"Тармак" көпчүлүк заманбап адамдар үчүн "зарыл" болуп калды.
Мындай ыңгайлуу тармак доорунун келип калышынын себеби, “була-оптикалык байланыш технологиясы” өтө зарыл деп айтууга болот.
1966-жылы британиялык кытай соргосу оптикалык була концепциясын сунуш кылган, бул дүйнө жүзү боюнча оптикалык була байланышын өнүктүрүүнүн туу чокусун тутанткан. 1978-жылы 0,8 микрондо иштеген жарык толкун системаларынын биринчи мууну расмий түрдө коммерциялык колдонууга киргизилген, ал эми жарык толкунунун экинчи мууну 1980-жылдардын башында мультимодуалдык буланы колдонгон байланыш системалары тез эле ишке киргизилген. 1990-жылга чейин 2,4 Гб/с жана 1,55 мкм ылдамдыкта иштеген үчүнчү муундагы оптикалык толкун системасы коммерциялык байланыш кызматтарын көрсөтө алган.
"Оптикалык байланыш үчүн буладагы жарыкты өткөрүүгө" чоң салым кошкон "була атасы" сорго 2009-жылы физика боюнча Нобель сыйлыгына татыктуу болгон.
Оптикалык була байланыш азыр заманбап телекоммуникациялык тармактарда негизги ролду ойноп, заманбап байланыштын негизги түркүктөрүнүн бири болуп калды. Ал ошондой эле дүйнөдөгү жаңы технологиялык революциянын маанилүү символу жана келечектеги маалыматтык коомдо маалымат берүүнүн негизги каражаты катары каралат.
Акыркы жылдары чоң маалыматтардын, булуттагы эсептөөлөрдүн, 5G, нерселердин интернети жана жасалма интеллекттин тиркеме рыногу тездик менен өнүгүп жатат. Келе жаткан пилотсуз тиркемелер рыногу маалымат трафигине жарылуучу өсүштү алып келүүдө. Маалымат борборлорунун өз ара байланышы акырындык менен оптикалык байланыш изилдөөсүнө айланды. ысык жер.
Google'дун чоң маалымат борборунун ичинде
Учурдагы маалымат борбору мындан ары бир же бир нече компьютер бөлмөлөрү эмес, маалымат борборунун кластерлеринин жыйындысы. Ар кандай интернет кызматтарынын жана тиркеме базарларынын нормалдуу иштешине жетишүү үчүн, маалымат борборлору чогуу иштеши керек. Реалдуу убакыт режиминде жана маалымат борборлорунун ортосундагы маалыматтын массалык өз ара аракеттенүүсү маалымат борборлорунун өз ара байланыш тармактарына суроо-талапты жаратты, ал эми оптикалык була байланышы өз ара байланышка жетүү үчүн зарыл каражат болуп калды.
Салттуу телекоммуникация жетүү тармагын берүү жабдууларынан айырмаланып, маалымат борборлорунун өз ара байланышы көбүрөөк маалыматка жана тыгызыраак өткөрүүгө жетишүү керек, бул үчүн коммутациялык жабдуулар жогорку ылдамдыкта, азыраак энергия керектөөдө жана көбүрөөк miniaturization.One бул мүмкүнчүлүктөрдү аныктоочу негизги факторлордун бири болушу керек. жетишилген оптикалык кабыл алгыч модулу болуп саналат.
Оптикалык трансивер модулдары жөнүндө кээ бир негизги билим
Маалымат тармагы негизинен өткөргүч катары оптикалык буланы колдонот, бирок учурдагы эсептөө жана талдоо да электрдик сигналдарга негизделиши керек жана оптикалык transceiver модулу фотоэлектрдик конверсияны ишке ашыруу үчүн негизги түзүлүш болуп саналат.
Оптикалык модулдун негизги компоненттери болуп Transitter (Жарык чыгаруучу субмодуль)/Кабыл алуучу (Жарыкты кабыл алуучу субмодуль) же Transceiver (Оптикалык Transceiver модулу), электр чип, ошондой эле линзалар, бөлгүчтөр жана комбайндар сыяктуу пассивдүү компоненттер кирет. Перифериялык схеманын курамы.
Өткөрүүчү аягында: электрдик сигнал Transitter тарабынан оптикалык сигналга айландырылат, андан кийин оптикалык адаптер аркылуу оптикалык булага киргизилет; Кабыл алуучу учунда: оптикалык буладагы оптикалык сигнал оптикалык адаптер аркылуу кабыл алуучу тарабынан кабыл алынат. жана электрдик сигналга айландырылат жана иштетүү үчүн эсептөөчү блокко жөнөтүлөт.
Оптикалык трансивер модулунун схемасы
Оптоэлектрондук интеграциялык технологиянын өнүгүшү менен оптикалык трансивер модулунун таңгак формасы да айрым өзгөрүүлөргө дуушар болгон. Оптикалык модулдук өнөр жай түзүлө электе, ал алгачкы күндөрү негизги телекоммуникация жабдууларын өндүрүүчүлөр тарабынан иштелип чыккан. Интерфейстер ар түрдүү болгон жана аларды жалпы колдонууга мүмкүн эмес болчу. Бул оптикалык transceiver модулдарын алмаштырылышы мүмкүн эмес кылды. өнөр жайын өнүктүрүү үчүн, акыркы "Multi Source Келишим (MSA)" пайда болду. MSA стандарты менен өз алдынча Transceiverди иштеп чыгууга багытталган компаниялар пайда боло баштады жана өнөр жай көтөрүлдү.
Оптикалык кабыл алгыч модулу пакет формасына ылайык SFP, XFP, QSFP, CFP ж.б. бөлүүгө болот:
· SFP (Small Form-factor Pluggable) – бул 10 Гбит/сек ылдамдыкка чейинки өткөрүү ылдамдыгын колдогон телеком жана датаком тиркемелери үчүн компакттуу, сайыла турган трансивер модулунун стандарты.
XFP (10 Гигабит Small Form Factor Pluggable) бул 10G Ethernet, 10G Fiber Channel жана SONETOC-192.XFP трансиверлери сыяктуу бир нече байланыш протоколдорун колдогон 10G ылдамдыгы чакан форма фактору кошулуучу кабыл алгыч модулу. телекоммуникациялык рыноктордо жана башка 10 Гбит/сек кабыл алгычтарга караганда жакшыраак энергия керектөө өзгөчөлүктөрүн сунуштайт.
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable) – бул жогорку ылдамдыктагы маалымат байланыш тиркемелери үчүн компакттуу, сайыла турган трансивер стандарты. Ылдамдыгына жараша QSFP 4×1G QSFP, 4×10GQSFP+, 4×25G QSFP28 оптикалык модулдарына бөлүнөт. Учурда QSFP28 дүйнөлүк маалымат борборлорунда кеңири колдонулуп келет.
· CFP (Centum gigabits Form Pluggable) 100-400 Гбит/сек өткөрүү ылдамдыгы менен стандартташтырылган тыгыз толкун оптикалык бөлүүчү байланыш модулуна негизделген. CFP модулунун өлчөмү SFP/XFP/QSFPдикинен чоңураак жана жалпысынан метрополитан тармагы сыяктуу алыс аралыкка берүү үчүн колдонулат.
Маалымат борборунун байланышы үчүн оптикалык трансивер модулу
Байланыштын түрүнө жараша маалымат борборунун байланышы үч категорияга бөлүнөт:
(1) Колдонуучуга берилүүчү маалымат борбору акыркы колдонуучунун веб-баракчасын карап чыгуу, булутка кирүү аркылуу электрондук каттарды жана видео агымдарды жөнөтүү жана кабыл алуу сыяктуу жүрүм-туруму менен түзүлөт;
(2) Маалымат борборлорунун өз ара байланышы, негизинен маалыматтарды репликациялоо, программалык камсыздоо жана системаны жаңылоо үчүн колдонулат;
(3) маалымат борборунун ичинде, ал негизинен маалыматты сактоо, өндүрүү жана тоо-кен казып алуу үчүн колдонулат. Cisco прогнозуна ылайык, дата борборунун ички байланышы дата борборунун байланышынын 70%дан ашыгын түзөт жана маалымат борборунун курулушунун өнүгүшү жогорку ылдамдыктагы оптикалык модулдардын өнүгүшүнө шарт түздү.
Маалымат трафиги өсүүнү улантууда жана маалымат борборунун масштабдуу жана тегиздөө тенденциясы оптикалык модулдарды эки аспектиде өнүктүрүүгө түрткү берет:
· Өткөрүү ылдамдыгына талаптарды жогорулатуу
· Сандык суроо-талаптын өсүшү
Азыркы учурда, глобалдык маалымат борборунун оптикалык модулдарынын талаптары 10/40G оптикалык модулдарынан 100G оптикалык модулдарына чейин өзгөрдү. Кытайдын Alibaba Cloud Promotion 2018-жылы 100G оптикалык модулдарын масштабдуу колдонуунун биринчи жылы болуп калат. Аны жаңылоо күтүлүүдө. 2019-жылы 400G оптикалык модулдары.
Али булут модулунун эволюция жолу
Ири масштабдуу маалымат борборлорунун тенденциясы берүү аралыкка болгон талаптардын өсүшүнө алып келди. multimode жипчелерин берүү расстояние сигнал ылдамдыгынын өсүшү менен чектелет жана бара-бара бир режими fibers.The була шилтеменин наркы менен алмаштырылышы күтүлүүдө эки бөлүктөн турат: оптикалык модулу жана оптикалык була. Ар кандай аралыктар үчүн ар кандай колдонулуучу чечимдер бар. Маалымат борборунун байланышы үчүн талап кылынган орто жана алыс аралык аралыктар үчүн, MSAдан жаралган эки революциялык чечим бар:
· PSM4（Parallel Single Mode 4 Lane）
· CWDM4（Корсо толкун узундугун бөлүүчү мультиплексер 4 тилкелүү）
Алардын арасында, PSM4 була пайдалануу CWDM4 төрт эсе көп. Шилтеменин алыстыгы узак болгондо, CWDM4 чечиминин баасы салыштырмалуу төмөн. Төмөнкү таблицадан биз маалымат борборунун 100G оптикалык модулунун чечимдерин салыштырууну көрө алабыз:
Бүгүнкү күндө, 400G оптикалык модулдарды ишке ашыруу технологиясы өнөр жайы басым болуп калды. 400G оптикалык модулдун негизги милдети маалымат өткөрүү жөндөмдүүлүгүн жакшыртуу жана маалымат центринин өткөрүү жөндөмдүүлүгүн жана порт тыгыздыгын максималдуу жогорулатуу болуп саналат. пайда, аз ызы-чуу, кичирейтүү жана интеграция, кийинки муундагы зымсыз тармактардын жана ультра масштабдуу маалымат борборунун байланыш тиркемелеринин муктаждыктарын канааттандыруу үчүн.
Алгачкы 400G оптикалык модулу CFP8 пакетинде 16 каналдуу 25G NRZ (Returnto Zero) сигналды модуляциялоо ыкмасын колдонгон. Артыкчылыгы 100G оптикалык модулунда жетилген 25G NRZ сигнал модуляциясынын технологиясын карызга алууга болот, бирок жетишпеген жагы 16 сигнал параллелдүү берилиши керек, ал эми энергияны керектөө жана көлөмү салыштырмалуу чоң, бул маалымат борборунун колдонмолору үчүн ылайыктуу эмес. Учурдагы 400G оптикалык модулунда 8 каналдуу 53G NRZ же 4 каналдуу 106G PAM4 (4 Импульс) Амплитудалык модуляция) сигнал модуляциясы негизинен 400G сигналды өткөрүү үчүн колдонулат.
Модулдун таңгактоосу жагынан OSFP же QSFP-DD колдонулат жана эки пакет тең 8 электрдик сигнал интерфейсин камсыздай алат. Салыштыруу үчүн, QSFP-DD пакетинин көлөмү кичине жана маалымат борборунун колдонмолору үчүн ылайыктуу; OSFP пакетинин көлөмү бир аз чоңураак жана көбүрөөк энергия керектейт, бул телекоммуникациялык колдонмолор үчүн ылайыктуураак кылат.
100G/400G оптикалык модулдарынын "негизги" күчүн талдаңыз
Биз 100G жана 400G оптикалык модулдарын ишке ашырууну кыскача тааныштырдык. Төмөнкүлөрдү 100G CWDM4 чечиминин, 400G CWDM8 чечиминин жана 400G CWDM4 чечиминин схемалык диаграммаларынан көрүүгө болот:
100G CWDM4 схемасы
400G CWDM8 схемасы
400G CWDM4 схемасы
Оптикалык модулда фотоэлектрдик сигналды өзгөртүүнү ишке ашыруунун ачкычы фотодетектор болуп саналат. Бул пландарды акыры орундатуу үчүн «өзөктөн» кандай муктаждыктарды канааттандыруу керек?
100G CWDM4 чечими 4λx25GbE ишке ашырууну талап кылат, 400G CWDM8 чечими 8λx50GbE ишке ашырууну талап кылат жана 400G CWDM4 чечими 4λx100GbE ишке ашырууну талап кылат модуляция ылдамдыгына 25Gbd жана 53Gbd түзмөктөрү. 400G CWDM4 схемасы PAM4 модуляция схемасын кабыл алат, ал ошондой эле аппараттын модуляция ылдамдыгы 53Gbd же андан көп болушун талап кылат.
Түзмөктүн модуляциясынын ылдамдыгы аппараттын өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө туура келет. 1310нм диапазондогу 100G оптикалык модулу үчүн өткөрүү жөндөмдүүлүгү 25 ГГц InGaAs детектору же детектордук массив жетиштүү.