Optique cohérente et conception longue distance

Au-delà d’environ 80 km à 10G — et pour toute longueur d’onde 100G ou plus — les liaisons DWDM cessent d’être une simple question de bilan de puissance. La dispersion, l’accumulation de bruit et le format de modulation prennent le relais, et la technologie qui les gère est la transmission cohérente, désormais disponible en modules enfichables.

Détection directe et cohérent

Les deux limites d’une liaison longue

1. Dispersion chromatique — les différentes longueurs d’onde au sein du signal voyagent à des vitesses légèrement différentes et étalent l’impulsion. ~17 ps/nm/km en bande C sur G.652. Le 10G en détection directe atteint sa limite vers 80–100 km ; les DCM la repoussent ; le cohérent supprime la limite.
2. OSNR — chaque EDFA ajoute du bruit. Le rapport signal à bruit optique au récepteur doit dépasser l’exigence du format (environ : 10G OOK ~20 dB ; 100G QPSK ~13–15 dB ; 400G 16-QAM ~24 dB, tout par 0,1 nm). Une modulation d’ordre supérieur transporte plus de bits mais nécessite plus d’OSNR — d’où le fait que le 400ZR atteint ~120 km alors que le 100G QPSK sur la même infrastructure va beaucoup plus loin.

Modules enfichables cohérents

• 400ZR (OIF) — 400G 16-QAM en QSFP-DD/OSFP, conçu pour du DCI point à point amplifié jusqu’à ~120 km, grille 75/100 GHz.
• ZR+ / OpenZR+ — les mêmes modules avec un FEC renforcé et des modes supplémentaires (100G/200G/300G/400G, QPSK à 16-QAM) pour une portée métro/régionale de plusieurs centaines de km.
• Accordable sur toute la bande C, géré via CMIS (fréquence, puissance de sortie, sélection de modulation/application).

Ces modules consomment 15–20 W et sont l’optique la plus chaude d’un routeur — la conception thermique de l’hôte compte (Problèmes CMIS).

Concevoir un tronçon

1. Bilan de pertes par tronçon avec multiplexeur/démultiplexeur, connecteurs et fibre (la même arithmétique que pour le CWDM, avec le gain EDFA en plus).
2. Emplacement des amplificateurs tous les ~80–120 km ; garder la puissance d’émission par canal dans la limite non linéaire (typiquement −3…+3 dBm/canal).
3. Bilan d’OSNR de bout en bout pour la modulation choisie ; ajouter une marge pour le vieillissement.
4. Dispersion — DCM pour le 10G en détection directe ; aucun nécessaire pour le cohérent.
5. Plan de canaux sur la grille ITU, avec des canaux de garde pour l’OSC.

Dans CodingBox

Les modules enfichables cohérents et DWDM 10G se lisent comme n’importe quel module : identité, longueur d’onde/canal, DDM et — pour les accordables — le réglage du canal lui-même. CodingBox règle le canal sur les modules SFP+/QSFP accordables et lit l’état et les applications des modules cohérents gérés par CMIS, donnant, depuis le banc, une vue de ce qui ira dans le système de ligne.

400ZR, OpenZR+ et OpenROADM en tant que spécifications — périmètre, fondateurs, codes — aux côtés des autres MSA d’interface : MSA d’interface optique.

L’arithmétique de l’OSNR, les types d’amplificateurs et les limites non linéaires derrière la conception d’un tronçon : Amplification et OSNR ; le réseau autour du module enfichable — ROADM, OTN, systèmes de ligne ouverts : Conception de réseau DWDM.

Mesurer la fibre avant de l’éclairer avec de l’optique cohérente — CD, PMD, atténuation spectrale, ORL, latence, identification du type de fibre et les limites par service : Caractérisation de la fibre.