Mae “rhwydwaith” wedi dod yn “angenrheidrwydd” i'r rhan fwyaf o bobl gyfoes.
Y rheswm pam y gall cyfnod rhwydwaith mor gyfleus ddod, gellir dweud bod “technoleg cyfathrebu ffibr-optig” yn anhepgor.
Ym 1966, cynigiodd y sorghum Tsieineaidd Prydeinig y cysyniad o ffibr optegol, a daniodd uchafbwynt datblygu cyfathrebu ffibr optegol ledled y byd. Rhoddwyd y genhedlaeth gyntaf o systemau tonnau golau yn gweithredu ar 0.8 μm yn 1978 yn swyddogol i ddefnydd masnachol, a'r ail genhedlaeth o donfedd golau Cyflwynwyd systemau cyfathrebu gan ddefnyddio ffibr amlfodd yn y dyddiau cynnar yn gyflym yn y 1980au cynnar. Erbyn 1990, roedd y system tonnau optegol trydydd cenhedlaeth yn gweithredu ar 2.4 Gb/s a 1.55 μm yn gallu darparu gwasanaethau cyfathrebu masnachol.
Dyfarnwyd Gwobr Nobel mewn Ffiseg 2009 i’r sorghum “tad ffibr”, a wnaeth gyfraniad arloesol i “drosglwyddo golau mewn ffibr ar gyfer cyfathrebu optegol”.
Mae cyfathrebu ffibr optegol bellach wedi dod yn un o brif bileri cyfathrebu modern, gan chwarae rhan ganolog mewn rhwydweithiau telathrebu modern. Mae hefyd yn cael ei ystyried yn symbol pwysig o chwyldro technolegol newydd y byd a'r prif ddull o drosglwyddo gwybodaeth yn y gymdeithas wybodaeth yn y dyfodol.
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae'r farchnad gymhwyso data mawr, cyfrifiadura cwmwl, 5G, Rhyngrwyd Pethau a deallusrwydd artiffisial wedi datblygu'n gyflym. Mae'r farchnad ymgeisio di-griw sy'n dod yn dod â thwf ffrwydrol i draffig data. Mae rhyng-gysylltiad canolfan ddata wedi datblygu'n raddol yn ymchwil cyfathrebu optegol. man poeth.
Y tu mewn i ganolfan ddata fawr Google
Nid dim ond un neu ychydig o ystafelloedd cyfrifiaduron yw'r ganolfan ddata bresennol bellach, ond set o glystyrau canolfan ddata. Er mwyn cyflawni gwaith arferol amrywiol wasanaethau Rhyngrwyd a marchnadoedd cymwysiadau, mae angen i ganolfannau data weithio gyda'i gilydd. ac mae rhyngweithio enfawr o wybodaeth rhwng canolfannau data wedi creu'r galw am rwydweithiau rhyng-gysylltu canolfannau data, ac mae cyfathrebu ffibr optegol wedi dod yn fodd angenrheidiol i gyflawni rhyng-gysylltiad.
Yn wahanol i offer trosglwyddo rhwydwaith mynediad telathrebu traddodiadol, mae angen i ryng-gysylltiad canolfan ddata gyflawni mwy o wybodaeth a thrawsyriant mwy trwchus, sy'n gofyn am offer newid i gael cyflymder uwch, defnydd pŵer is, a mwy o miniaturization.One o'r ffactorau craidd sy'n pennu a all y galluoedd hyn fod. cyflawni yw'r modiwl transceiver optegol.
Peth gwybodaeth sylfaenol am fodiwlau transceiver optegol
Mae'r rhwydwaith gwybodaeth yn defnyddio ffibr optegol yn bennaf fel y cyfrwng trosglwyddo, ond rhaid i'r cyfrifiad a'r dadansoddiad cyfredol hefyd fod yn seiliedig ar signalau trydanol, a'r modiwl transceiver optegol yw'r ddyfais graidd ar gyfer gwireddu trosi ffotodrydanol.
Cydrannau craidd y modiwl optegol yw Trosglwyddydd (Is-fodiwl Allyrru Golau) / Derbynnydd (Is-fodiwl Derbyn Golau) neu Drosglwyddydd (Modiwl Transceiver Optegol), sglodion trydanol, ac mae hefyd yn cynnwys cydrannau goddefol fel lensys, holltwyr, a chyfunwyr. Cyfansoddiad cylched ymylol.
Ar y pen trosglwyddo: mae'r signal trydanol yn cael ei drawsnewid yn signal optegol gan Transimitter, ac yna'n cael ei fewnbynnu i'r ffibr optegol gan yr addasydd optegol; Ar y pen derbyn: mae'r Derbynnydd yn derbyn y signal optegol yn y ffibr optegol trwy'r addasydd optegol a'i drawsnewid yn signal trydanol a'i anfon i'r uned gyfrifiadurol i'w brosesu.
sgematig modiwl transceiver optegol
Gyda datblygiad technoleg integreiddio optoelectroneg, mae ffurf becynnu'r modiwl transceiver optegol hefyd wedi cael rhai newidiadau. Cyn i'r diwydiant modiwl optegol gael ei ffurfio, fe'i datblygwyd gan y prif wneuthurwyr offer telathrebu yn y dyddiau cynnar. Roedd y rhyngwynebau'n amrywiol ac ni ellid eu defnyddio'n gyffredinol. Roedd hyn yn golygu nad oedd y modiwlau trosglwyddydd optegol yn gyfnewidiol. Er mwyn datblygu'r diwydiant, daeth y “Cytundeb Aml Ffynhonnell (MSA)” terfynol i fodolaeth. Gyda safon MSA, dechreuodd cwmnïau a oedd yn canolbwyntio'n annibynnol ar ddatblygu Transceiver ddod i'r amlwg, a chododd y diwydiant.
Gellir rhannu'r modiwl transceiver optegol yn SFP, XFP, QSFP, CFP, ac ati yn ôl y ffurflen pecyn:
· Mae SFP (Pluggable Ffactor Ffurf Bach) yn fodiwl trawsgludwr cryno, y gellir ei blygio, ar gyfer cymwysiadau telathrebu a datacom sy'n cefnogi cyfraddau trosglwyddo hyd at 10Gbps.
Mae'r XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) yn fodiwl transceiver pluggable ffactor ffurf bach cyfradd 10G sy'n cefnogi protocolau cyfathrebu lluosog megis 10G Ethernet, 10G Fiber Channel, a SONETOC-192.XFP transceivers gellir eu defnyddio yn y cyfathrebu data a marchnadoedd telathrebu ac yn cynnig nodweddion defnydd pŵer gwell na throsglwyddyddion 10Gbps eraill.
Mae QSFP (Ffactor Ffurf-ffactor Quad Small Pluggable) yn safon drawsgludwr gryno y gellir ei phlygio ar gyfer cymwysiadau cyfathrebu data cyflym. Yn ôl y cyflymder, gellir rhannu'r QSFP yn fodiwlau optegol 4 × 1G QSFP, 4 × 10GQSFP +, 4 × 25G QSFP28. Ar hyn o bryd mae QSFP28 wedi'i ddefnyddio'n helaeth mewn canolfannau data byd-eang.
· Mae CFP (Centum gigabits Form Pluggable) yn seiliedig ar fodiwl cyfathrebu hollti optegol tonnau trwchus safonol gyda chyfradd drosglwyddo o 100-400 Gbps. Mae maint y modiwl CFP yn fwy na maint y SFP/XFP/QSFP, ac fe'i defnyddir yn gyffredinol ar gyfer trosglwyddo pellter hir fel rhwydwaith ardal fetropolitan.
Modiwl transceiver optegol ar gyfer cyfathrebu canolfan ddata
Gellir rhannu cyfathrebu canolfan ddata yn dri chategori yn ôl y math o gysylltiad:
(1) Cynhyrchir y ganolfan ddata i'r defnyddiwr gan ymddygiad y defnyddiwr terfynol fel pori'r dudalen we, anfon a derbyn e-byst a ffrydiau fideo trwy gyrchu'r cwmwl;
(2) Rhyng-gysylltiad canolfan ddata, a ddefnyddir yn bennaf ar gyfer dyblygu data, meddalwedd ac uwchraddio systemau;
(3) Y tu mewn i'r ganolfan ddata, fe'i defnyddir yn bennaf ar gyfer storio gwybodaeth, cynhyrchu a mwyngloddio. Yn ôl rhagolwg Cisco, mae cyfathrebu mewnol y ganolfan ddata yn cyfrif am fwy na 70% o gyfathrebu canolfan ddata, ac mae datblygiad adeiladu canolfan ddata wedi arwain at ddatblygiad modiwlau optegol cyflym.
Mae'r traffig data yn parhau i dyfu, ac mae tueddiad graddfa fawr a gwastad y ganolfan ddata yn gyrru datblygiad modiwlau optegol mewn dwy agwedd:
· Gofynion cyfradd trawsyrru uwch
· Cynnydd yn y galw
Ar hyn o bryd, mae gofynion modiwlau optegol canolfan ddata byd-eang wedi newid o fodiwlau optegol 10/40G i fodiwlau optegol 100G. Bydd Hyrwyddo Cwmwl Alibaba Tsieina yn dod yn flwyddyn gyntaf o gymhwyso modiwlau optegol 100G ar raddfa fawr yn 2018. Disgwylir i uwchraddio Modiwlau optegol 400G yn 2019.
Llwybr esblygiad modiwl cwmwl Ali
Mae tueddiad canolfannau data ar raddfa fawr wedi arwain at gynnydd mewn gofynion pellter trosglwyddo. Mae pellter trosglwyddo ffibrau amlfodd wedi'i gyfyngu gan y cynnydd yn y gyfradd signal a disgwylir iddo gael ei ddisodli'n raddol gan ffibrau un modd. Mae cost y cyswllt ffibr yn cynnwys dwy ran: y modiwl optegol a'r ffibr optegol. Ar gyfer pellteroedd gwahanol, mae yna wahanol atebion perthnasol. Ar gyfer y rhyng-gysylltiad pellter canolig i hir sydd ei angen ar gyfer cyfathrebu canolfan ddata, mae dau ateb chwyldroadol yn deillio o MSA:
· PSM4 （Modd Sengl Cyfochrog 4 lôn）
· CWDM4 （Amlblecsydd Adran Tonfedd Bras 4 lôn）
Yn eu plith, mae'r defnydd o ffibr PSM4 bedair gwaith yn fwy na CWDM4. Pan fo'r pellter cyswllt yn hir, mae cost datrysiad CWDM4 yn gymharol isel. O'r tabl isod, gallwn weld cymhariaeth o atebion modiwl optegol 100G y ganolfan ddata:
Heddiw, mae'r dechnoleg gweithredu modiwlau optegol 400G wedi dod yn ffocws y diwydiant. Prif swyddogaeth y modiwl optegol 400G yw gwella'r trwygyrch data a gwneud y mwyaf o'r lled band a dwysedd porthladd y data center.Its duedd yn y dyfodol yw cyflawni eang ennill, sŵn isel, miniaturization ac integreiddio, i ddiwallu anghenion rhwydweithiau diwifr cenhedlaeth nesaf a chymwysiadau cyfathrebu canolfan ddata ar raddfa fawr iawn.
Defnyddiodd y modiwl optegol 400G cynnar ddull modiwleiddio signal 16-sianel 25G NRZ (Non-Returnto Zero) mewn pecyn CFP8.Y fantais yw y gellir benthyca technoleg modiwleiddio signal 25G NRZ aeddfedu ar y modiwl optegol 100G, ond yr anfantais yw bod angen trosglwyddo 16 signal yn gyfochrog, ac mae'r defnydd pŵer a chyfaint yn gymharol fawr, nad yw'n addas ar gyfer ceisiadau canolfan ddata.Yn y modiwl optegol 400G presennol, 8-sianel 53G NRZ neu 4-sianel 106G PAM4 (4 Pulse Modyliad Osgled) defnyddir modiwleiddio signal yn bennaf i wireddu trosglwyddiad signal 400G.
O ran pecynnu modiwl, defnyddir OSFP neu QSFP-DD, a gall y ddau becyn ddarparu 8 signal trydanol interfaces.In cymhariaeth, mae'r pecyn QSFP-DD yn llai o ran maint ac yn fwy addas ar gyfer ceisiadau canolfan ddata; mae pecyn OSFP ychydig yn fwy o ran maint ac yn defnyddio mwy o bŵer, gan ei wneud yn fwy addas ar gyfer cymwysiadau telathrebu.
Dadansoddwch bŵer “craidd” modiwlau optegol 100G/400G
Rydym wedi cyflwyno gweithredu modiwlau optegol 100G a 400G yn fyr. Gellir gweld y canlynol yn y diagramau sgematig o'r datrysiad 100G CWDM4, yr ateb 400G CWDM8 a'r datrysiad 400G CWDM4:
100G CWDM4 sgematig
400G CWDM8 sgematig
400G CWDM4 sgematig
Yn y modiwl optegol, yr allwedd i wireddu trosi signal ffotodrydanol yw'r ffotodetector. Er mwyn cwrdd â'r cynlluniau hyn yn derfynol, pa fath o anghenion sydd angen i chi eu diwallu o'r “craidd”?
Mae angen gweithredu 4λx25GbE ar yr ateb 100G CWDM4, mae angen gweithredu 8λx50GbE ar yr ateb 400G CWDM8, ac mae datrysiad 400G CWDM4 yn gofyn am weithredu 4λx100GbE. dyfeisiau 25Gbd a 53Gbd. Mae cynllun 400G CWDM4 yn mabwysiadu'r cynllun modiwleiddio PAM4, sydd hefyd yn ei gwneud yn ofynnol i'r ddyfais fod â chyfradd modiwleiddio o 53Gbd neu fwy.
Mae cyfradd modiwleiddio'r ddyfais yn cyfateb i led band y ddyfais. Ar gyfer modiwl optegol band 1310nm 100G, mae arae synhwyrydd neu synhwyrydd InGaAs lled band 25GHz yn ddigonol.