Tutarlı ve Tutarlı Olmayan-Optik İletişim

Hızlı özet

Tutarlı ve-tutarlı olmayan (doğrudan-algılama / IM-DD) optik sistemler farklı sorunları çözer:

Tutarlı: genliği ölçerve faz(artı polarizasyon), gelişmiş modülasyonu (QPSK, QAM) ve ağır DSP'yi - kullanır; yüksek kapasite ve uzun erişim (metro/uzun mesafe, DWDM) için en iyisidir.

Tutarlı-olmayan (IM-DD): yalnızca yoğunluğu algılar, daha basit modülasyon (OOK, PAM4), daha düşük maliyet ve güç kullanır - kısa-orta düzey erişim için idealdir (veri merkezi ara bağlantısı, erişim).

Temel teknik farklılıklar

Algılama ve kullanılan bilgiler
Tutarlı alıcılar, gelen sinyali yerel bir osilatörle karıştırır ve fazı, genliği ve polarizasyonu kurtarır; tutarlı olmayan alıcılar-yalnızca optik gücü algılar (LO yok). Bu, tutarlı sistemlerin faz/genlik modülasyonunu ve tutarlı DSP'yi kullanmasını sağlayan temel ayrımdır.

Modülasyon ve spektral verimlilik
Tutarlı=QPSK/8QAM/16QAM (daha yüksek bitler/sembol) → önemli ölçüde daha iyi spektral verimlilik. Tutarlı olmayan-= OOK, NRZ, PAM4 (daha basit, daha düşük spektral verimlilik).

Yetersizliklere erişim ve tolerans
Tutarlı optikler, DSP'deki doğrusal bozulmaları (kromatik dağılım, PMD) düzeltebilir ve DWDM ile yüzlerce ila binlerce kilometre yol kat edebilir; IM-DD erişimleri genellikle kısa-ile-orta arasıdır (tasarıma bağlı olarak onlarca ila en düşük yüzlerce km'ye kadar).

Maliyet, güç, karmaşıklık
Tutarlı modüller, dar-çizgi genişliğinde lazerler, yerel osilatörler ve yüksek-hızlı DSP - daha yüksek birim maliyet ve güç gerektirir. IM-DD modülleri daha ucuzdur, daha düşük güç tüketir ve geniş ölçekte dağıtılması daha kolaydır. Toplam-sahip olma-maliyetine ve gerekli erişime/kapasiteye göre seçim yapın.

Pratik kullanım durumları

Şu durumlarda-tutarlı olmayan / IM-DD'yi kullanın:kısa ila orta mesafeler, maliyet ve güç temel kısıtlamalardır (örneğin kampüs bağlantıları, birçok DCI ve veri-merkezi kısa bağlantısı, erişim). PAM4 IM-DD ayrıca kısa erişimli 100/200/400G dağıtımlarında yoğunluğu da artırır.

Şu durumlarda tutarlı kullanın:uzun mesafe/metro omurgası, en yüksek spektral verimlilik ve erişim gerektiğinde veya DWDM kanal sayıları ve OSNR kısıtlamaları gelişmiş telafi gerektirdiğinde. Kompakt tutarlı takılabilir ürünler (DCO) artık bazı metro/DCI rollerine tutarlılık getiriyor.

Kısa SSS

S: PAM4 IM-DD, 400G'de tutarlılığın yerini alabilir mi?
C: Kısa mesafeler için (DCI,-kampüs içinde) PAM4 IM-DD pratiktir ve-uygun maliyetlidir; metro/daha uzun DWDM rotaları için tutarlılık, erişim ve spektral verimlilik açısından hâlâ öndedir.

S: Uyumlu modüller artık daha küçük kutular için takılabilir mi?
C: Evet - kompakt tutarlı takılabilir ürünler (QSFP-DCO, CFP2-DCO çeşitleri), yüksek yoğunluklu metro/DCI sitelerinde tutarlılığı mümkün kılıyor.

çözüm

Tutarlı ve tutarlı olmayan-"daha iyi/daha kötü" değildir - aralarındaki ödünleşim vardır:tutarlı= daha yüksek maliyet/güçle maksimum erişim ve spektral verimlilik;-tutarsızKısa ve{2}}orta düzeyli bağlantılar için=daha basit, daha ucuz, enerji-verimli. Kritik omurga ve DWDM büyümesi için tutarlı seçim yapın; yaygın, maliyet-hassas kısa bağlantılar için IM-DD'yi seçin.