dwdm和路由技术的结合是400g可插拔dwdm光模块长期合作的关键。相干dwdm产品准备与400g相干dwdm可插拔光模块的引入保持同步。
本文将研究相干dwdm的演进，更深入地研究400g qsfp-dd相干dwdm可插拔光模块背后的细节，并探讨如何实现dwdm和路由技术的融合。
相干dwdm发展
在不到10年的时间里，dwdm模块取得了长足的进步，光器件变得越来越小，速率越来越高。它在同一时间段内速率增长了10倍：从2011年的40g增长到今天的400g，在不久的将来还会有800g的可插拔光模块出现。
图1： 相干dwdm模块的演变
相干光学技术的引入是dwdm系统开发中最重要的创新之一。相干光学设备利用先进的光学器件和数字信号处理器（dsp）来发送和接收复杂的光波调制，从而实现高速数据传输。在非常高的水平上，相干调制仍然是高速光学设备（包括400g及更高版本）背后的驱动力。
第一个可商用的相干dwdm系统是40g，紧随其后的是100g。这些系统是基于线卡和机箱的，能够在每个系统中支持许多线卡，并且与10g速率产品占用相同的空间，是一项重大进步，现在已可以传输100g速率以及更长的传输距离。随着时间的推移，线卡速度已提高到200g甚至更高，但是随着云提供商的出现，行业正接近一个拐点。
随着云提供商网络开始呈指数级增长，制造商创建甚至更小，更快和更便宜的网络组件的压力也越来越大。正是这一拐点促使创建了“比萨盒” dwdm系统。
“比萨盒”系统取消了机箱和线路卡。它是一个物理上很小的独立系统，是一个小型数据中心交换机，高度为1或2ru（1.5”-3”）。“比萨盒”封装可行性的工程关键是将相干光传输中的两个主要组件分离：光器件（激光、接收器、调制器等）和dsp（数字信号处理器），直到现在它们都位于安装在线卡上的大型模块。
光学方面的创新导致了需要更低功耗和更小尺寸的组件。这些创新产生了可插拔的cfp2-aco（模拟相干光学器件），这是一种尺寸相对较小的cfp2的可插拔dwdm模块。dsp技术也不断发展，使一个dsp芯片可以支持多个cfp2-aco模块。
通过在可为多个cfp2-aco服务的“比萨盒”中放置多个dsp，制造商生产了能够在2个机架单元（3英寸）内传输2tbps（20x100g客户端连接）的系统。相反，基于机箱的系统将需要12个机架单元。除了节省空间外，它们还更加节能。
为什么将cfp2-aco称为“模拟”，难道这些系统不是数字的1和0？ 这就是相干技术的光辉之处，它可以将1和0调制为模拟波形，从而将更多数据打包到每个波形中，然后在另一端进行准确解码。
当然，这是对相干信号传输的非常简单的解释，但开发商的目的关键是需要将数字信号转换为模拟信号以传输数据，并在另一端将模拟信号转换回数字信号。cfp2-aco仅可处理模拟信号，它从dsp接收要发送的相干模拟信号，或者将接收到的相干模拟信号传递到dsp以转换为数字信号，如图所示。
图2：aco dwdm传输系统
cfp2-aco系统在缩小占位面积，降低功耗和降低光网络设备（特别是转换器）的成本方面一直在进步。这些平台已在整个行业中被广泛采用，并已成为几乎每个云提供商网络中光传输的标准形式。
自从引入基于cfp2-aco的系统以来，供应商就引入了新的，更快的“比萨盒”系统，该系统不依赖于dwdm可插拔设备。光器件和dsp位于小型现场可更换模块或小型线卡上，这些系统每个波长可支持600gbps 。
在同一时间，随着cfp2-dco的推出，可插拔相干dwdm光学器件继续得到发展。“d”代表数字相干光学中的“数字”。相干光学的开发人员再次缩小了组件的尺寸和功耗，因此光器件和dsp都置于cfp2中。
这样就无需使用机架来容纳dsp，从而可以直接从路由器或交换机进行相干dwdm传输，这是dwdm和路由器真正融合的转折点。
图3：路由器或交换机内的dco dwdm传输
现在，相干光模块发展到400g zr和400g zr ，采用qsfp-dd封装，与cfp2-dco采用相同的技术，但尺寸更小。如此紧凑的封装容纳400g相干dwdm光器件，确实为路由和dwdm的融合提供了可行的pg电子直营网的解决方案。
400g标准
400g发展到现在，已有多项标准。包括400zr、400g zr 、400g openroadm、400g openzr ，它们的方向略有不同。
首先是光互联网络论坛（oif），它创建了400zr标准。400zr的目标是边缘和相对短距离（120km以内）数据中心互连应用。大约在同一时间，openroadm多源协议也定义了400g dwdm可插拔的规范，规范集中在服务提供商网络将需要的内容上。例如长距离光传输（>120km），高级前向纠错（称为ofec）和可选数据速率（100g、200g、300g或400g）。尽管可以实现附加功能，但所需功率要比zr规定的15w多。因此，openroadm的规范被称为zr 。
最终，在两个组织和各种光器件制造商之间，他们同意采用oif和openroadm结合的最佳标准，并称为openzr 。通过以相同的封装组合每种器件的特性，可以提供一种高度通用的相干dwdm光器件，如图4所示。
图4：400zr和openroadm标准的组合——openzr
借助封装，功能和数据速率，我们可以看到光传输范围， 像任何相干dwdm模块一样，数据速率越高，传输距离越短。而使用openzr 标准，可实现1400km传输距离，是400zr传输距离的10倍以上。图5显示了数据速率，调制类型和传输距离，可能会有特定的供应商差异，但这是基于供应商和标准数据的可靠估计。
图5： 400g dwdm速率和距离
考虑到400g openzr 与高密度路由平台相结合的功能，dwdm和路由的融合非常有必要。最明显的应用是数据中心互连，但这里的情况要大得多。 借助路由器中的高密度dwdm，再加上流量工程的简便性和分段路由的路径冗余性，我们有望在传输网络体系结构方面发生重大转变。
资料来源：world wide technology
20年11月，易飞扬受邀成为openzr msa首位贡献者成员，易飞扬于2018年初正式投资进入相干光模块开发，开放性地与上游供应链进行战略合作，在低功耗设计、信号调制模型上进行优化创新，取得了重大成果。现已推出100g cfp-dco和100g cfp2-dco数字相干光模块，适用于数据中心互连和城域网超长距离光传输，两款产品皆可支持最高2000km链路传输。并将在后续依次推出严格遵循openzr 标准的200g、400g和800g数字相干dwdm光模块，助力下一代光网络。
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