Þekking

Hvað er samhangandi ljósfræði?

Samhæfð ljósfræðier ljósleiðaratækni sem kóðar gögn með því að nýta marga eiginleika ljósbylgju-amplitude, fasa og skautun- frekar en að kveikja og slökkva á ljósi. Aheildstæð sjónsamskiptikerfið sameinar háþróaða mótun á sendinum með sérhæfðum móttakara sem notar sinn eigin leysi til að afkóða allt upplýsingainnihald komandi merkis. Í samanburði við hefðbundnar aðferðir eykur samfelld sjónsending verulega bæði afkastagetu og útbreiðslu, sem er ástæðan fyrir því að nánast allir háhraða, langir-leiðartenglar í dag treysta á samræmda tækni. Hvernig einn strengur af glertrefjum flytur terabæta af gögnum yfir hafið eða á milli gagnavera-sem er samhangandi ljósfræði. Þessi handbók útskýrir hvernig tæknin virkar, hvað gerir hana „samhangandi“, hvert hún er notuð og hvert hún stefnir.

Hin sanna merking samhangandi ljósfræði

Orðið „samhangandi“ vísar til þess hvernig móttakarinn skynjar ljósmerkið-og það er einmitt það sem aðgreinirsamhangandi ljósfræðifrá allri fyrri ljóstækni.

Hefðbundin trefjakerfi nota beina uppgötvun (almennt þekkt sem styrkleiki-mótuð bein uppgötvun, eða IM-DD). Ljósnemi í móttökuendanum mælir einfaldlega birtu ljóssins sem berast: björt þýðir 1, dimmt þýðir 0. Þótt hún sé einföld, þá fleygir þessi aðferð flestum upplýsingum sem ljósbylgja getur borið með sér,-sérstaklega fasa og skautun.

Í samfelldu kerfi inniheldur móttakarinn leysi sem kallast staðbundinn sveiflubúnaður-asamhangandi ljósgjafasem myndar viðmiðunarbylgju og blandar henni við komandi merki. Vegna þess að báðar öldurnar framleiðasamhangandi ljós-sem þýðir að þeir hafa stöðugt, fyrirsjáanlegt samband í tíðni og fasa-truflumynstur þeirra sýnir ekki aðeins birtustig merkisins heldur einnig nákvæma fasa þess og skautun. Móttakarinn endurheimtir allt sjónsviðið og opnar stærð upplýsinga sem bein uppgötvun hefur einfaldlega ekki aðgang að.

Þetta er grundvallarkosturinn. Allur annar ávinningur af samfelldri ljósfræði-meiri afkastagetu, lengra umfangi, einfaldari nethönnun- stafar af þessari getu til að lesa allar upplýsingar sem eru kóðaðar í ljósbylgju.

Hvernig samhangandi sjónkerfi virkar

Sendirinn: Samræmd mótun í aðgerð

Í sendinum framleiðir stillanleg leysir mjóan, stöðugan ljósgeisla á tiltekinni bylgjulengd. Mælir kemur síðan framsamhangandi mótunmeð því að setja gögn inn á þennan geisla, meðhöndla þrjá eiginleika samtímis:

Amplitude- styrkur bylgjunnar er hægt að stilla á mörg stig, ekki bara kveikt/slökkt.

Áfangi- tímasetningarstaðan innan bylgjulotu er færð yfir í skilgreind horn (svo sem 0 gráður , 90 gráður , 180 gráður , 270 gráður ), sem hvert táknar mismunandi gagnamynstur.

Skautun- ljósinu er skipt í tvær hornréttar stefnur (lárétt og lóðrétt), sem hver ber með sér sjálfstæðan gagnastraum. Þettasamhangandi sjónskautuntækni, sem kallast skautun margföldun, tvöfaldar getu einni bylgjulengdar.

Sambland af amplitude, fasa og skautunarkóðun gerir einum púlsi-sem kallast tákn- kleift að flytja marga gagnabita í einu, langt umfram einn bita á hvert tákn sem hægt er að ná með slökkt-lykli.

Móttakarinn: Samræmd sjónskynjun og stafræn endurheimt

Á hinum enda trefjarinnar,samhangandi uppgötvuná sér stað: samhangandi móttakarinn blandar innkomunnisamhangandi merkimeð staðbundnu sveifluleysinu. Þetta truflunarferli framleiðir rafmerki sem varðveita amplitude, fasa og skautun upplýsingarnar frá sendinum. Hár-hraði hliðrænn-í-stafrænn breytir sýnir þessi merki ogsamhangandi stafræntmerki örgjörvi (DSP) sér um síðari vinnslu.

DSP sinnir nokkrum mikilvægum aðgerðum. Það aðskilur skautunarrásirnar tvær. Það fylgist með og bætir upp fyrir litadreifingu-fyrirbærisins þar sem mismunandi bylgjulengdir ljóss ferðast á örlítið mismunandi hraða í gegnum trefjar, sem veldur því að púlsar dreifast yfir fjarlægð. Það leiðréttir einnig dreifingu skautunarhams og annarra skerðinga á trefjum í rauntíma, stærðfræðilega, án líkamlegrar bótabúnaðar í hlekknum.

Í gangi við hlið DSP, framsenda villuleiðréttingar (FEC) reiknirit fella óþarfa gögn inn í merkið svo móttakandinn geti greint og lagað villur án endursendingar. Háþróuð mjúk-ákvörðun FEC ýtir undir hávaðaþol samfelldra kerfa langt umfram það sem fyrri tækni gæti náð.

Nettóáhrifin fyrir netfyrirtæki: hægt er að virkja nýjar ljósleiðaraleiðir án þess að handvirka dreifingarbætur fyrir hvern tengil. Líkamsbúnaður minnkar, nethönnun er einfölduð og rekstrarkostnaður lækkar.

Hvernig Coherent Optics skilar meiri gögnum

Getu kostur afheildstæð sjónsamskiptifer eftir því hversu marga bita hvert tákn ber og hversu skilvirkt tiltækt ljósróf er notað.

Með hefðbundinni kveikt-slökkt (OK) ber hvert tákn nákvæmlega einn bita. Fyrsta víðtæka samhangandi sniðið -tvískipt-skautun quadrature phase shift lykla (DP-QPSK)-kóðar fjóra bita á hvert tákn, sem er fjórföld aukning á sama flutningshraða. Hærri-snið ýta lengra: 16QAM ber 8 bita á hvert tákn og 64QAM ber 12. Málið er að þéttari snið krefjast hreinna merki (hærra ljósmerki-til-suðshlutfalls) og vinna yfir styttri vegalengdir, þannig að rekstraraðilar velja það snið sem passar best við hvern hlekk og hentar best.

Spectral skilvirkni

Litrófsskilvirkni-magn nothæfra gagnaflutnings á hverja einingu ljósrófs-er annar lykilmælikvarði. Snemma 10G bein-greiningarkerfi náðu um það bil 0,2 bitum á sekúndu á hertz. Nútíma samhangandi kerfi fara venjulega yfir 5–6 b/s/Hz, sem þýðir að sami trefjar- og magnarainnviði getur borið 25 til 30 sinnum meiri gögn. Þvert á þétt bylgjulengdardeilingarkerfi (DWDM) með 80 eða fleiri rásum getur eitt trefjapar náð tugum terabita á sekúndu af heildargetu.

Samhæfðar sjóneiningar: Hvað er inni

A samhangandi optískur senditækier sjálfstætt-eining sem tengist netrofa eða beini. Önnur hliðin hefur sjónviðmót sem tengist trefjum; hitt er með rafmagnsviðmóti sem tengist gagnaplani hýsilkerfisins. Að innan eru lykilhlutirnir stillanleg leysir, sjónmælir, samhangandi móttakari með staðbundnum sveiflu og DSP flís sem sér um mótun, afmótun, skerðingarbætur og FEC.

Undanfarinn áratug hafa þessir þættir verið stöðugt smækkaðir í smátt og smáttsamhangandi stingaformþættir. Snemma samhangandi línukort tóku heilu undirvagnsraufirnar. Í dagsamhangandi senditækinotaðu staðlað viðmót eins og QSFP-DD og OSFP-nógu þétt til að tengja beint inn í framhlið beinarinnar með miklum tengiþéttleika. Ein QSFP-DD samhangandi eining, til dæmis, veitir allt að 400G afköst á einni bylgjulengd. Næsta-kynslóð OSFP einingar miða á 800G og lengra.

Stöðlun hefur verið nauðsynleg fyrir þessa þróun. Optical Internetworking Forum (OIF) skilgreinir rekstrarsamhæfissamninga fyrir samfelldar stinga einingar, en IEEE 802.3ct staðallinn tilgreinir hvernig 400G samfelldar bylgjulengdir tengjast við Ethernet. Þessir staðlar gera rekstraraðilum kleift að blanda saman einingum frá mismunandi söluaðilum á sama neti.

Umsóknir Coherent Optics

Samtenging gagnavera

Skýja- og gervigreindarfyrirtæki tengja gagnaver sín á milli vegalengda frá nokkrum kílómetrum til yfir 120 km. Staðlað 400G ZR/ZR+samhangandi stingaeiningar passa beint inn í beinartengi, útiloka þörfina fyrir aðskilda sjónræna flutningsvettvang og einfalda bæði uppsetningu og rekstur á stórum-skala.

Telecom Backbone: Metro til Long-Haul

Flutningsaðilar treysta áheildstæð sjónsamskiptiyfir hvert flokks-meðanjarðarlestartengsl milli aðalskrifstofa, svæðistengingar sem spanna hundruð kílómetra og langleiðir milli meginlanda-. Þar sem þétting 5G netkerfis ýtir undir vaxandi eftirspurn eftir bandbreidd, er samningursamhangandi senditækieru líka að rata inn í -samsöfnun frumna.

Sæstrengir

Millilandsgögn fara um neðansjávar trefjakerfi sem krefjast mikillar umfangs, hámarks afkastagetu á hvert trefjapar og mikla áreiðanleika í umhverfi þar sem viðgerðir eru óvenju kostnaðarsamar-kröfur sem aðeinssamhangandi ljósfræðigetur fullnægt samtímis.

Coherent Optics, PAM4 og DWDM

Samhengi á móti PAM4: Viðbótar, ekki samkeppni

PAM4 (4-stigs púlsamplitude mótun) ræður ríkjum í stuttum-tengingum innan gagnavera-einföld, lítil-orka og-hagkvæm. Það umritar tvo bita á hvert tákn með því að nota fjögur birtustig, en án innbyggðrar dreifingaruppbótar, nær hagnýt nálægð við um það bil 10–30 km.Samfelld sjónsamskiptinær yfir hundruð eða jafnvel þúsundir kílómetra, á kostnað meiri krafts og flóknara. Þeir tveir deila skýrri verkaskiptingu: PAM4 fyrir stutta-fjarlægðartengla, samhangandi fyrir allt lengur. Eftir því sem samfelldar innstungur verða minni og -afkastaminni, halda mörkin á milli þeirra áfram að færast inn á við.

Samhæfð DWDM: Samræmd ljósfræði ramma ríður áfram

DWDM (Dense Wavelength Division multiplexing) sendir heilmikið af bylgjulengdum í gegnum eina trefjar samtímis, sem hver ber sinn gagnastraum.Samhengi ljóstækiákvarða hversu mikið af gögnum hver bylgjulengd ber. Í asamhangandiDWDMkerfi, tæknin tvö eru viðbót: DWDM veitir rásirnar,samhangandi mótunfyllir þá. Þegar samfelldar einingar nota stillanlega leysira er hægt að stilla sendingarbylgjulengdina á hvaða rás sem er á DWDM kerfinu, sem gefur rekstraraðilum sveigjanleika til að leiða og endurstilla getu yfir allt netið.

Coherent Optics árið 2026 og víðar

Frá Backbone til Metro og Edge

Árið 2026,samhangandi optísk senditækieru ört stækkandi úr langdrægri-flutningssendingu inn í neðanjarðarnet, samtengingu gagnavera (DCI) og kanttölvu-sem knúin er áfram af 5G-háþróuðum umferðarvexti, dreifðu gervigreindarálagi og vaxandi bandbreiddarkröfum fyrirtækja.

800G ZR/ZR+samhangandi stingaeiningar þjóna nú tvöfaldri skyldu: þær ná yfir langa-línu yfir 1.700 km en lækka einnig bitakostnað á 40–120 km neðanjarðarlestum. Á sama tíma eru 100G samhangandi einingar með miklum-afl að móta hönnun neðanjarðarnets-sterkara sendingarúttak ásamt lágu-taps trefjum sem gera ómagnaða sendingu yfir 120 km, útiloka millimagnara og lækka bæði uppbyggingar-og rekstrarkostnað.

Edge computing flýtir fyrir þessari breytingu. Þegar ályktun gervigreindar færist í átt að dreifðum hnútum, krefjast tengingar milli kjarnagagnavera og jaðarsvæða bandbreiddar sem PAM4 getur ekki skilað yfir slíkar vegalengdir. Fyrirferðarlítið, lítið-aflsamhangandi senditækieru að verða náttúruleg byggingareining þessara tengla.

Industry Momentum

Gert er ráð fyrir að sendingar 800G samræmdra eininga muni vaxa úr innan við 5% af heildarsamstæðu rúmmáli árið 2025 í um það bil 30% í lok árs 2026, fyrst og fremst knúin áfram af eftirspurn frá norður-amerískum flutningsaðilum og DCI eftirspurn. Á OFC 2026 sýndi OIF samhæfni margra-framleiðenda fyrir 400ZR og 800ZR innstungnar einingar-sem staðfestir að vistkerfið styður-hlutlausa{12}}hlutlausa uppsetningu söluaðila.

Þegar horft er fram á veginn eru 1,6 Terabit-á-sekúndu samhangandi kerfi í þróun á næstu-kynslóð DSP sílikon. Ferillinn er samkvæmur: ​​hraðari, minni, minni kraft-framlengingsamhangandi ljósfræðifrá netkjarnanum alla leið að netbrúninni.