Ang "network" nahimong usa ka "kinahanglanon" alang sa kadaghanan sa mga tawo karon.
Ang hinungdan ngano nga ang ingon nga usa ka kombenyente nga panahon sa network mahimong moabut, ang "fiber-optic nga teknolohiya sa komunikasyon" maingon nga kinahanglan.
Sa 1966, gisugyot sa British Chinese sorghum ang konsepto sa optical fiber, nga nagdilaab sa kinapungkayan sa pagpalambo sa optical fiber nga komunikasyon sa tibuok kalibutan. Ang mga sistema sa komunikasyon nga naggamit sa multimode fiber sa unang mga adlaw dali nga gipaila sa sayong bahin sa 1980. Sa 1990, ang ikatulo nga henerasyon nga optical wave system nga naglihok sa 2.4 Gb / s ug 1.55 μm nakahimo sa paghatag serbisyo sa komersyal nga komunikasyon.
Ang "amahan sa fiber" nga sorghum, nga naghimo sa usa ka kalampusan nga kontribusyon sa "pagpasa sa kahayag sa fiber alang sa optical nga komunikasyon," gihatagan sa 2009 Nobel Prize sa Physics.
Ang komunikasyon sa optical fiber nahimo na karon nga usa sa mga nag-unang haligi sa modernong komunikasyon, nga nagdula usa ka hinungdanon nga papel sa modernong mga network sa telekomunikasyon. Nakita usab kini isip usa ka importante nga simbolo sa bag-ong teknolohikal nga rebolusyon sa kalibutan ug ang nag-unang paagi sa pagpasa sa impormasyon sa umaabot nga katilingban sa impormasyon.
Sa bag-ohay nga mga tuig, ang merkado sa aplikasyon sa dagkong datos, cloud computing, 5G, Internet of Things ug artificial intelligence paspas nga naugmad. Ang unmanned nga merkado sa aplikasyon nga moabut nagdala sa kusog nga pagtubo sa trapiko sa datos. Ang data center interconnection anam-anam nga naugmad ngadto sa optical communication research. init nga lugar.
Sulod sa dako nga data center sa Google
Ang kasamtangan nga sentro sa datos dili na usa lamang o pipila ka mga lawak sa kompyuter, kondili usa ka hugpong sa mga cluster sa data center.Aron makab-ot ang normal nga trabaho sa nagkalain-laing serbisyo sa Internet ug mga merkado sa aplikasyon, ang mga sentro sa datos kinahanglan nga magtinabangay.Ang tinuod nga panahon ug kaylap nga interaksyon sa impormasyon tali sa mga data center nakamugna sa panginahanglan alang sa data center interconnection networks, ug ang optical fiber communication nahimong gikinahanglan nga paagi aron makab-ot ang interconnection.
Dili sama sa tradisyonal nga telecom access network transmission equipment, ang data center interconnection kinahanglan nga makab-ot ang dugang nga impormasyon ug mas dasok nga transmission, nga nagkinahanglan sa switching equipment nga adunay mas taas nga tulin, ubos nga konsumo sa kuryente, ug mas miniaturization. nakab-ot mao ang optical transceiver module.
Pipila ka sukaranan nga kahibalo bahin sa optical transceiver modules
Ang network sa impormasyon nag-una nga naggamit sa optical fiber isip transmission medium, apan ang kasamtangan nga kalkulasyon ug pagtuki kinahanglan usab nga base sa electrical signal, ug ang optical transceiver module mao ang kinauyokan nga device alang sa pag-amgo sa photoelectric conversion.
Ang kinauyokan nga mga sangkap sa optical module mao ang Transimitter (Light Emitting Submodule)/Receiver (Light Receiving Submodule) o Transceiver (Optical Transceiver Module), electrical chip, ug naglakip usab sa passive components sama sa mga lente, splitter, ug combiners. Komposisyon sa peripheral nga sirkito.
Sa katapusan sa pagpadala: ang elektrikal nga signal gibag-o sa usa ka optical signal pinaagi sa Transimitter, ug dayon gi-input sa optical fiber pinaagi sa optical adapter; Sa katapusan nga pagdawat: ang optical signal sa optical fiber nadawat sa Receiver pinaagi sa optical adapter ug gi-convert ngadto sa electrical signal ug gipadala ngadto sa computing unit para sa pagproseso.
Optical transceiver module schematic
Uban sa pagpalambo sa optoelectronic integration nga teknolohiya, ang packaging nga porma sa optical transceiver module nakaagi usab sa pipila ka mga kausaban. Sa wala pa maporma ang industriya sa optical module, gimugna kini sa mga dagkong tiggama sa kagamitan sa telecom sa unang mga adlaw. Ang mga interface lainlain ug dili magamit sa tanan. Kini naghimo sa optical transceiver modules nga dili mabaylo.Alang sa pagpalambo sa industriya, ang katapusang "Multi Source Agreement (MSA)" nahimo. Uban sa sumbanan sa MSA, ang mga kompanya nga independente nga nagpunting sa pagpalambo sa Transceiver nagsugod sa pagtungha, ug ang industriya mibangon.
Ang optical transceiver module mahimong bahinon ngadto sa SFP, XFP, QSFP, CFP, ug uban pa sumala sa package nga porma:
· Ang SFP (Small Form-factor Pluggable) maoy usa ka compact, pluggable transceiver module standard alang sa telecom ug datacom nga mga aplikasyon nga nagsuporta hangtod sa 10Gbps transfer rates.
Ang XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) usa ka 10G-rate small form factor pluggable transceiver module nga nagsuporta sa daghang mga protocol sa komunikasyon sama sa 10G Ethernet, 10G Fiber Channel, ug SONETOC-192.XFP transceiver mahimong magamit sa mga komunikasyon sa datos ug mga merkado sa telekomunikasyon ug nagtanyag og mas maayo nga mga kinaiya sa konsumo sa kuryente kay sa ubang 10Gbps transceiver.
Ang QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable) maoy usa ka compact, pluggable transceiver standard para sa high-speed data communication applications. Sumala sa katulin, ang QSFP mahimong bahinon sa 4 × 1G QSFP, 4 × 10GQSFP +, 4 × 25G QSFP28 optical modules. Karon ang QSFP28 kaylap nga gigamit sa mga sentro sa datos sa kalibutan.
· Ang CFP (Centum gigabits Form Pluggable) gibase sa usa ka standardized dense wave optical splitting communication module nga adunay transmission rate nga 100-400 Gbps. Ang gidak-on sa CFP module mas dako kay sa SFP/XFP/QSFP, ug kasagarang gigamit alang sa long-distance transmission sama sa metropolitan area network.
Optical transceiver module alang sa komunikasyon sa data center
Ang komunikasyon sa data center mahimong bahinon sa tulo ka mga kategorya sumala sa matang sa koneksyon:
(1) Ang data center ngadto sa user namugna pinaagi sa end user nga kinaiya sama sa pag-browse sa webpage, pagpadala ug pagdawat sa mga email ug video stream pinaagi sa pag-access sa panganod;
(2) Data center interconnection, nag-una nga gigamit alang sa data replication, software ug sistema upgrades;
(3) Sa sulod sa data center, kini kasagarang gigamit alang sa pagtipig sa impormasyon, pagmugna ug pagmina. Sumala sa forecast sa Cisco, ang data center internal nga komunikasyon nag-asoy sa labaw pa sa 70% sa data center nga komunikasyon, ug ang pag-uswag sa pagtukod sa data center nagpatungha sa pagpalambo sa high-speed optical modules.
Ang trapiko sa datos nagpadayon sa pag-uswag, ug ang kadak-an ug pag-flatte nga uso sa data center nagduso sa pagpalambo sa optical modules sa duha ka aspeto:
· Dugang nga transmission rate kinahanglanon
· Pagtaas sa gidaghanon sa panginahanglan
Sa pagkakaron, ang mga kinahanglanon sa global data center optical modules nausab gikan sa 10 / 40G optical modules ngadto sa 100G optical modules. Ang Alibaba Cloud Promotion sa China mahimong unang tuig sa dako nga aplikasyon sa 100G optical modules sa 2018. Kini gilauman nga mag-upgrade 400G optical modules sa 2019.
Ali cloud module evolution path
Ang uso sa dagkong mga sentro sa datos misangpot sa pagtaas sa mga kinahanglanon sa gilay-on sa transmission. Ang gilay-on sa transmission sa multimode fibers limitado sa pagtaas sa signal rate ug gilauman nga anam-anam nga mapulihan sa single-mode fibers.Ang gasto sa fiber link gilangkuban sa duha ka bahin: ang optical module ug ang optical fiber. Alang sa lainlaing mga distansya, adunay lainlaing magamit nga mga solusyon. Alang sa medium hangtod sa taas nga distansya nga interconnection nga gikinahanglan alang sa komunikasyon sa sentro sa datos, adunay duha ka rebolusyonaryong solusyon nga natawo gikan sa MSA:
· PSM4（Parallel Single Mode 4 lanes）
· CWDM4（Coarse Wavelength Division Multiplexer 4 lanes）
Lakip niini, ang paggamit sa PSM4 fiber upat ka pilo sa CWDM4. Kung ang distansya sa link taas, ang gasto sa solusyon sa CWDM4 medyo ubos. Gikan sa lamesa sa ubos, atong makita ang pagtandi sa data center 100G optical module solutions:
Karon, ang teknolohiya sa pagpatuman sa 400G optical modules nahimong focus sa industriya. Ang nag-unang function sa 400G optical module mao ang pagpalambo sa data throughput ug pag-maximize sa bandwidth ug port density sa data center. Ang umaabot nga uso niini mao ang pagkab-ot sa lapad ganancia, ubos nga kasaba, miniaturization ug integration, aron matubag ang mga panginahanglan sa sunod nga henerasyon nga wireless network ug ultra-large-scale data center communications applications.
Ang sayo nga 400G optical module migamit sa 16-channel 25G NRZ (Non-Returnto Zero) signal modulation method sa usa ka CFP8 package. Ang bentaha mao nga ang 25G NRZ signal modulation technology matured sa 100G optical module mahimong hinulaman, apan ang disbentaha mao nga ang 16 nga mga signal kinahanglan nga ipadala sa parallel, ug ang konsumo sa kuryente ug gidaghanon medyo dako, nga dili angay alang sa mga aplikasyon sa data center.Sa kasamtangan nga 400G optical module, 8-channel 53G NRZ o 4-channel 106G PAM4 (4 Pulse Amplitude Modulation) ang modulasyon sa signal kasagarang gigamit aron maamgohan ang 400G signal transmission.
Sa termino sa module packaging, gigamit ang OSFP o QSFP-DD, ug ang duha nga mga pakete makahatag sa 8 electrical signal interfaces. Sa pagtandi, ang QSFP-DD nga pakete mas gamay sa gidak-on ug mas angay alang sa mga aplikasyon sa data center; ang OSFP nga pakete gamay nga mas dako sa gidak-on ug naggamit sa dugang nga gahum, nga naghimo niini nga mas angay alang sa mga aplikasyon sa telecom.
Analisaha ang "kinauyokan" nga gahum sa 100G/400G optical modules
Sa makadiyot among gipaila ang pagpatuman sa 100G ug 400G optical modules. Ang mosunod makita sa mga schematic diagram sa 100G CWDM4 nga solusyon, ang 400G CWDM8 nga solusyon ug ang 400G CWDM4 nga solusyon:
100G CWDM4 eskematiko
400G CWDM8 eskematiko
400G CWDM4 eskematiko
Sa optical module, ang yawe sa pagkaamgo sa photoelectric signal pagkakabig mao ang photodetector. Aron sa katapusan matuman kini nga mga plano, unsa nga matang sa mga panginahanglan ang kinahanglan nimong matubag gikan sa "kinauyokan"?
Ang 100G CWDM4 nga solusyon nanginahanglan 4λx25GbE nga pagpatuman, ang 400G CWDM8 nga solusyon nanginahanglan 8λx50GbE nga pagpatuman, ug ang 400G CWDM4 nga solusyon nanginahanglan 4λx100GbE nga pagpatuman.Nahiuyon sa modulasyon nga pamaagi, ang 100G CWDMG4 ug 400GbE nga katugbang nga pamaagi sa modulasyon nga gisagop sa 400G CWDM4 ug 400GbE nga katugbang nga modulasyon 25Gbd ug 53Gbd nga mga himan.Ang 400G CWDM4 nga pamaagi nagsagop sa PAM4 modulation scheme, nga nagkinahanglan usab sa device nga adunay modulation rate nga 53Gbd o labaw pa.
Ang rate sa modulasyon sa aparato katumbas sa bandwidth sa aparato. Para sa 1310nm band 100G optical module, igo na ang bandwidth 25GHz InGaAs detector o detector array.