相干DWDM开发历程

在不到10年的时间里，DWDM模块取得了巨大的进步，光学设备变得越来越小、更快。在同一时间段内，它的速度提高了10倍：从2011年的40g提高到今天的400g，在不久的将来还有800g的可插拔光模块。

相干光学的引入是DWDM系统发展中最重要的创新之一。相干光学器件使用先进的光学器件和数字信号处理器（DSPs）来发送和接收复杂的光波调制，从而实现了高速的数据传输。在一个非常高的水平上，相干调制仍然是高速光学器件背后的驱动力，包括400G及以上。

第一个市售的相干DWDM系统是40克，然后是100克。这些系统基于线路卡和机箱，在每个系统中支持许多线路卡并占用与10G速率产品相同的空间是向前迈出的重要一步，现在可以转移100G速率和更长的距离。随着时间的推移，线路卡的速度已经提高到200g或更多，但随着云服务提供商的出现，该行业正接近一个拐点。

随着云服务提供商的网络开始呈指数级增长，制造商要求生产越来越小、更快、更便宜的网络组件的压力也越来越大。正是这个拐点导致了“披萨盒”DWDM系统的诞生。

“披萨盒”系统消除了盒卡和线卡。它是一个物理上的小型独立系统，一个高度为1或2RU（1.5“-3”）的小型数据中心交换机。实现“披萨盒”封装可行性的工程关键是分离了相干光传输的两个主要部件：光学器件（激光器、接收器、调制器等）。以及DSP（数字信号处理器），它到目前为止一直被安装在安装在在线板卡上的大型模块中。

光学的创新导致了对低功耗和更小尺寸组件的需求。这些创新产生了可插拔CFP2-ACO（模拟相干光学器件），这是一个相对较小尺寸的可插拔DWDM模块。DSP技术也在不断发展，因此单个DSP芯片可以支持多个CFP2-ACO模块。

通过将多个dsp放置在一个可以服务于多个CFP2-ACOs的“披萨盒”中，制造商已经生产出了能够在两个机架单元（3英寸）内传输2TBPS（20x100G客户端连接）的系统。相比之下，一个基于底盘的系统将需要12个机架单元。除了节省空间外，它们也更为节能。

为什么CFP2-ACO被称为“模拟”？这些系统不是数字的1和零吗？这就是相干技术的卓越之处，它将1s和0s调制成模拟波形，将更多的数据打包到每个波形中，然后可以在另一端精确解码。

当然，这是对相干信号传输的一个非常简单的解释，但开发人员的目的的关键是需要将数字信号转换为模拟信号来传输数据，并将模拟信号转换回另一端的数字信号。CFP2-ACO只能处理模拟信号，它从要发送的DSP接收相干模拟信号，或者它将接收到的相干模拟信号传输到DSP进行转换为数字信号。

CFP2-ACO系统在减少空间占用、降低功耗和降低光网络设备，特别是转换器的成本方面都取得了进展。这些平台已在整个行业中被广泛采用，并已成为几乎所有云提供商网络中光传输的标准形式。

自从引入基于CFP2-ACO的系统以来，供应商已经引入了新的、更快的“披萨盒”系统，这些系统不依赖于DWDM可插拔设备。光学元件和DSPs位于小型现场可更换模块或小型线路卡上。这些系统每个波长可以支持600Gbps+。

与此同时，随着CFP2-DCO的引入，可插拔相干DWDM光学器件继续发展。”“D”代表数字相干光学中的“数字”。再一次，相干光学的开发人员减少了组件的尺寸和功耗，因此光学器件和DSP都被安置在CFP2中。

这就消除了对机架来容纳dsp的需要，允许直接从路由器或交换机进行相干的DWDM传输，这是DWDM和路由器收敛的真正转折点。

相干光学模块现在被开发为400G ZR和400G ZR +，使用与CFP2-DCO相同的技术，但尺寸更小。这种紧凑的封装可容纳400G相干DWDM光学器件，确实为路由和DWDM融合提供了一种可行的解决方案。