"Sarea" "beharra" bihurtu da gaur egungo jende gehienentzat.
Sare aro erosoa etor daitekeen arrazoia, "zuntz optikoko komunikazio-teknologia" ezinbestekoa dela esan daiteke.
1966an, britainiar txinatar sorgoak zuntz optikoaren kontzeptua proposatu zuen, eta horrek mundu osoan zuntz optikoko komunikazioa garatzeko gorena piztu zuen. 1978an 0,8 μm-tan funtzionatzen zuten argi-uhin sistemen lehen belaunaldia ofizialki erabilera komertziala jarri zuten, eta argi-uhinen bigarren belaunaldia. 1990. urterako, 2,4 Gb/s eta 1,55 μm-ko uhin optikoko hirugarren belaunaldiko sistemak komunikazio-zerbitzu komertzialak eskaintzeko gai izan zen.
“Zuntzaren aita” sorgoari, “komunikazio optikorako zuntz bidezko argiaren transmisioari” ekarpena egin zuena, 2009ko Fisikako Nobel Saria jaso zuen.
Zuntz optikoko komunikazioa gaur egun komunikazio modernoaren zutabe nagusietako bat bihurtu da, eta funtsezko zeregina du telekomunikazio sare modernoetan. Era berean, munduko iraultza teknologiko berriaren ikur garrantzitsu gisa ikusten da eta etorkizuneko informazioaren gizartean informazioa transmititzeko bide nagusi gisa.
Azken urteotan, big data, hodeiko informatika, 5G, Gauzen Internet eta adimen artifizialaren aplikazioen merkatua azkar garatu da. Heltzen ari den tripulaziorik gabeko aplikazioen merkatuak hazkunde lehergarria dakar datu trafikoan. Datu zentroen interkonexioa pixkanaka komunikazio optikoko ikerketa bihurtu da. puntu beroa.
Google-ren datu-zentro handiaren barruan
Gaur egungo datu-zentroa jada ez da ordenagailu gela bakarra edo gutxi batzuk, datu-zentroen kluster multzo bat baizik. Interneteko zerbitzu eta aplikazio-merkatu ezberdinen lan normala lortzeko, datu-zentroek elkarrekin lan egin behar dute. Denbora errealean eta datu-zentroen arteko informazioaren interakzio masiboak datu-zentroen interkonexio-sareen eskaria sortu du, eta zuntz optikoko komunikazioa interkonexioa lortzeko beharrezko bitarteko bihurtu da.
Telekomunikazioetarako sarbide-sareko transmisio-ekipamendu tradizionalak ez bezala, datu-zentroen interkonexioak informazio gehiago eta transmisio trinkoagoa lortu behar du, eta horrek behar du aldatzeko ekipoak abiadura handiagoa izatea, potentzia-kontsumo txikiagoa eta miniaturizazio handiagoa izatea. Gaitasun horiek izan daitezkeen ala ez zehazten duten oinarrizko faktoreetako bat. lortzen da transzisore optikoko modulua.
Transceptor optikoko moduluei buruzko oinarrizko ezagutza batzuk
Informazio-sareak batez ere zuntz optikoa erabiltzen du transmisio-euskarri gisa, baina egungo kalkulua eta analisia seinale elektrikoetan ere oinarritu behar dira, eta transceptor optikoa konbertsio fotoelektrikoa gauzatzeko oinarrizko gailua da.
Modulu optikoaren oinarrizko osagaiak Transmitter (Argia Igortzeko Azpimodulua) / Hartzailea (Argia Jasotzeko Azpimodulua) edo Transceiver (Optical Transceiver Module) dira, txip elektrikoa, eta osagai pasiboak ere barne hartzen dituzte, hala nola, lenteak, zatitzaileak eta konbinatzaileak. Zirkuitu periferikoen osaera.
Igorlearen muturrean: seinale elektrikoa seinale optiko batean bihurtzen da Transmitter-ek, eta, ondoren, zuntz optikora sartzen da egokitzaile optikoaren bidez; Hartzailearen muturrean: zuntz optikoko seinale optikoa Hartzaileak egokitzaile optikoaren bidez jasotzen du. eta seinale elektriko bihurtu eta informatika-unitatera bidaltzen da prozesatzeko.
Transceptor optikoko moduluaren eskema
Integrazio optoelektronikoaren teknologiaren garapenarekin, transceptor optikoko moduluaren ontziratzeko formak ere aldaketa batzuk izan ditu. Modulu optikoen industria sortu aurretik, telekomunikazio ekipamenduen fabrikatzaile nagusiek garatu zuten lehen egunetan. Interfazeak askotarikoak ziren eta ezin ziren unibertsalki erabili. Honek transzeitore optikoko moduluak ez ziren trukagarriak bihurtu. Industriaren garapenerako, azken "Multi Source Agreement (MSA)" sortu zen. MSA estandarrarekin, Transceiver garatzeko modu independentean zentratu ziren enpresak sortzen hasi ziren, eta industriak gora egin zuen.
Transceptor optikoko modulua SFP, XFP, QSFP, CFP eta abarretan banatu daiteke paketearen formularioaren arabera:
· SFP (Small Form-Factor Pluggable) 10 Gbps-ko transferentzia-tasa onartzen dituen telekomunikazio eta datu-komunikazioetarako aplikazioetarako transceptor modulu trinko eta konektagarri bat da.
XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) 10G-tasa txikiko forma-faktorea entxufagarria den transceptor modulu bat da, eta hainbat komunikazio-protokolo onartzen ditu, hala nola 10G Ethernet, 10G Fibre Channel eta SONETOC-192.XFP transceptores datu-komunikazioetan erabil daitezke eta telekomunikazioen merkatuak eta 10 Gbps-ko beste transceptore batzuek baino energia-kontsumoaren ezaugarri hobeak eskaintzen dituzte.
QSFP (Quad Small Form-Factor Pluggable) abiadura handiko datu-komunikazioko aplikazioetarako transceptor estandar trinko eta konektagarria da. Abiaduraren arabera, QSFP 4 × 1G QSFP, 4 × 10GQSFP +, 4 × 25G QSFP28 modulu optikoetan bana daiteke. Gaur egun QSFP28 oso erabilia izan da datu-zentro globaletan.
· CFP (Centum gigabits Form Pluggable) 100-400 Gbps-ko transmisio-tasa duen uhin trinko optiko zatiketa komunikazio-modulu estandarizatu batean oinarritzen da. CFP moduluaren tamaina SFP/XFP/QSFPrena baino handiagoa da, eta, oro har, distantzia luzeko transmisiorako erabiltzen da, hala nola metropoli-sare batean.
Transceptor optikoko modulua datu-zentroko komunikaziorako
Datu zentroko komunikazioa hiru kategoriatan bana daiteke konexio motaren arabera:
(1) Erabiltzailearentzako datu-zentroa azken erabiltzailearen portaerak sortzen du, hala nola web-orrian arakatzean, mezu elektronikoak eta bideo-korronteak bidali eta jasotzea hodeian sartuta;
(2) Datu-zentroen interkonexioa, batez ere datuen erreplikaziorako, softwarerako eta sistema eguneratzeko erabiltzen dena;
(3) Datu-zentroaren barruan, batez ere informazioa biltegiratzeko, sortzeko eta meatzaritzarako erabiltzen da. Ciscoren iragarpenaren arabera, datu-zentroaren barne-komunikazioak datu-zentroaren komunikazioaren % 70 baino gehiago hartzen du, eta datu-zentroen eraikuntzaren garapenak abiadura handiko modulu optikoen garapena eragin du.
Datu-trafikoak hazten jarraitzen du, eta datu-zentroaren eskala handiko eta berdintzeko joerak bi alderditan bultzatzen du modulu optikoen garapena:
· Transmisio-abiadura-eskakizunak handitzea
· Kantitate-eskaria handitzea
Gaur egun, datu-zentroko modulu optiko globalen eskakizunak 10/40G modulu optikoetatik 100G modulu optikoetara aldatu dira. Txinako Alibaba Cloud Promotion 100G modulu optikoen eskala handiko aplikazioaren lehen urtea izango da 2018an. Berritzea espero da. 400G modulu optikoak 2019an.
Ali hodeiko moduluaren bilakaera bidea
Eskala handiko datu-zentroen joerak transmisio-distantzia-eskakizunak handitzea ekarri du. Modu anitzeko zuntzen transmisio-distantzia seinale-tasa handitzeak mugatzen du eta pixkanaka-pixkanaka modu bakarreko zuntzekin ordezkatzea espero da.Zuntz loturaren kostua bi zatiz osatuta dago: modulu optikoa eta zuntz optikoa. Distantzia desberdinetarako, irtenbide aplikagarri desberdinak daude. Datu-zentroko komunikaziorako beharrezkoa den distantzia ertain eta luzerako interkonexiorako, bi irtenbide iraultzaile daude MSAtik:
· PSM4 (Modu bakarre paraleloa 4 errei)
· CWDM4 (uhin-luzera lodia zatitzeko multiplexagailua 4 bide)
Horien artean, PSM4 zuntzaren erabilera CWDM4aren lau aldiz handiagoa da. Estekaren distantzia luzea denean, CWDM4 irtenbidearen kostua nahiko baxua da. Beheko taulan, datu-zentroko 100G modulu optikoko soluzioen konparaketa ikus dezakegu:
Gaur egun, 400G modulu optikoen ezarpen-teknologia industriaren ardatz bihurtu da. 400G modulu optikoaren funtzio nagusia datuen transmisioa hobetzea eta datu-zentroaren banda-zabalera eta ataka-dentsitatea maximizatzea da. Etorkizuneko joera zabala lortzea da. irabazia, zarata baxua, miniaturizazioa eta integrazioa, hurrengo belaunaldiko haririk gabeko sareen eta eskala ultra-handiko datu-zentroen komunikazio-aplikazioen beharrak asetzeko.
Hasierako 400G modulu optikoak 16 kanaleko 25G NRZ (Itzulerarik gabeko Zero) seinalearen modulazio metodoa erabili zuen CFP8 pakete batean. Abantaila da 100G modulu optikoaren gainean heldu den 25G NRZ seinalearen modulazio teknologia mailegatu daitekeela, baina desabantaila da. 16 seinale paraleloan transmititu behar direla, eta potentzia-kontsumoa eta bolumena nahiko handiak dira, eta hori ez da egokia datu-zentroko aplikazioetarako.Gaur egungo 400G modulu optikoan, 8 kanaleko 53G NRZ edo 4 kanaleko 106G PAM4 (4 Pulse Anplitudearen modulazioa) seinalearen modulazioa 400G seinalearen transmisioa lortzeko erabiltzen da batez ere.
Moduluen bilketari dagokionez, OSFP edo QSFP-DD erabiltzen da, eta bi paketeek 8 seinale elektriko interfaze eman ditzakete.Konparatuz, QSFP-DD paketea tamaina txikiagoa da eta datu-zentroko aplikazioetarako egokiagoa da; OSFP paketea tamaina apur bat handiagoa da eta energia gehiago kontsumitzen du, telekomunikazio-aplikazioetarako egokiago bihurtuz.
Aztertu 100G/400G modulu optikoen "nukleoa" potentzia
100G eta 400G modulu optikoen ezarpena laburki aurkeztu dugu. 100G CWDM4 irtenbidearen, 400G CWDM8 soluzioaren eta 400G CWDM4 soluzioaren diagrama eskematikoetan ikus daiteke:
100G CWDM4 eskema
400G CWDM8 eskema
400G CWDM4 eskema
Modulu optikoan, seinale fotoelektrikoa bihurtzeko gakoa fotodetektagailua da. Plan horiek behin betiko betetzeko, zer nolako beharrak bete behar dituzu “muinetik”?
100G CWDM4 irtenbideak 4λx25GbE inplementazioa behar du, 400G CWDM8 soluzioak 8λx50GbE inplementazioa eta 400G CWDM4 soluzioak 4λx100GbE inplementazioa behar du. 25 Gbd eta 53 Gbd gailuak. 400G CWDM4 eskemak PAM4 modulazio-eskema hartzen du, gailuak 53 Gbd-ko edo gehiagoko modulazio-tasa ere eskatzen duena.
Gailuaren modulazio-tasa gailuaren banda-zabalerari dagokio. 1310nm bandako 100G modulu optiko baterako, 25GHz InGaAs detektagailu edo detektagailu-matrizea nahikoa da.