A JORNADA PARA 1,6T: entendendo as tecnologias que tornam a 1,6Tb/s possível
A tecnologia coerente revolucionou a forma que nos comunicamos. Nos últimos 15 anos, desde que introduzimos a primeira solução coerente do setor em 2008 (mostrada sendo testada pela equipe), as inovações do WaveLogicTM da Ciena permitiram um aumento incrível de 20 vezes no tráfego de dados sobre fibra e uma redução de mais de 90% em Watts/Gbps nas redes de nossos clientes.
Isso tem sido possível porque os engenheiros da Ciena têm uma postura de “nunca aceitar um não como resposta”, o que levou a muitas inovações tecnológicas impressionantes e revolucionárias nas últimas décadas, várias das quais mudaram o rumo do setor.
O WaveLogic 6 não é diferente.
Quando você considera a próxima fase da sua evolução de rede, você pensa “Qual tecnologia se alinha ao rumo que eu quero tomar e que fornecerá o melhor retorno para o meu investimento?” Na Ciena, quando projetamos nossa óptica coerente de próxima geração, sempre temos essa pergunta em mente. Se você fizer uma atualização, ela precisa valer a pena.
Com a nossa tecnologia de quinta geração, o WaveLogic 5 Extreme (WL5e), entregamos o primeiro 800G às redes, e com mais de 250 implantações de redes em todas as principais regiões geográficas, o WL5e possibilitou a conectividade onipresente do cliente 400G em todo o mundo.
Então, quais escolhas nós fizemos com o WaveLogic 6 para levar o setor adiante?
O objetivo do design era claro: fornecer uma melhora significativa em eficiência energética e custo-benefício para justificar a integração da nova tecnologia. Mas isso não é tudo. A próxima etapa natural era entregar impressionantes 1,6Tb/s e desempenho suficiente para suportar pelo menos 800G por comprimento de onda para qualquer link na rede para comportar a próxima geração de caminhos de roteamento de dados.
Vamos ver as inovações tecnológicas que nos farão chegar lá.
Alcançando à próxima geração
Uma maneira eficaz de aumentar a taxa de transferência de dados em um único canal óptico é aumentar o baud, ou taxa de símbolos. O baud determina o número de símbolos transmitidos por segundo, em que cada símbolo consiste em um número de bits definido pelo esquema de modulação. Mais dados são transmitidos usando menos componentes eletrônicos e menos componentes eletro-ópticos, reduzindo custos, diminuindo o consumo de energia e simplificando a implantação.
Para obter o dobro da capacidade por comprimento de onda em comparação com soluções de 95 Gbaud (tecnologia 800G), você precisa de um modem com o dobro de baud (aprox. 200 Gbaud). São 200 bilhões de símbolos por segundo! Como você pode imaginar, chegar a este design não é tarefa fácil. O primeiro grande obstáculo é que um design de 200 Gbaud requer eletro-óptica de alta largura de banda, bem como conversores digital para analógico e analógico para digital (DACs, ADCs) de alta velocidade que têm 100 GHz de largura de banda elétrica, que simplesmente não estão disponíveis. Além disso, existe o desafio de encaixar todo esse poder de processamento no mesmo espaço físico das soluções atuais.
Como a sexta geração de ofertas coerentes da Ciena, o WaveLogic 6 Extreme se beneficia da experiência incomparável de nossa equipe em redes coerentes e se baseia na tecnologia e nos algoritmos usados nas gerações anteriores. Romper as barreiras tecnológicas para fornecer a solução certa necessária para o futuro das redes é o que inspira nossos engenheiros e cientistas e não é novidade para esta equipe.
Chegando a 200 GBaud
O primeiro obstáculo da eletro-óptica de alta largura de banda foi superado através do desenvolvimento interno, usando uma mistura meticulosa de sistemas de materiais eletro-ópticos. Um aspecto importante que separa a Ciena de outros provedores de soluções de rede é que somos independentes em termos de tecnologia; selecionaremos e usaremos a tecnologia mais adequada que ofereça um equilíbrio ideal entre desempenho e custo. Se alguém fizer todas as suas apostas e investimentos em uma tecnologia, como fosfeto de índio ou fotônica de silício, ficará limitado no que pode alcançar. Como diz o famoso ditado: “Se a única ferramenta que você tem é um martelo, você tende a ver cada problema como um prego”. Ser independente em termos de tecnologia e ter profundo conhecimento em vários sistemas de materiais permite que a Ciena seja mais aberta para entregar a solução certa ao mercado com mais rapidez.
Ser independente em termos de tecnologia e ter profundo conhecimento em vários sistemas de materiais permite que a Ciena seja mais aberta para entregar a solução certa ao mercado com mais rapidez.
Curioso para saber se existe eletro-óptica de alta largura de banda que suporta largura de banda elétrica de 100 GHz?
Ela existe e nós a temos. Você pode ver o Coherent Driver Modulator (CDM) (ou seja, o transmissor) e o Intradyne Coherent Receiver (ICR) abaixo, junto com a resposta de frequência medida desses dispositivos. Os gráficos demonstram que a banda de passagem de largura de banda elétrica de 100 GHz é alcançada com os designs de CDM e ICR da Ciena, e que eles têm o desempenho necessário para comportar a operação do modem de 200 Gbaud.
Uma escolha importante: a tecnologia CMOS certa
A seleção do nó de tecnologia CMOS apropriado foi outra decisão tecnológica importante, pois determina quais funcionalidades podem ser alcançadas em que espaço e potência. Selecionamos o processo CMOS N3E 3nm porque ele oferece benefícios significativos de desempenho e energia em comparação com o 5nm, e a maturidade da tecnologia N3E se alinha bem à disponibilidade do produto 1,6T e à implementação da rede em 2024.
Ao utilizar a tecnologia CMOS de 3nm, podemos alcançar a taxa de linha programável de 1,6Tb/s necessária para a rede, garantindo ao mesmo tempo que o modem 1,6T caiba em um espaço compacto.
O que CMOS de 3nm significa para você?
Você pode obter 50% de redução de energia por bit e economia de energia associada para o seu negócio. Você pode aproveitar sua base instalada existente e suportar o dobro da capacidade em hardware que se encaixa facilmente em produtos implantados, sem precisar de quaisquer alterações do ponto de vista da alimentação.
É possível ter chips DSP coerentes de 3nm no laboratório hoje? Sim, e nós a temos.
O gráfico abaixo é um exemplo de como verificamos a maturidade do processo de N3E por meio de medições, em que os resultados medidos correspondem de perto aos modelos previstos. Também medimos e verificamos o que poderia ser, sem dúvida, o mais desafiador do design do modem de 200 Gbaud: o front-end analógico de alta largura de banda (DAC e ADC), que é outro design interno da Ciena.
Mais um obstáculo tecnológico superado!
Uma vantagem adicional de usar a CMOS de 3nm é que conseguimos integrar novos algoritmos DSP que aumentam a eficiência espectral em impressionantes 15% em comparação com o WL5e, e ainda mais em ambientes não lineares. Que impactos essas inovações terão na sua rede? Fique ligado na nossa próxima publicação da série de blogs para entender o que esperar como parte do novo DSP e os benefícios dos novos algoritmos para sua rede e negócio.
