OFC23预热：高性能相干光学

  ICC讯（编译：Nina）自上一种新的高性能相干光学系统商用以来已有三年了。下图显示，Gen90P(800Gbps)相干光学器件最初于2020年初由Ciena进行商业部署，随后是Infinera、华为和诺基亚。上一代(Gen60P)早在2017年就开始商用，这意味着在2023年，是时候迎接新一代了。

  上周，Acacia/Cisco宣布已开始向客户发货Gen120P(1.2Tbps+)解决方案；去年，NEL宣布开发Gen120P DSP解决方案。随着Gen120P成为现实，预计在OFC23上，设备和器件供应商将发布更多此类公告。一些供应商已推出的解决方案可能提供略高的波特率或1.6Tbps的最高速度。但随着解决方案达到香农极限，性能回报不可避免地下降，那么Gen120P的卖点是什么?

图一：各世代相干技术的商用情况

图片来源：Cignal AI

  递减收益和每比特成本

  连续几代高性能光学器件已经通过包括子载波、概率整形和增强FEC在内的技术使性能更接近光纤的理论最大容量。因此，频谱效率(特定带宽范围内的可用流量)已有效地达到最大值。虽然早期的换代(例如，Gen30P到Gen60P)可以在单个光纤上获得更多的带宽，但向Gen120P的过渡，情况不再如此。相反，最新一代将把信号传输到更远的距离，并在需要最佳性能的路线上降低每比特的总成本。

  相干光学器件很少以其最大宣传速率部署。这是因为速率和距离是负相关的，所以以较低的速率部署相干光学器件意味着信号可以传输得更远。距离和速度之间的权衡可以在下图中看到，其中Gen90P以400Gbps部署时的最大传输距离几乎是800Gbps时的四倍。

图二：相干光学器件的部署速率和距离

图片来源：Cignal AI

  由于相干光学器件能够以较低的速度传输更远的距离，Gen60P(400/600Gbps)和Gen90P(800Gbps)光学器件主要用于在数千公里的距离内传输400Gbps信号。Gen120P将专注于在类似距离上部署800Gbps信号。虽然800GbE将是不太流行的客户端接口，但一些数据中心运营商将使用800Gbps相干链路来传输2x400GbE。在光纤频谱最有价值的远距离(如海底网络)应用中尤其如此。

  Gen120之所以能降低每比特成本，是因为增加了每个激光器的容量和运行这些激光器所需的硬件(DSP、接收器等)。虽然光纤的容量可能与早期相干代相同，但Gen120P所需的激光器和相关硬件更少。因此，尤其是在频谱效率最高的长途线路上，Gen120P将节省成本。

  可插拔产品缩小差距

  如果在OFC23上没有提及相应的Gen120C可插拔解决方案，那么任何关于Gen120P的讨论都是疏忽大意的。这是历史上第一次，同一波特率的性能(Performance)和紧凑(Compact)版本将在同一年问世(关于性能版本和紧凑版本的说明，请参考文末的ICC补充)。Gen120C将于今年年底上市，将用于OIF指定的800ZR模块，供数据中心之间使用。与Gen120P一样，Gen120C最重要的优势之一将是以400Gbps的速度进行长距离操作，这是一种新的长距离400ZR+变体。虽然在OFC23上发布产品可能有点早，但Gen120C的基础技术(调制器、光学前端)肯定会出现。

  OFC23上的Gen120P

  高性能相干光学在光学中获得最多关注。它们的速度一代比一代更快，传输距离也一代比一代远。在几年技术能力没有新的飞跃之后，Gen120P将在今年的OFC上引起很大的轰动。产品发货(至网络运营商实验室)将紧随其后，商业部署则预计将在今年下半年的某个时候。

  ICC补充：关于Cignal AI对相干技术世代的新定义

  长期以来，电信行业以“Gen1”到“Gen5”的命名方法来定义新一代相干光通信技术：2010年--第一代以每秒28GBaud为基础的相干光产品问世。2013年--第二代以每秒40GBaud为基础的相干光产品面世。2017年--波特率在60GBaud左右的第三代相干解决方案面世。2020年--第四代包括400ZR和400ZR+，波特率类似第三代，但侧重于低功耗和可插拔格式。2020年--第五代解决方案波特率接近100GBaud。

  随着可插拔相干(例如 400ZR/ZR+)的发展，相干技术发展方向产生显著分歧，一条路径专注于最大化性能(Performance)，另一条专注于降低功率和成本以实现紧凑(Compact)部署。Cignal AI提出新的定义方法，根据最大波特率对相干DSP技术重新进行分类，并定义DSP是针对性能(P)还是紧凑型应用(C)进行优化。在新定义方式中，根据DSP最大波特率，目前相干世代分为30GBaud、60GBaud、90GBaud和120GBaud四代。

  原文：OFC23 Preview: High-Performance Coherent Optics - Cignal AI - https://cignal.ai/2023/02/ofc23-preview-high-performance-coherent-optics/