Txuj ci

Dab tsi yog Coherent Optics?

Coherent opticsyog lub tshuab fiber ntau optic uas encodes cov ntaub ntawv los ntawm kev siv ntau lub zog ntawm lub teeb nthwv dej -amplitude, theem, thiab polarization- tsis yog tsuas yog hloov lub teeb rau thiab tawm. Acoherent optical kev sib txuas lussystem sib txuas cov kev hloov kho qib siab ntawm lub transmitter nrog ib tus neeg txais tshwj xeeb uas siv nws tus kheej laser los txiav txim siab tag nrho cov ntaub ntawv cov ntsiab lus ntawm cov teeb liab tuaj. Piv nrog rau cov txheej txheem ib txwm muaj, kev sib txuas ntawm cov khoom siv kho qhov muag sib txuas ua rau muaj peev xwm thiab ncav cuag, uas yog vim li cas txhua qhov siab - nrawm, ntev - qhov sib txuas fiber ntau niaj hnub no cia siab rau cov cuab yeej sib txuas. Yuav ua li cas ib txoj hlua ntawm iav fiber ntau nqa terabytes ntawm cov ntaub ntawv hla dej hiav txwv lossis nruab nrab ntawm cov chaw zov me nyuam- uas yog coherent optics. Phau ntawv qhia no piav qhia txog kev siv tshuab ua haujlwm li cas, dab tsi ua rau nws "coherent," qhov twg nws siv, thiab nws mus qhov twg.

Lub ntsiab lus tseeb ntawm Coherent Optics

Lo lus "coherent" yog hais txog yuav ua li cas tus receiver ntes cov teeb liab kho qhov muag -thiab qhov no yog qhov txawv ntawm qhov txawvcoherent opticslos ntawm tag nrho cov yav dhau los optical technologies.

Cov txheej txheem fiber ntau siv kev tshawb nrhiav ncaj qha (feem ntau hu ua kev siv zog-modulated direct detection, lossis IM-DD). Lub photodetector ntawm qhov kawg tau txais tsuas yog ntsuas qhov ci ntawm lub teeb tuaj: ci txhais tau tias 1, tsaus nti txhais tau tias 0. Thaum ncaj nraim, txoj kev no pov tseg feem ntau ntawm cov ntaub ntawv lub teeb yoj tuaj yeem nqa tau -tshwj xeeb yog nws theem thiab polarization.

Hauv kev sib koom ua ke, lub receiver muaj lub laser hu ua lub oscillator hauv zos -acoherent qhov chaw ntawm lub teebuas tsim ib qho kev siv nthwv dej thiab sib xyaw nrog cov teeb liab tuaj. Vim tias ob lub nthwv dej tsim tawmcoherent teeb- txhais tau tias lawv muaj kev ruaj ntseg, kev sib raug zoo ntawm cov zaus thiab theem - lawv cov qauv cuam tshuam tsis yog tsuas yog qhov ci ntsa iab ntawm lub teeb liab xwb, tab sis kuj tseem muaj cov theem tseeb thiab lub xeev polarization. Lub receiver rov qab tag nrho qhov chaw kho qhov muag, qhib qhov ntev ntawm cov ntaub ntawv uas ncaj qha nrhiav tau yooj yim nkag tsis tau.

Qhov no yog qhov zoo tshaj plaws. Txhua qhov txiaj ntsig ntawm kev sib koom ua ke ntawm optics- muaj peev xwm ntau dua, ncav cuag ntev dua, tsim kev sib txuas yooj yim dua - yog los ntawm lub peev xwm los nyeem cov ntaub ntawv tiav hauv lub teeb nthwv dej.

Yuav ua li cas Coherent Optical System ua haujlwm

Lub Transmitter: Coherent Modulation hauv Kev Ua

Nyob rau hauv lub transmitter, ib tug tunable laser ua ib tug nqaim, ruaj khov beam ntawm lub teeb ntawm ib tug tshwj xeeb wavelength. Tom qab ntawd tus modulator ua haujlwmcoherent modulationlos ntawm imprinting cov ntaub ntawv mus rau lub beam no, manipulating peb lub zog ib txhij:

Amplitude- qhov kev siv ntawm nthwv dej tuaj yeem teem rau ntau theem, tsis yog qhib / tawm xwb.

Theem- lub sij hawm txoj hauj lwm nyob rau hauv ib lub voj voog yoj hloov mus rau lub kaum sab xis (xws li 0℃, 90℃, 180℃, 270℃), txhua tus sawv cev rau cov ntaub ntawv sib txawv.

Polarization- lub teeb tau muab faib ua ob qhov kev taw qhia orthogonal (kab rov tav thiab ntsug), txhua tus nqa cov ntaub ntawv ywj pheej. Qhov nocoherent optical polarizationtxheej txheem, hu ua polarization multiplexing, muab ob npaug rau lub peev xwm ntawm ib lub wavelength.

Kev sib xyaw ua ke ntawm amplitude, theem, thiab polarization encoding tso cai rau tib lub mem tes -hu ua lub cim- nqa ntau cov ntaub ntawv ib zaug, deb tshaj li ib me ntsis ib lub cim ua tiav nrog rau ntawm - tawm keying.

Tus Txais: Coherent Optical Detection thiab Digital Recovery

Ntawm qhov kawg ntawm fiber,kev tshawb nrhiav sib txuasyuav siv qhov chaw: lub coherent receiver mix cov khoomcoherent teeb liabnrog lub zos oscillator laser. Cov txheej txheem cuam tshuam no tsim hluav taws xob teeb liab uas khaws cov amplitude, theem, thiab polarization cov ntaub ntawv los ntawm lub transmitter. High -Speed ​​Analog-rau-digital converter piv txwv cov teeb liab, thiab ibdigital coherentteeb liab processor (DSP) ua haujlwm tom ntej.

DSP ua ntau yam haujlwm tseem ceeb. Nws cais ob txoj kev polarization. Nws taug qab thiab them nyiaj rau chromatic dispersion- qhov tshwm sim qhov sib txawv wavelengths ntawm lub teeb mus ncig ntawm qhov sib txawv me ntsis los ntawm fiber ntau, ua rau cov pulses kis mus rau qhov deb. Nws kuj kho cov polarization hom dispersion thiab lwm yam kev puas tsuaj fiber ntau hauv lub sijhawm, ua lej, tsis muaj kev them nyiaj rau lub cev hauv qhov txuas.

Khiav ib sab ntawm DSP, kev kho qhov yuam kev rau pem hauv ntej (FEC) algorithms embed redundant cov ntaub ntawv rau hauv lub teeb liab kom tus receiver tuaj yeem ntes thiab kho qhov yuam kev yam tsis muaj retransmission. Advanced soft-Kev txiav txim siab FEC thawb lub suab nrov ntawm kev sib koom ua ke zoo tshaj li cov thev naus laus zis ua ntej tuaj yeem ua tiav.

Cov txiaj ntsig zoo rau cov neeg ua haujlwm hauv lub network: txoj kev tshiab fiber ntau tuaj yeem qhib tau yam tsis muaj kev cuam tshuam los ntawm kev siv hluav taws xob rau txhua qhov txuas. Cov cuab yeej siv lub cev raug txo, kev tsim network yooj yim, thiab cov nqi khiav lag luam poob.

Yuav ua li cas Coherent Optics xa ntau cov ntaub ntawv

Lub peev xwm kom zoo dua ntawmcoherent optical kev sib txuas lusnyob ntawm seb muaj pes tsawg cov khoom txhua lub cim nqa thiab siv tau zoo npaum li cas ntawm cov khoom siv kho qhov muag.

Nrog ib txwm siv rau ntawm -off keying (OOK), txhua lub cim yog ib qho me ntsis. Thawj qhov kev siv dav dav sib koom ua ke -dual-polarization quadrature theem hloov pauv keying (DP-QPSK)-encodes plaub lub cim rau ib lub cim, ib qho plaub npaug ntxiv ntawm tib tus nqi baud. Ntau dua - cov ntawv txiav txim thawb ntxiv: 16QAM nqa 8 khoom ib lub cim, thiab 64QAM nqa 12. Qhov kev sib pauv yog tias cov qauv denser xav tau lub teeb liab huv dua (siab dua qhov muag teeb liab-rau- suab nrov piv) thiab ua hauj lwm luv luv, yog li cov neeg teb xov tooj xaiv cov hom ntawv uas haum rau txhua qhov txuas.

Spectral Efficiency

Spectral efficiency- tus nqi ntawm cov ntaub ntawv siv tau dhau los ntawm ib chav tsev ntawm cov khoom siv kho qhov muag - yog lwm qhov kev ntsuas tseem ceeb. Thaum ntxov 10G ncaj qha-ntaus tshuab ua tiav kwv yees li 0.2 ntsis ib ob ib hertz. Niaj hnub nimno coherent systems niaj hnub tshaj 5-6 b / s / Hz, txhais tau tias tib lub fiber ntau thiab amplifier infrastructure yuav nqa tau 25 mus rau 30 npaug ntau cov ntaub ntawv. Thoob plaws qhov ntom ntom wavelength division multiplexing (DWDM) system nrog 80 lossis ntau dua, ib khub fiber ntau tuaj yeem ncav cuag kaum tawm terabits ib ob ntawm tag nrho cov peev txheej.

Coherent Optical Modules: Dab tsi yog Sab hauv

A coherent optical transceiveryog tus kheej -muaj module uas ntsaws rau hauv lub network hloov lossis router. Ib sab muaj qhov sib txuas kho qhov muag txuas rau fiber ntau; lwm yam muaj hluav taws xob interface txuas mus rau tus tswv system cov ntaub ntawv dav hlau. Sab hauv, cov khoom tseem ceeb muaj xws li lub laser tunable, lub kho qhov muag modulator, ib tug coherent receiver nrog lub zos oscillator, thiab ib tug DSP nti uas tswj kev hloov kho, demodulation, impairment them, thiab FEC.

Hauv kaum xyoo dhau los, cov khoom no tau txuas ntxiv mus rau hauv me me zuj zuscoherent pluggabledaim ntawv yam. Thaum ntxov coherent kab phaib nyob tag nrho chassis slots. Hnub nocoherent transceiverssiv tus qauv interfaces xws li QSFP-DD thiab OSFP- compact txaus los ntsaws ncaj qha rau hauv router pem hauv ntej vaj huam sib luag ntawm qhov chaw nres nkoj siab. Ib qho QSFP-DD coherent module, piv txwv li, muab txog 400G ntawm kev nkag mus rau ntawm ib lub wavelength. Tom ntej no - tiam OSFP modules tsom 800G thiab tshaj.

Standardization yog qhov tseem ceeb rau qhov kev hloov pauv no. Lub Rooj Sib Tham Optical Internetworking (OIF) txhais cov ntawv cog lus sib koom ua ke rau cov qauv sib txuas sib txuas, thaum tus qauv IEEE 802.3ct qhia meej txog li cas 400G coherent wavelengths interface nrog Ethernet. Cov qauv no tso cai rau cov neeg ua haujlwm sib xyaw ua ke los ntawm cov neeg muag khoom sib txawv ntawm tib lub network.

Kev siv ntawm Coherent Optics

Data Center Interconnect

Hyperscale huab thiab AI cov neeg ua haujlwm txuas lawv cov chaw khaws ntaub ntawv hla kev deb li ntawm ob peb mais mus rau ntau dua 120 km. Standardized 400G ZR / ZR +coherent pluggablemodules haum ncaj qha rau hauv cov chaw nres nkoj router, tshem tawm qhov xav tau ntawm kev thauj khoom kho qhov muag sib cais thiab ua kom yooj yim rau ob qho tib si loj - teev kev xa tawm thiab kev ua haujlwm.

Telecom Backbone: Metro mus rau Ntev -Haul

Cov neeg nqa khoom cia siab raucoherent optical kev sib txuas lushla txhua qib -metro txuas ntawm cov chaw ua haujlwm hauv nruab nrab, cov kev sib txuas hauv cheeb tsam uas hla ntau pua mais, thiab kev hla tebchaws ntev - txoj kev thauj mus los. Raws li 5G network densification drives loj hlob backhaul bandwidth xav tau, compactcoherent transceiverstseem tab tom nrhiav lawv txoj hauv kev hauv xovtooj -kev sib sau ua ke.

Submarine Cables

Intercontinental cov ntaub ntawv taug kev los ntawm undersea fiber systems uas xav tau heev ncav cuag, siab tshaj plaws muaj peev xwm ntawm ib tug fiber ntau, thiab muaj kev ntseeg siab nyob rau hauv ib puag ncig uas kho yog kim kim heev - yuav tsum tau tsuas yogcoherent opticstuaj yeem txaus siab ib txhij.

Coherent Optics, PAM4, thiab DWDM

Coherent vs. PAM4: Complementary, Tsis sib tw

PAM4 (4-theem pulse amplitude modulation) dominates luv-mus cuag kev sib txuas hauv cov chaw khaws ntaub ntawv- yooj yim, qis- lub zog, thiab tus nqi- zoo. Nws encodes ob lub cim rau ib lub cim uas siv plaub theem brightness, tab sis tsis muaj built-in dispersion them nyiaj, cov tswv yim ncav cuag qhov siab ntawm kwv yees li 10-30 km.Coherent optical kev sib txuas lustxuas mus rau ntau pua lossis ntau txhiab kilometers, ntawm tus nqi ntawm lub zog siab dua thiab ntau dua. Ob leeg qhia txog kev faib ua haujlwm kom meej: PAM4 rau luv luv -kev sib txuas, sib txuas rau txhua yam ntev dua. Raws li coherent pluggables ua me thiab muaj zog ntau dua -ntau, ciam teb ntawm lawv txuas ntxiv mus rau sab hauv.

Coherent DWDM: Lub Cheeb Tsam Coherent Optics Caij Rau

Dense wavelength division multiplexing (DWDM) xa ntau lub wavelengths los ntawm ib qho fiber ntau ib txhij, txhua tus nqa nws cov ntaub ntawv ntws.Coherent optical transceiverstxiav txim siab npaum li cas cov ntaub ntawv txhua lub wavelength nqa. Hauv ibsib txuasDWDMsystem, ob lub technologies yog complementary: DWDM muab cov channel,coherent modulationpuv lawv. Thaum coherent modules siv tunable lasers, qhov xa tawm wavelength tuaj yeem teeb tsa rau ib qho channel ntawm DWDM daim phiaj, muab cov neeg ua haujlwm yooj yim rau txoj hauv kev thiab rov txhim kho lub peev xwm thoob plaws lub network.

Coherent Optics hauv 2026 thiab Tshaj

Los ntawm Backbone mus rau Metro thiab Edge

Los ntawm 2026,coherent optical transceiverstau nthuav dav sai heev los ntawm qhov ntev -haul kis mus rau hauv metro networks, data center interconnect (DCI), thiab ntug xam-tsav los ntawm 5G-Kev loj hlob ntawm kev tsheb loj, faib AI workloads, thiab nce kev lag luam bandwidth xav tau.

800G ZR/ZR+coherent pluggablemodules tam sim no ua haujlwm ob npaug: lawv npog ntev -haul spans tshaj 1,700 km thaum tseem txo tus nqi ib ntsis ntawm 40-120 km metro txuas. Lub caij no, siab -hwj chim 100G coherent modules yog reshaping metro network tsim- muaj zog xa tawm cov zis ua ke nrog qis- tsis muaj fiber ntau ua rau tsis muaj kev sib kis ntau dua 120 km, tshem tawm cov amplifier nruab nrab thiab txo ob qho tib si tsim - tawm thiab cov nqi khiav lag luam.

Edge suav yog accelerating qhov kev hloov no. Raws li AI inference txav mus rau cov kab sib faib, kev sib txuas ntawm cov ntaub ntawv tseem ceeb thiab cov chaw ntug xav tau bandwidth uas PAM4 tsis tuaj yeem xa mus rau qhov kev ncua deb. Compact, qis- zogcoherent transceiverstau dhau los ua lub tsev thaiv ntuj rau cov kev txuas no.

Kev lag luam Momentum

800G coherent module xa khoom tau kwv yees kom loj hlob los ntawm qis dua 5% ntawm tag nrho cov ntim sib xyaw hauv 2025 txog li 30% thaum kawg ntawm 2026, uas tau tsav los ntawm North American carrier thiab hyperscale DCI xav tau. Ntawm OFC 2026, OIF tau nthuav tawm ntau- tus neeg muag khoom sib cuam tshuam rau 400ZR thiab 800ZR pluggable modules- lees paub tias lub ecosystem txhawb nqa loj - nplai, tus neeg muag khoom- nruab nrab kev xa tawm.

Saib tom ntej, 1.6 Terabit-ib - thib ob coherent systems yog nyob rau hauv kev txhim kho rau tom ntej - tiam DSP silicon. Txoj kev taug mus zoo ib yam: nrawm dua, me dua, qis zog- txuas ntxivcoherent opticslos ntawm lub network core tag nrho txoj kev mus rau lub network ntug.