)準(zhǔn)化始于400ZR，并隨著運(yùn)營(yíng)商對(duì)更高性能的要求而迅速發(fā)展，Open ROADM和OpenZR+ MSA也因此而誕生。因此，今天我們看到400G可插拔產(chǎn)品在各種應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用，在每種外形尺寸中使用相同的組件技術(shù)。

圖四：400ZR/ZR+的成功部分得益于標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性，400G可插拔被廣泛應(yīng)用于各種應(yīng)用。

  Torben還討論了400ZR/ZR+如何利用共封裝技術(shù)，以及如何使用利用了硅光子學(xué)的相同通用平臺(tái)將這些開發(fā)擴(kuò)展到未來的產(chǎn)品研發(fā)中。例如，Acacia的CIM8模塊就采用了其在非常成功的400G可插拔產(chǎn)品中使用的相同封裝技術(shù)，這使得性能優(yōu)化過的可插拔解決方案能夠運(yùn)行高達(dá)140Gbaud。Acacia將繼續(xù)在800G和1.6T模塊等下一代產(chǎn)品中采用相同的方法。

  800G相干可插拔

  Torben接下來分享了該行業(yè)如何展望800G可插拔產(chǎn)品，預(yù)計(jì)2024年將首次部署。目前，OIF正在定義的800ZR/LR具有118Gbaud 16QAM調(diào)制。800ZR+將需要標(biāo)準(zhǔn)化的媒體接口規(guī)范，可能是131Gbaud PCS調(diào)制。Acacia的硅光子學(xué)可以支持800ZR和800ZR+的所有傳輸速率。可支持高發(fā)射功率版本，類似于400G Bright ZR+高發(fā)射(TX)功率可插拔模塊。

圖五：800G可能會(huì)有ZR、ZR+和LR版本。

  1.6T相干可插拔

  Torben認(rèn)為，在2025年或更晚的時(shí)候，可能需要1.6T相干可插拔。他認(rèn)為240Gbaud單載波可插拔是可行的，并且具有最佳的潛在成本結(jié)構(gòu)，與多載波方法相比，其光學(xué)組件更少。在開發(fā)這些產(chǎn)品時(shí)，需要克服一些工程挑戰(zhàn)，包括信號(hào)完整性、功率和熱設(shè)計(jì)，但在克服這些挑戰(zhàn)方面，該行業(yè)有著良好的記錄。

圖六：1.6T相干可插拔預(yù)計(jì)將在2025年或以后出現(xiàn)，按要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)還有許多工作要做。

  Market Watch Panel IV：以性能為中心的長(zhǎng)途

  Acacia產(chǎn)品管理與戰(zhàn)略總監(jiān)Anuj Malik概述了以性能為中心的相干模塊。這些模塊的主要目標(biāo)是幫助降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的資本支出(CAPEX)和運(yùn)營(yíng)支出(OPEX)。收發(fā)器的每比特成本和再生次數(shù)是CAPEX的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。功率、Footprint和可管理性是OPEX的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。

  這些解決方案的關(guān)鍵是開發(fā)諸如概率星座成形(PCS)、自適應(yīng)波特率和高級(jí)補(bǔ)償算法等特性。這些技術(shù)創(chuàng)新為服務(wù)提供商提供了前所未有的傳輸靈活性，以匹配其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、優(yōu)化光纖利用率并簡(jiǎn)化部署。

圖七：以性能為中心的解決方案利用關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能提供選擇。

  Anuj還討論了接近香農(nóng)極限的影響，在香農(nóng)極限下，頻譜效率增益只是增量的。重點(diǎn)是降低成本、功率和Footprint。這將需要每一代產(chǎn)品的波特率翻倍，設(shè)計(jì)高效的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并利用可以在多代產(chǎn)品中發(fā)揮作用的硅光子學(xué)和先進(jìn)封裝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

圖八：打造低成本和高功率效率的相干收發(fā)器的途徑包括顯著增加容量和密度的同時(shí)降低功率、持續(xù)集成和封裝技術(shù)。

  如前所述，隨著中國移動(dòng)、NYSERNet和Windstream Wholesale的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，這些“太比特時(shí)代”產(chǎn)品，尤其是Acacia的CIM8模塊，成為今年OFC的亮點(diǎn)。通過利用400G可插拔模塊和Acacia專有DSP算法的通用開發(fā)方法，可插拔性的運(yùn)營(yíng)優(yōu)勢(shì)被帶入了以性能為中心的多程(Multi-haul)細(xì)分市場(chǎng)。Acacia認(rèn)為，該行業(yè)可能會(huì)繼續(xù)向以性能為中心的可插拔模塊遷移，以利用其高性能和高能效。這可能包括開發(fā)高達(dá)131Gbaud的高性能400G長(zhǎng)途可插拔和800ZR+。

  原文：Acacia Experts Discuss Moving to the Terabit Era and the Steady March Towards Pluggables - Acacia Communications, Inc. - https://acacia-inc.com/blog/acacia-experts-discuss-moving-to-the-terabit-era-and-the-steady-march-towards-pluggables/