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Jun 15, 2023

Liberando el potencial del próximo

La última generación de DSP coherentes puede ayudar a los operadores de redes a maximizar el rendimiento y al mismo tiempo impulsar la sostenibilidad. En las redes de comunicación actuales la búsqueda de eficiencia, velocidad y

La última generación de DSP coherentes puede ayudar a los operadores de redes a maximizar el rendimiento y al mismo tiempo impulsar la sostenibilidad.

En las redes de comunicación actuales, la búsqueda de eficiencia, velocidad y reducción del costo por bit es posiblemente el santo grial del operador de red. La tecnología de procesamiento de señales digitales (DSP), que da forma a las capacidades de la red, está adquiriendo cada vez más importancia en esta evolución.

Los DSP coherentes en particular desempeñan un papel crucial en la optimización de este proceso al mejorar la técnica de detección coherente. La detección coherente implica codificar datos en portadores ópticos y utilizar la información de amplitud y fase de la señal recibida para una detección precisa. Los DSP coherentes procesan estas señales complejas, compensando diversos deterioros que ocurren durante la transmisión, como la dispersión y las no linealidades.

Una de las ventajas clave de los DSP coherentes es su capacidad para implementar formatos de modulación avanzados, como la modulación de amplitud en cuadratura (QAM). Esto permite empaquetar más datos en cada portador óptico, aumentando efectivamente la velocidad de datos sin la necesidad de recursos espectrales adicionales. Pueden ajustar de forma adaptativa los formatos de modulación según las condiciones del canal, proporcionando flexibilidad y optimizando el uso de la capacidad de la red.

Además de maximizar las velocidades de datos, los DSP coherentes pueden permitir un mayor alcance en las redes ópticas. Pueden mitigar la degradación de la señal causada por la dispersión cromática, que se produce cuando los pulsos de luz se extienden y se superponen a largas distancias. Al emplear algoritmos sofisticados, los DSP coherentes pueden revertir los efectos de la dispersión, permitiendo que los datos viajen más lejos sin una pérdida significativa de calidad.

Además, los DSP coherentes facilitan la implementación de potentes códigos de corrección de errores. La corrección de errores directos (FEC) es una técnica vital utilizada en redes ópticas para contrarrestar los deterioros de la señal y minimizar los errores. Los DSP coherentes pueden mejorar la eficiencia de los algoritmos FEC, permitiendo una corrección de errores más sólida y una transmisión de datos confiable incluso en presencia de ruido e interferencias. Esto es particularmente importante para aplicaciones que exigen altos niveles de integridad de datos.

La evolución de los DSP coherentes ha abierto una gama más amplia de aplicaciones a lo largo de los años, y la próxima generación de esta tecnología ahora se puede utilizar en casi cualquier tipo de red, desde redes centrales hasta interconexiones metropolitanas y de centros de datos. Muhammad Sarwar, Distinguido Planificador de Soluciones Globales de Fujitsu, explica: “Esta nueva generación de DSP puede apuntar a aplicaciones de red de manera tan amplia, que más del 90% de los enlaces o aplicaciones de red podrían ser compatibles a una velocidad de 800G. Esta generación de DSP y productos permite a los operadores de redes duplicar la capacidad utilizada anteriormente en las redes ópticas centrales y, al mismo tiempo, reducir la energía y el espacio ocupado por los equipos hasta en un 50 % cada uno”.

En términos de los beneficios que esto puede traer a los operadores de estas redes, uno de los mayores es ayudar a superar el desafío de escalar las redes para satisfacer la demanda cada vez mayor de ancho de banda, y al mismo tiempo lograr mantener bajo el costo por bit. Pero los DSP de próxima generación también pueden abordar desafíos más emergentes relacionados con los compromisos ambientales, sociales y de gobernanza (ESG). Sarwar dice: “Sí, el principal desafío es escalar la red para lograr crecimiento y al mismo tiempo reducir el costo por bit, pero el segundo desafío es el desafío de la sostenibilidad. Si un operador puede aumentar la capacidad de la red, quiere evitar hacerlo si eso provoca una reducción en la eficiencia energética”.

La última generación de DSP coherentes, muchos de los cuales se lanzaron antes o durante la OFC 2023, llegará a las redes de comunicaciones ópticas este año. Lo que es diferente de las versiones más recientes es que se basan en semiconductores complementarios de óxido metálico (CMOS) avanzados de 5 nm, lo que ayuda a abordar el desafío del consumo de energía. Sarwar explica: "Estos nuevos DSP utilizan una nueva tecnología CMOS, pasando del proceso de 7 nm a 5 nm, lo que proporciona casi una reducción del 30 % en la energía solo desde la perspectiva del DSP".

Sawar dice que la última generación de DSP coherentes, como los utilizados en su transpondedor refrigerado por líquido 1FINITY Ultra Optical System T900, puede abordar la necesidad de reducir el costo por bit. “T900 redujo el costo por bit en un 50% al reducir la cantidad de transpondedores que los operadores de red deben implementar. Anteriormente estaban desplegando 64 transpondedores para llenar la banda C. Ahora sólo necesitan 32 que funcionen al doble de velocidad”.

Fujitsu también ha ido un paso más allá para ayudar a los operadores a reducir el consumo de energía, incluida la adición de refrigeración líquida a la plataforma de transporte óptico. Dice Sawar: "Ciertas funciones de DSP, como FEC, consumen mucha energía dentro del DSP; es muy importante que no aumenten linealmente el consumo de energía, ya que admiten velocidades de datos más altas; por ejemplo, tenemos algunas innovaciones integradas en el DSP que puede mantener el consumo de energía igual para esos algoritmos de alto consumo de energía, incluso si la capacidad se duplica de 400G a 800G, o 1,2T.

“Una vez que empaquetamos el DSP en el sistema de transpondedor, utilizamos un nuevo tipo de mecanismo de enfriamiento para reducir aún más el consumo de energía. Por ejemplo, el último transpondedor T900 de Fujitsu, que utiliza este DSP, está refrigerado por líquido para una gestión térmica más eficiente que los sistemas refrigerados por aire y proporciona reducción de energía. La idea es abordar la sostenibilidad en todos los niveles, empezando por el proceso DSP CMOS, los algoritmos dentro del DSP y cómo está empaquetado en un transpondedor modular compacto. Como resultado, estamos viendo una reducción de energía del 50 % en nuestro transpondedor. Diseñe utilizando DSP de 5 nm combinando esas eficiencias energéticas ".

Otra cuestión importante que los últimos DSP coherentes pueden abordar para los operadores es incorporar nuevas capacidades de automatización a su paradigma operativo. “Nuestros clientes necesitan automatización en sus redes para simplificar el proceso de escalado. Por lo tanto, si los nuevos DSP pueden ayudar a simplificar su modelo operativo proporcionando conocimientos más profundos sobre las redes ópticas, será un beneficio operativo importante para su negocio”.

El último Libro Blanco de Fujitsu ofrece más detalles sobre cómo los procesadores de señales digitales (DSP) de próxima generación ayudan a los operadores de redes a maximizar el rendimiento mientras impulsan la sostenibilidad.