600G还是800G?

天下武功,唯快不破,光传输网络的发展,也.

天下武功,唯快不破,光传输网络的发展,也以飙“速度”为荣,并成为各个大厂拿来炫耀的资本。从单波速率10G、40G、100G、200G/400G,到600G、800G、1T…更新迭代的时间越来越短。如果把10G比作老爷车,100G比作代步车,600G/800G就如同超级跑车,超高速1.2T的就是高铁了。

但是车不能想开多快就开多快。如同在通信中的信道带宽一样,任何信道也不能无限增加信息传送的速率,受一些物理器件、调制、以及频谱范围等的制约,在通信信道上,因此也存在最大理论容量,即“香农极限”。那么在光通信波分网络中,当前相干传输的速率的发展又是怎么样的?

目前600G和800G已经有多个厂家发布相应的模块,特别是在数据中心互联DCI也有了1.2T模块了,在相干光传输的线路侧光模块演进也已经规划到1.2T,采用5nm工艺的130G波特率。那么,鉴于当前,在200G/400G大量商用之后,那么运营商在城域和骨干波分是部署600G还是800G模块,还是说等待1.2T的高铁的出现?

从不同调制速率性能上来看

我们知道,相干600G支持每符号4bit的PM-QPSK,每符号6bit的PM-8QAM和每符号8bit的PM-16QAM。同时相比200G还增加了PM-32QAM(每符号10位)和PM-64QAM(每符号12位)调制。600G的波特率可以从25-72GBaud,各个厂家可能有差异。800G在调制方式上同600G一样,但据了解,其波特率当前固定在96Gbaud,无论采用什么调制。

(1)200Gb/s:采用PM-QPSK,此场景主要应用于长距传输。800G的200G速率波特率为96GBaud。而600G模块下的200G虽然也是采用QPSK,但是其波特率只需64GBaud。在以前文章中我们提到过,波特率越高,所占用的频谱宽度就越宽。96GBaud的信道带宽为112.5GHz,64GBaud的信道带宽只需要50/75GHz。根据计算同样波段长度内,系统的总容量800G要比600G模块低。在传输距离的性能上,600G模块和800G模块的OSNR性能相差不大。当然从经济市场的角度来看,无论是800G还是600G模块,应用200G速率,性价比都不划算。

(2)400Gb/s:800G模块采用8QAM,600G模块采用16QAM,波特率为64GBaud,此场景一般应于城域。800G模块使用此速率时,相比600G,其调制等级比600G要低,我们知道,调制等级越高,OSNR信噪比越低。因此,600G模块在此400G速率下的性能要比800G模块低一些。

(3)600Gbs:在此速率下800G采用,频谱宽度为112.5GHz,采用8QAM调制。600G模块若使用64QAM,信道间隔为75GHz,或者也可以使用32QAM。从调制等级上看,800G模块在600G速率的性能上要比600G模块好一些。

(4)800Gb/s:采用16QAM或者32QAM,当为800G速率的,在这里就不对比600G模块了。800G模块可以使相干收发器在双极化32QAM下以96Gbaud运行或者在双极化16QAM下以120Gbaud运行。当前主流是在96GBaud波特率,使用4对DAC和ADC,一个激光器,一对光发射器和接收器。当前800G模块支持200G-800G速率可调。常用的800G模块只支持单路,且是不可插拔的固定MSA模块,考虑集成度等问题,功耗应该比600G要大得多。另外,在上面不同速率下的800G支持不同速率对比,其波特率是保持不变的。据了解,有西方厂家已经可以将96G波特率降低,相应的频谱宽度接近100GHz。如下为相干800G DWDM光模块结构图以供参考:

从频谱规划上来看

为了适应未来的传输方案,同时最大程度地降低,同时尽可能的减少残余频谱。一般来说,为保障未来更高速率的谱宽的要求并考虑兼容100G等速率的频谱。更高速率的频谱应该以50GHz或者75GHz的整数倍为基准。如下图所示:

正如前面提到的有关Shannon Limit差距减小的问题,行业投资正朝着提高传输总波特率的方向发展,以在保持可用范围的同时增加容量。如果不考虑其他因素,要对比112.5GHz谱宽和75GHz在未来网络规划的优劣,答案是显而易见的。如下图我们知道,75GHz倍数是150GHz,如下图所示,如果采用112.5GHz频谱,就会导致少部分频谱资源不能得到有效的利用。

因此,根据当前运营商主流波分系统的信道间隔,比如说100G网络的50GHz,或者超100G等37.5/75GHZ。不管是当前600G采用75GHz还是未来较高速率采用150GHz,运营商的网络规划和维护都将有利的多。从这一点上,如果800G采用112.5GHz信道间隔,并没有优势。而且考虑到明年或者后年1.2T相干模块的推出,其性能将比800G模块更优。

以上仅代表作者个人观点供参考,若有表述不对之处请见谅。因此,在波分相干网络中,您认为当前是运营商是部署600G还是800G速率的模块呢,还是等一等1.2T?


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