可调谐 DWDM 光学器件
传统的光收发器通常利用开-关键控 （OOK），其中二进制值被编码为光脉冲，用于光纤通信。虽然OOK可以有效地传输数据，但它受到带宽容量的限制。相比之下，可调谐密集波分复用 （DWDM） 光学器件通过数字信号处理器 （DSP） 使用先进的调制和均衡技术来更有效地处理传输损伤，并将更多数据编码到光波上。
可调谐DWDM光学器件中的调制技术
可调谐 DWDM 光学器件和调制格式彼此独立。10G 可调谐 DWDM 光学器件已广泛部署，并使用简单的 OOK 调制。400G 可调谐 DWDM 光学器件仅使用正交幅度调制 （QAM）。QAM 为相位状态增加了幅度变化，从而实现了更高的数据速率。高阶 QAM（例如 16-QAM）可提高数据容量，但需要较高的信噪比。
16-QAM 调制对光场的同相和正交分量进行 4 级调制，对每个符号编码 4 位。然后，通过偏振多路复用将其再次加倍至 8 位/符号。对于 400G 可调谐 DWDM 模块，还使用了更高级的调制，例如 DP-16QAM。DP-16QAM 可以将 400G 编码到单个波长上。
PSK 调制不与可调 DWDM 光学器件一起使用。相反，QAM更为普遍。
| 调制 |
每个符号的位数 |
符号速率 |
|---|---|---|
| 4QAM |
2 |
1/2 x 比特率 |
| 8QAM |
3 |
1/3 x 比特率 |
| 16QAM |
4 |
1/4 x 比特率 |
可调谐 DWDM 光学器件符合 ZR 和 OpenZR+ 标准。ZR 标准由光互联网络论坛 （OIF） 制定。相比之下，OpenZR+ 由 OpenZR+ 多源协议 （MSA） 标准化，并建立在原始 ZR 标准的功能之上。瞻博网络的 ZR 和 OpenZR+ 可调 DWDM 光学器件符合这些标准。
数据包光学集成
分组光传输集成是一种将密集波分复用 （DWDM） 与路由和交换功能无缝结合到一个统一系统中的网络架构。通过集成这些元素，分组光学架构消除了对单独的外部第三方 DWDM 转发器的需求，从而简化了网络管理方法。这种集成不仅简化了运营，而且显著降低了资本支出 （CAPEX） 和运营费用 （OPEX）。
瞻博网络的 400G 可调谐 DWDM 光学器件型号（如 JCO400）遵循融合式光学路由架构 （CORA）。CORA 是一种综合解决方案，可将 IP 路由和密集波分复用 （DWDM） 直接集成到单个融合架构中，即 IP-over-DWDM （IPoDWDM）。借助 IPoDWDM，CORA 支持直接插入设备端口的瞻博网络可调谐 DWDM 光收发器（JCO400 可插拔器）通过 DWDM 网络直接发送 IP 流量。总之，CORA 通过将 IP 路由和光传输层融合到一个系统中，有助于消除多个网络元素并简化网络。有了 CORA，您就不需要像过去那样将 IP 流量转换为光信号并通过光纤网络传输的单独 DWDM 转发器。
瞻博网络用于 400G 传输的基于 DWDM 的 ZR 和 OpenZR+ 光收发器如下所示：
ZR、ZR-M 和 ZR-M-HP 的比较
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400ZR 光学器件在 OIF 400ZR 实施协议中进行了标准化，主要用于单跨度应用。400ZR 光学器件的色散规格有限，最高可达每纳米 2400 皮秒，以最大限度地降低光学器件的功耗。400ZR 光学器件使用称为串联前向纠错 （CFEC） 的 FEC 代码。CFEC 将两个 FEC 代码相互连接，一个内部软决策 Hamming （128,119） 代码和一个外部 Staircase BCH （255， 239） 硬决策外部代码。串联有助于获得 OIF 400ZR 实施协议中规定的光学性能。因此，这种光学器件适用于大约 120 公里的距离。CFEC 是 ZR 光学中使用的唯一 FEC 方法。
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ZR+ 或 ZR-M 光学器件通常用于城域网和区域网络中的多跨度应用。这可以通过更先进的数字信号处理来实现，包括更高的色散补偿规格和更先进的 FEC。 400G ZR+（或 ZR-M）光学器件使用称为前向开路纠错 （OFEC） 的 FEC 代码。OFEC 由一个 Turbo 产品代码 （TPC） 组成，该代码使用具有 3 次迭代软决策解码的扩展 BCH（256， 239） 代码。与 CFEC 相比，OFEC 的性能有所提高，这对于实现 OpenZR+ MSA 中规定的更高光学性能至关重要。OpenZR+ MSA 为 400G OpenZR+ 光学器件（例如 ZR-M 和 ZR-M-HP）定义了 OFEC。OFEC 是 ZR-M 和 ZR-M-HP 光学器件中使用的唯一 FEC 方法。
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ZR-M-HP 光学器件与 ZR-M 相同，但具有更高的透射率 （Tx） 或输出功率。由于这些光学器件具有更高的 Tx 功率，因此也非常适合非放大链路。
400G ZR/ZR+ 光收发器可以具有 0 dBm 可调谐 DWDM 功能。在光学术语中，0 dBm 表示光信号功率电平。它代表 1 毫瓦的功率水平。TX 输出功率为 0 dB （ZR-M-HP） 的 ZR+ 光学器件用于向后兼容现有的传输 DWDM 平台，特别是可重配置光分插复用器 （ROADM）。此外，高 TX 输出功率对于暗光纤链路跨越更长的距离也很重要。
以下是 400G 光学器件（包括可调 DWDM 光学器件）中使用的 FEC 方法的摘要：
| FEC 技术 |
用法 |
标准 |
应用 |
|---|---|---|---|
| 串联前向纠错 （CFEC） |
用于 ZR 光学 |
光互联网络论坛 400ZR （OIF 400ZR） |
支持最长 40 公里的非放大链路和最长 120 公里的单跨度数据中心互连 |
| 开放式前向纠错 （OFEC） |
用于 ZR+ 或 ZR-M 和 ZR-M-HP 光学器件 |
由 OpenZR+ 多源协议 （MSA） 定义 |
通过具有周期在线放大功能的 DWDM 传输平台支持最大距离数百公里的城域网和区域网络 |
| FEC119系列 | 主要用于 400G 灰度光学器件 |
由 IEEE 802.3 系列标准定义。119 是指 IEEE 802.3 标准中的第 119 条。 利用 Reed-Solomon 编码 RS（544， 514） |
支持最远 40 公里的客户端光学器件（如果使用 400G ER4-30 光学器件） |
密集波分复用
可调谐 DWDM 光学器件采用密集波分复用 （DWDM）。该技术增加了可通过单根光纤传输的数据量。DWDM 通过使用多个光波长或通道来实现这一点。瞻博网络 400G 可调 DWDM 光学器件使用的两种 DWDM 连接类型包括：
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未放大链路（有限光功率） — 在未放大链路中，光信号通过光纤发送，无需任何放大。在这种类型的可调谐 DWDM 光学器件中，最大传输距离受信号通过光纤时光功率的自然损耗的限制。如果没有放大，光信号会逐渐减弱，从而限制其传播距离。因此，未放大链路更适合较短的距离，通常被称为功率限制光信号。
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放大链路（有限的光信噪比和色散）— 在放大链路中，使用光放大器提高光信号强度。随着放大链路中信号强度的提高，信号可以长距离传播。然而，它也会带来噪声或信号质量损失。如果您使用的是掺铒光纤放大器 （EDFA），噪声会更加突出。光信噪比（OSNR）是指信号的信号质量。较高的OSNR值可确保噪声较低且信号质量可接受。
色散的发生是因为不同波长的光以不同的速度穿过光纤。这可能会导致信号失真，尤其是在长距离上。在光传输过程中，由多种波长或颜色组成的短时输入光信号入射到光纤上。光信号中的彩色线对应不同的波长。光学信号中的这些不同波长同时进入光纤，但由于其独特的折射率，以不同的速度传播。穿过光纤后，输出的光信号变宽，不同的颜色或波长分散开来。这表明较长的波长与较短的波长以不同的速度传播。
图 1：色散
注意：为了克服OSNR的限制，可以使用RAMAN放大器。拉曼放大器在放大光纤沿线的信号时，具有较低的有效噪声系数。
有关最大色散和最小 rOSNR 值，请参阅 硬件兼容性工具。
