Óptica coherente y diseño de larga distancia

Más allá de unos 80 km a 10G —y para cualquier longitud de onda de 100G o más— los enlaces DWDM dejan de ser solo una cuestión de presupuesto de potencia. Entran en juego la dispersión, la acumulación de ruido y el formato de modulación, y la tecnología que los gestiona es la transmisión coherente, hoy disponible en módulos conectables.

Detección directa frente a coherente

Los dos límites de un enlace largo

1. Dispersión cromática — las distintas longitudes de onda dentro de la señal viajan a velocidades ligeramente distintas y difuminan el pulso. ~17 ps/nm/km en la banda C sobre G.652. La detección directa a 10G se agota cerca de los 80–100 km; los DCM lo extienden; el coherente elimina el límite.
2. OSNR — cada EDFA añade ruido. La relación señal-ruido óptica en el receptor debe superar el requisito del formato (aproximadamente: 10G OOK ~20 dB; 100G QPSK ~13–15 dB; 400G 16-QAM ~24 dB, todo por 0,1 nm). La modulación de orden superior transporta más bits, pero necesita más OSNR — por eso el 400ZR alcanza ~120 km mientras que el 100G QPSK sobre la misma planta llega mucho más lejos.

Módulos conectables coherentes

• 400ZR (OIF) — 400G 16-QAM en QSFP-DD/OSFP, diseñado para DCI punto a punto amplificado de hasta ~120 km, rejilla de 75/100 GHz.
• ZR+ / OpenZR+ — los mismos módulos con FEC más fuerte y modos adicionales (100G/200G/300G/400G, de QPSK a 16-QAM) para alcance metropolitano/regional de varios cientos de km.
• Sintonizables en toda la banda C, gestionados mediante CMIS (frecuencia, potencia de salida, selección de modulación/aplicación).

Estos módulos consumen 15–20 W y son la óptica que más calienta en un enrutador; el diseño térmico del host importa (Problemas de CMIS).

Diseño de un tramo

1. Presupuesto de pérdidas por tramo con multiplexor/demultiplexor, conectores y fibra (la misma aritmética que el CWDM, sumando la ganancia del EDFA).
2. Ubicación de los amplificadores cada ~80–120 km; mantenga la potencia de lanzamiento por canal dentro del límite no lineal (habitualmente −3…+3 dBm/canal).
3. Presupuesto de OSNR de extremo a extremo para la modulación elegida; añada margen por envejecimiento.
4. Dispersión — DCM para detección directa de 10G; no se necesita para coherente.
5. Plan de canales en la rejilla ITU, con canales de guarda para el OSC.

En CodingBox

Los módulos conectables coherentes y DWDM de 10G se leen como cualquier módulo: identidad, longitud de onda/canal, DDM y, en los sintonizables, el propio ajuste de canal. CodingBox configura el canal en módulos SFP+/QSFP sintonizables y lee el estado y las aplicaciones de los módulos coherentes gestionados por CMIS, ofreciendo en el banco la vista de lo que entrará en el sistema de línea.

400ZR, OpenZR+ y OpenROADM como especificaciones — alcance, fundadores, códigos — junto con las demás MSA de interfaz óptica: MSA de interfaz óptica.

La aritmética de OSNR, los tipos de amplificador y los límites no lineales detrás del diseño de tramo: Amplificación y OSNR; la red alrededor del módulo conectable — ROADM, OTN, sistemas de línea abiertos: Diseño de red DWDM.

Medir la fibra antes de iluminarla con óptica coherente — CD, PMD, atenuación espectral, ORL, latencia, identificación del tipo de fibra y los límites por servicio: Caracterización de fibra.