“Jaringan” telah menjadi “kebutuhan” bagi sebagian besar masyarakat masa kini.
Alasan mengapa era jaringan yang nyaman seperti ini bisa datang, “teknologi komunikasi serat optik” dapat dikatakan sangat diperlukan.
Pada tahun 1966, sorgum Cina Inggris mengusulkan konsep serat optik, yang memicu klimaks pengembangan komunikasi serat optik di seluruh dunia. Sistem gelombang cahaya generasi pertama yang beroperasi pada 0,8 μm pada tahun 1978 secara resmi digunakan secara komersial, dan gelombang cahaya generasi kedua sistem komunikasi yang menggunakan serat multimode pada awalnya dengan cepat diperkenalkan pada awal 1980-an. Pada tahun 1990, sistem gelombang optik generasi ketiga yang beroperasi pada 2,4 Gb/s dan 1,55 μm mampu menyediakan layanan komunikasi komersial.
Sorgum “bapak serat”, yang memberikan kontribusi terobosan pada “transmisi cahaya dalam serat untuk komunikasi optik,” dianugerahi Hadiah Nobel Fisika tahun 2009.
Komunikasi serat optik kini telah menjadi salah satu pilar utama komunikasi modern, memainkan peran penting dalam jaringan telekomunikasi modern. Hal ini juga dipandang sebagai simbol penting dari revolusi teknologi baru di dunia dan sarana utama transmisi informasi dalam masyarakat informasi masa depan.
Dalam beberapa tahun terakhir, pasar aplikasi big data, komputasi awan, 5G, Internet of Things, dan kecerdasan buatan telah berkembang pesat. Pasar aplikasi tak berawak yang akan datang membawa pertumbuhan eksplosif pada lalu lintas data. Interkoneksi pusat data secara bertahap berkembang menjadi penelitian komunikasi optik. titik panas.
Di dalam pusat data besar Google
Pusat data saat ini tidak lagi hanya satu atau beberapa ruang komputer, tetapi sekumpulan cluster pusat data. Untuk mencapai fungsi normal berbagai layanan Internet dan pasar aplikasi, pusat data perlu bekerja sama. Waktu nyata dan interaksi informasi yang masif antar pusat data telah menciptakan permintaan akan jaringan interkoneksi pusat data, dan komunikasi serat optik telah menjadi sarana yang diperlukan untuk mencapai interkoneksi.
Tidak seperti peralatan transmisi jaringan akses telekomunikasi tradisional, interkoneksi pusat data perlu menghasilkan lebih banyak informasi dan transmisi yang lebih padat, yang memerlukan peralatan switching untuk memiliki kecepatan lebih tinggi, konsumsi daya lebih rendah, dan miniaturisasi lebih banyak.Salah satu faktor inti yang menentukan apakah kemampuan ini dapat dicapai dicapai adalah modul transceiver optik.
Beberapa pengetahuan dasar tentang modul transceiver optik
Jaringan informasi terutama menggunakan serat optik sebagai media transmisi, tetapi perhitungan dan analisis saat ini juga harus didasarkan pada sinyal listrik, dan modul transceiver optik adalah perangkat inti untuk mewujudkan konversi fotolistrik.
Komponen inti dari modul optik adalah Pemancar (Submodul Pemancar Cahaya)/Penerima (Submodul Penerima Cahaya) atau Transceiver (Modul Transceiver Optik), chip listrik, dan juga mencakup komponen pasif seperti lensa, splitter, dan penggabung. Komposisi sirkuit periferal.
Di ujung transmisi: sinyal listrik diubah menjadi sinyal optik oleh Transimitter, dan kemudian dimasukkan ke serat optik oleh adaptor optik; Di sisi penerima: sinyal optik dalam serat optik diterima oleh Penerima melalui adaptor optik dan diubah menjadi sinyal listrik dan dikirim ke unit komputasi untuk diproses.
Skema modul transceiver optik
Dengan berkembangnya teknologi integrasi optoelektronik, bentuk kemasan modul transceiver optik juga mengalami beberapa perubahan. Sebelum industri modul optik terbentuk, modul ini dikembangkan oleh produsen peralatan telekomunikasi besar pada masa-masa awal. Antarmukanya bervariasi dan tidak dapat digunakan secara universal. Hal ini membuat modul transceiver optik tidak dapat dipertukarkan. Untuk pengembangan industri, “Perjanjian Multi Sumber (MSA)” akhir dibuat. Dengan standar MSA, perusahaan yang secara mandiri fokus pada pengembangan Transceiver mulai bermunculan, dan industri pun bangkit.
Modul transceiver optik dapat dibagi menjadi SFP, XFP, QSFP, CFP, dll. Sesuai dengan bentuk paketnya:
· SFP (Small Form-factor Pluggable) adalah standar modul transceiver yang ringkas dan dapat dicolokkan untuk aplikasi telekomunikasi dan datacom yang mendukung kecepatan transfer hingga 10Gbps.
XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) adalah modul transceiver pluggable faktor bentuk kecil dengan kecepatan 10G yang mendukung beberapa protokol komunikasi seperti 10G Ethernet, 10G Fibre Channel, dan SONETOC-192. Transceiver XFP dapat digunakan dalam komunikasi data dan pasar telekomunikasi dan menawarkan karakteristik konsumsi daya yang lebih baik dibandingkan transceiver 10Gbps lainnya.
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable) adalah standar transceiver yang ringkas dan dapat dicolokkan untuk aplikasi komunikasi data berkecepatan tinggi. Menurut kecepatannya, QSFP dapat dibagi menjadi modul optik 4×1G QSFP, 4×10GQSFP+, 4×25G QSFP28. Saat ini QSFP28 telah banyak digunakan di pusat data global.
· CFP (Centum gigabits Form Pluggable) didasarkan pada modul komunikasi pemisahan optik gelombang padat standar dengan kecepatan transmisi 100-400 Gbps. Ukuran modul CFP lebih besar dibandingkan dengan SFP/XFP/QSFP, dan umumnya digunakan untuk transmisi jarak jauh seperti jaringan area metropolitan.
Modul transceiver optik untuk komunikasi pusat data
Komunikasi pusat data dapat dibagi menjadi tiga kategori menurut jenis koneksinya:
(1) Pusat data kepada pengguna dihasilkan oleh perilaku pengguna akhir seperti menjelajahi halaman web, mengirim dan menerima email dan streaming video dengan mengakses cloud;
(2) Interkoneksi pusat data, terutama digunakan untuk replikasi data, peningkatan perangkat lunak dan sistem;
(3) Di dalam pusat data, ini terutama digunakan untuk penyimpanan informasi, pembuatan dan penambangan. Menurut perkiraan Cisco, komunikasi internal pusat data menyumbang lebih dari 70% komunikasi pusat data, dan perkembangan konstruksi pusat data telah melahirkan pengembangan modul optik berkecepatan tinggi.
Lalu lintas data terus tumbuh, dan tren pusat data yang berskala besar dan mendatar mendorong pengembangan modul optik dalam dua aspek:
· Peningkatan persyaratan laju transmisi
· Peningkatan kuantitas permintaan
Saat ini, persyaratan modul optik pusat data global telah berubah dari modul optik 10/40G menjadi modul optik 100G. Promosi Alibaba Cloud Tiongkok akan menjadi tahun pertama penerapan modul optik 100G dalam skala besar pada tahun 2018. Diharapkan dapat ditingkatkan Modul optik 400G pada tahun 2019.
Jalur evolusi modul cloud Ali
Tren pusat data berskala besar telah menyebabkan peningkatan kebutuhan jarak transmisi. Jarak transmisi serat multimode dibatasi oleh peningkatan kecepatan sinyal dan diharapkan secara bertahap digantikan oleh serat mode tunggal. Biaya sambungan serat terdiri dari dua bagian: modul optik dan serat optik. Untuk jarak yang berbeda, terdapat solusi penerapan yang berbeda. Untuk interkoneksi jarak menengah hingga jarak jauh yang diperlukan untuk komunikasi pusat data, ada dua solusi revolusioner yang lahir dari MSA:
· PSM4（Mode Tunggal Paralel 4 jalur）
· CWDM4 （Multiplexer Divisi Panjang Gelombang Kasar 4 jalur）
Diantaranya, penggunaan fiber PSM4 empat kali lipat dari CWDM4. Ketika jarak tautannya panjang, biaya solusi CWDM4 relatif rendah. Dari tabel di bawah ini, kita dapat melihat perbandingan solusi modul optik pusat data 100G:
Saat ini, penerapan teknologi modul optik 400G telah menjadi fokus industri. Fungsi utama modul optik 400G adalah untuk meningkatkan throughput data dan memaksimalkan bandwidth dan kepadatan port pusat data. penguatan, kebisingan rendah, miniaturisasi dan integrasi, untuk memenuhi kebutuhan jaringan nirkabel generasi mendatang dan aplikasi komunikasi pusat data skala ultra-besar.
Modul optik 400G awal menggunakan metode modulasi sinyal 25G NRZ (Non-Returnto Zero) 16 saluran dalam paket CFP8. Keuntungannya adalah teknologi modulasi sinyal 25G NRZ yang matang pada modul optik 100G dapat dipinjam, tetapi kelemahannya adalah bahwa 16 sinyal perlu ditransmisikan secara paralel, dan konsumsi daya serta volumenya relatif besar, yang tidak cocok untuk aplikasi pusat data. Dalam modul optik 400G saat ini, 8 saluran 53G NRZ atau 4 saluran 106G PAM4 (4 Pulsa Modulasi Amplitudo) modulasi sinyal terutama digunakan untuk mewujudkan transmisi sinyal 400G.
Dalam hal pengemasan modul, digunakan OSFP atau QSFP-DD, dan kedua paket dapat menyediakan 8 antarmuka sinyal listrik. Sebagai perbandingan, paket QSFP-DD berukuran lebih kecil dan lebih cocok untuk aplikasi pusat data; paket OSFP berukuran sedikit lebih besar dan mengkonsumsi lebih banyak daya, sehingga lebih cocok untuk aplikasi telekomunikasi.
Analisis kekuatan “inti” modul optik 100G/400G
Kami telah memperkenalkan secara singkat penerapan modul optik 100G dan 400G. Berikut dapat dilihat pada diagram skema solusi 100G CWDM4, solusi 400G CWDM8 dan solusi 400G CWDM4:
Skema 100G CWDM4
Skema 400G CWDM8
Skema 400G CWDM4
Dalam modul optik, kunci untuk mewujudkan konversi sinyal fotolistrik adalah fotodetektor. Untuk akhirnya memenuhi rencana ini, kebutuhan seperti apa yang perlu Anda penuhi dari “inti”?
Solusi 100G CWDM4 memerlukan implementasi 4λx25GbE, solusi 400G CWDM8 memerlukan implementasi 8λx50GbE, dan solusi 400G CWDM4 memerlukan implementasi 4λx100GbE. Sesuai dengan metode modulasi, skema 100G CWDM4 dan 400G CWDM8 mengadopsi modulasi NRZ, yang masing-masing sesuai dengan laju modulasi Perangkat 25Gbd dan 53Gbd. Skema 400G CWDM4 mengadopsi skema modulasi PAM4, yang juga mengharuskan perangkat memiliki tingkat modulasi 53Gbd atau lebih.
Tingkat modulasi perangkat sesuai dengan bandwidth perangkat. Untuk modul optik 100G pita 1310nm, detektor InGaAs atau rangkaian detektor bandwidth 25GHz sudah cukup.