"नेटवर्क" ही बहुतेक समकालीन लोकांसाठी "आवश्यकता" बनली आहे.
असे सोयीचे नेटवर्क युग का येऊ शकते याचे कारण, “फायबर-ऑप्टिक कम्युनिकेशन तंत्रज्ञान” अपरिहार्य आहे असे म्हणता येईल.
1966 मध्ये, ब्रिटीश चीनी ज्वारीने ऑप्टिकल फायबरची संकल्पना मांडली, ज्याने जगभरात ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन विकसित करण्याचा कळस प्रज्वलित केला. 1978 मध्ये 0.8 μm वर कार्यरत असलेल्या लाईटवेव्ह सिस्टमची पहिली पिढी अधिकृतपणे व्यावसायिक वापरात आणली गेली आणि लाइटवेव्हची दुसरी पिढी. सुरुवातीच्या काळात मल्टीमोड फायबरचा वापर करणारी संप्रेषण प्रणाली 1980 च्या दशकाच्या सुरुवातीस त्वरीत सुरू करण्यात आली. 1990 पर्यंत, 2.4 Gb/s आणि 1.55 μm वर कार्य करणारी तिसरी-पिढी ऑप्टिकल वेव्ह प्रणाली व्यावसायिक संप्रेषण सेवा प्रदान करण्यास सक्षम होती.
"फायबरचे जनक" ज्वारी, ज्यांनी "ऑप्टिकल कम्युनिकेशनसाठी फायबरमध्ये प्रकाशाचे प्रसारण" मध्ये महत्त्वपूर्ण योगदान दिले, त्यांना 2009 चे भौतिकशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक देण्यात आले.
ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन हे आधुनिक संप्रेषणाच्या मुख्य स्तंभांपैकी एक बनले आहे, आधुनिक दूरसंचार नेटवर्कमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावत आहे. जगाच्या नवीन तांत्रिक क्रांतीचे एक महत्त्वाचे प्रतीक आणि भविष्यातील माहिती समाजात माहितीचे प्रसारण करण्याचे मुख्य साधन म्हणूनही याकडे पाहिले जाते.
अलिकडच्या वर्षांत, बिग डेटा, क्लाउड कॉम्प्युटिंग, 5G, इंटरनेट ऑफ थिंग्ज आणि आर्टिफिशियल इंटेलिजन्सचे ॲप्लिकेशन मार्केट झपाट्याने विकसित झाले आहे. मानवरहित ऍप्लिकेशन मार्केट जे येत आहे ते डेटा ट्रॅफिकमध्ये स्फोटक वाढ आणत आहे. डेटा सेंटर इंटरकनेक्शन हळूहळू ऑप्टिकल कम्युनिकेशन संशोधनात विकसित झाले आहे. हॉट स्पॉट.
Google च्या मोठ्या डेटा सेंटरच्या आत
सध्याचे डेटा सेंटर आता फक्त एक किंवा काही कॉम्प्युटर रूम्स राहिलेले नाहीत, तर डेटा सेंटर क्लस्टर्सचा एक संच आहे. विविध इंटरनेट सेवा आणि ऍप्लिकेशन मार्केटचे सामान्य कार्य साध्य करण्यासाठी, डेटा सेंटर्सना एकत्र काम करणे आवश्यक आहे. रिअल-टाइम आणि डेटा सेंटर्समधील माहितीच्या मोठ्या परस्परसंवादामुळे डेटा सेंटर इंटरकनेक्शन नेटवर्कची मागणी निर्माण झाली आहे आणि ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन इंटरकनेक्शन साध्य करण्यासाठी आवश्यक माध्यम बनले आहे.
पारंपारिक टेलिकॉम ऍक्सेस नेटवर्क ट्रान्समिशन उपकरणांच्या विपरीत, डेटा सेंटर इंटरकनेक्शनला अधिक माहिती आणि अधिक घनतेचे ट्रांसमिशन प्राप्त करणे आवश्यक आहे, ज्यासाठी स्विचिंग उपकरणे उच्च गती, कमी उर्जा वापर आणि अधिक सूक्ष्मीकरण आवश्यक आहे. या क्षमता निर्धारित करणार्या मुख्य घटकांपैकी एक आहे. ऑप्टिकल ट्रान्सीव्हर मॉड्यूल साध्य केले आहे.
ऑप्टिकल ट्रान्सीव्हर मॉड्यूल्सबद्दल काही मूलभूत माहिती
माहिती नेटवर्क प्रामुख्याने ऑप्टिकल फायबरचा वापर ट्रान्समिशन माध्यम म्हणून करते, परंतु वर्तमान गणना आणि विश्लेषण देखील इलेक्ट्रिकल सिग्नलवर आधारित असणे आवश्यक आहे आणि ऑप्टिकल ट्रान्सीव्हर मॉड्यूल हे फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण साकारण्याचे मुख्य साधन आहे.
ऑप्टिकल मॉड्यूलचे मुख्य घटक ट्रान्समिटर (लाइट इमिटिंग सबमॉड्यूल)/रिसीव्हर (लाइट रिसीव्हिंग सबमॉड्यूल) किंवा ट्रान्सीव्हर (ऑप्टिकल ट्रान्सीव्हर मॉड्यूल), इलेक्ट्रिकल चिप आहेत आणि त्यात लेन्स, स्प्लिटर आणि कॉम्बिनर्स सारखे निष्क्रिय घटक देखील समाविष्ट आहेत. परिधीय सर्किट रचना.
ट्रान्समिटिंग एंडवर: ट्रान्समिटरद्वारे इलेक्ट्रिकल सिग्नल ऑप्टिकल सिग्नलमध्ये रूपांतरित केले जाते आणि नंतर ऑप्टिकल ॲडॉप्टरद्वारे ऑप्टिकल फायबरमध्ये इनपुट केले जाते; प्राप्त करण्याच्या शेवटी: ऑप्टिकल फायबरमधील ऑप्टिकल सिग्नल रिसीव्हरद्वारे ऑप्टिकल ॲडॉप्टरद्वारे प्राप्त होतो आणि इलेक्ट्रिकल सिग्नलमध्ये रूपांतरित केले आणि प्रक्रियेसाठी संगणकीय युनिटकडे पाठवले.
ऑप्टिकल ट्रान्सीव्हर मॉड्यूल योजनाबद्ध
ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक इंटिग्रेशन तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, ऑप्टिकल ट्रान्सीव्हर मॉड्यूलच्या पॅकेजिंग फॉर्ममध्ये देखील काही बदल झाले आहेत. ऑप्टिकल मॉड्यूल उद्योगाची निर्मिती होण्यापूर्वी, सुरुवातीच्या काळात प्रमुख दूरसंचार उपकरणे निर्मात्यांनी विकसित केली होती. इंटरफेस विविध होते आणि ते सर्वत्र वापरले जाऊ शकत नव्हते. यामुळे ऑप्टिकल ट्रान्सीव्हर मॉड्यूल्स अदलाबदल करण्यायोग्य नाहीत. उद्योगाच्या विकासासाठी, अंतिम “मल्टी सोर्स एग्रीमेंट (MSA)” अस्तित्वात आला. एमएसए मानकांसह, ट्रान्ससीव्हर विकसित करण्यावर स्वतंत्रपणे लक्ष केंद्रित करणाऱ्या कंपन्या उदयास येऊ लागल्या आणि उद्योग वाढला.
ऑप्टिकल ट्रान्सीव्हर मॉड्यूलला पॅकेज फॉर्मनुसार SFP, XFP, QSFP, CFP इ. मध्ये विभागले जाऊ शकते:
· SFP (स्मॉल फॉर्म-फॅक्टर प्लगेबल) हे टेलीकॉम आणि डेटाकॉम ऍप्लिकेशन्ससाठी एक कॉम्पॅक्ट, प्लग करण्यायोग्य ट्रान्सीव्हर मॉड्यूल मानक आहे जे 10Gbps पर्यंत हस्तांतरण दरांना समर्थन देते.
XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) हे 10G-रेट स्मॉल फॉर्म फॅक्टर प्लगेबल ट्रान्सीव्हर मॉड्यूल आहे जे 10G इथरनेट, 10G फायबर चॅनेल आणि SONETOC-192 सारख्या एकाधिक कम्युनिकेशन प्रोटोकॉलला समर्थन देते. XFP ट्रान्सीव्हर्स डेटा कम्युनिकेशनमध्ये वापरले जाऊ शकतात. दूरसंचार बाजार आणि इतर 10Gbps ट्रान्सीव्हर्सपेक्षा चांगले उर्जा वापर वैशिष्ट्ये ऑफर करतात.
QSFP (क्वाड स्मॉल फॉर्म-फॅक्टर प्लगेबल) हे हाय-स्पीड डेटा कम्युनिकेशन ऍप्लिकेशन्ससाठी कॉम्पॅक्ट, प्लग करण्यायोग्य ट्रान्सीव्हर मानक आहे. गतीनुसार, QSFP 4×1G QSFP, 4×10GQSFP+, 4×25G QSFP28 ऑप्टिकल मॉड्यूल्समध्ये विभागले जाऊ शकते. सध्या जागतिक डेटा केंद्रांमध्ये QSFP28 मोठ्या प्रमाणावर वापरले जात आहे.
· CFP (सेंटम गिगाबिट्स फॉर्म प्लगेबल) 100-400 Gbps च्या प्रसारण दरासह प्रमाणित दाट वेव्ह ऑप्टिकल स्प्लिटिंग कम्युनिकेशन मॉड्यूलवर आधारित आहे. CFP मॉड्यूलचा आकार SFP/XFP/QSFP पेक्षा मोठा आहे आणि सामान्यतः मेट्रोपॉलिटन एरिया नेटवर्कसारख्या लांब-अंतराच्या प्रसारणासाठी वापरला जातो.
डेटा सेंटर कम्युनिकेशनसाठी ऑप्टिकल ट्रान्सीव्हर मॉड्यूल
कनेक्शनच्या प्रकारानुसार डेटा सेंटर संप्रेषण तीन श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकते:
(1) वापरकर्त्यासाठी डेटा सेंटर अंतिम वापरकर्त्याच्या वर्तनाद्वारे व्युत्पन्न केले जाते जसे की क्लाउडमध्ये प्रवेश करून वेबपृष्ठ ब्राउझ करणे, ईमेल पाठवणे आणि प्राप्त करणे आणि व्हिडिओ प्रवाह;
(2) डेटा सेंटर इंटरकनेक्शन, मुख्यतः डेटा प्रतिकृती, सॉफ्टवेअर आणि सिस्टम अपग्रेडसाठी वापरले जाते;
(३) डेटा सेंटरच्या आत, हे मुख्यतः माहिती साठवण, निर्मिती आणि खाणकामासाठी वापरले जाते. सिस्कोच्या अंदाजानुसार, डेटा सेंटर अंतर्गत संप्रेषण डेटा सेंटर कम्युनिकेशनमध्ये 70% पेक्षा जास्त आहे आणि डेटा सेंटरच्या बांधकामाच्या विकासामुळे हाय-स्पीड ऑप्टिकल मॉड्यूल्सचा विकास झाला आहे.
डेटा ट्रॅफिक सतत वाढत आहे, आणि डेटा सेंटरचा मोठ्या प्रमाणात आणि सपाटपणाचा ट्रेंड दोन पैलूंमध्ये ऑप्टिकल मॉड्यूल्सच्या विकासास चालना देत आहे:
· वाढीव प्रसारण दर आवश्यकता
· प्रमाण मागणी वाढणे
सध्या, ग्लोबल डेटा सेंटर ऑप्टिकल मॉड्यूल्सच्या गरजा 10/40G ऑप्टिकल मॉड्यूल्सवरून 100G ऑप्टिकल मॉड्यूल्समध्ये बदलल्या आहेत. चीनचे अलीबाबा क्लाउड प्रमोशन 2018 मध्ये 100G ऑप्टिकल मॉड्यूल्सच्या मोठ्या प्रमाणावर ऍप्लिकेशनचे पहिले वर्ष असेल. ते अपग्रेड होण्याची अपेक्षा आहे. 2019 मध्ये 400G ऑप्टिकल मॉड्यूल्स.
अली क्लाउड मॉड्यूल उत्क्रांती मार्ग
मोठ्या प्रमाणात डेटा सेंटर्सच्या ट्रेंडमुळे ट्रान्समिशन अंतर आवश्यकतांमध्ये वाढ झाली आहे. मल्टीमोड फायबर्सचे प्रसारण अंतर सिग्नल दरात वाढ झाल्याने मर्यादित आहे आणि हळूहळू सिंगल-मोड फायबरने बदलले जाणे अपेक्षित आहे. फायबर लिंकची किंमत दोन भागांनी बनलेली आहे: ऑप्टिकल मॉड्यूल आणि ऑप्टिकल फायबर. वेगवेगळ्या अंतरांसाठी, वेगवेगळे लागू उपाय आहेत. डेटा सेंटर कम्युनिकेशनसाठी आवश्यक असलेल्या मध्यम ते लांब अंतराच्या आंतरकनेक्शनसाठी, MSA मधून दोन क्रांतिकारी उपाय आहेत:
· PSM4 (समांतर सिंगल मोड 4 लेन)
· CWDM4 (खडबडीत तरंगलांबी विभाग मल्टीप्लेक्सर 4 लेन)
त्यापैकी, PSM4 फायबरचा वापर CWDM4 पेक्षा चौपट आहे. जेव्हा लिंक अंतर लांब असते, तेव्हा CWDM4 सोल्यूशनची किंमत तुलनेने कमी असते. खालील तक्त्यावरून, आम्ही डेटा सेंटर 100G ऑप्टिकल मॉड्यूल सोल्यूशन्सची तुलना पाहू शकतो:
आज, 400G ऑप्टिकल मॉड्यूल्सचे अंमलबजावणी तंत्रज्ञान उद्योगाचे लक्ष केंद्रीत झाले आहे. 400G ऑप्टिकल मॉड्यूलचे मुख्य कार्य डेटा थ्रूपुट सुधारणे आणि डेटा सेंटरची बँडविड्थ आणि पोर्ट घनता वाढवणे हे आहे. त्याचा भविष्यातील कल विस्तृत साध्य करणे आहे. पुढील पिढीच्या वायरलेस नेटवर्क आणि अल्ट्रा-लार्ज-स्केल डेटा सेंटर कम्युनिकेशन ऍप्लिकेशन्सच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी, कमी आवाज, लघुकरण आणि एकत्रीकरण.
सुरुवातीच्या 400G ऑप्टिकल मॉड्यूलने CFP8 पॅकेजमध्ये 16-चॅनेल 25G NRZ (नॉन-रिटर्नटो झिरो) सिग्नल मॉड्युलेशन पद्धत वापरली. फायदा असा आहे की 100G ऑप्टिकल मॉड्यूलवर परिपक्व झालेले 25G NRZ सिग्नल मॉड्युलेशन तंत्रज्ञान उधार घेतले जाऊ शकते, परंतु ते गैरसोयीचे आहे. की 16 सिग्नल समांतर प्रसारित करणे आवश्यक आहे, आणि वीज वापर आणि आवाज तुलनेने मोठा आहे, जो डेटा सेंटर ऍप्लिकेशनसाठी योग्य नाही. सध्याच्या 400G ऑप्टिकल मॉड्यूलमध्ये, 8-चॅनेल 53G NRZ किंवा 4-चॅनेल 106G PAM4 (4 पल्स ॲम्प्लिट्यूड मॉड्युलेशन) सिग्नल मॉड्युलेशन प्रामुख्याने 400G सिग्नल ट्रान्समिशन साकार करण्यासाठी वापरले जाते.
मॉड्यूल पॅकेजिंगच्या बाबतीत, OSFP किंवा QSFP-DD वापरले जाते आणि दोन्ही पॅकेजेस 8 इलेक्ट्रिकल सिग्नल इंटरफेस प्रदान करू शकतात. तुलनेत, QSFP-DD पॅकेज आकाराने लहान आणि डेटा सेंटर ऍप्लिकेशनसाठी अधिक योग्य आहे; OSFP पॅकेज आकाराने थोडे मोठे आहे आणि अधिक उर्जा वापरते, ज्यामुळे ते दूरसंचार अनुप्रयोगांसाठी अधिक योग्य बनते.
100G/400G ऑप्टिकल मॉड्यूल्सच्या "कोर" पॉवरचे विश्लेषण करा
आम्ही 100G आणि 400G ऑप्टिकल मॉड्यूल्सची अंमलबजावणी थोडक्यात सादर केली आहे. 100G CWDM4 सोल्यूशन, 400G CWDM8 सोल्यूशन आणि 400G CWDM4 सोल्यूशनच्या योजनाबद्ध आकृत्यांमध्ये खालील गोष्टी पाहिल्या जाऊ शकतात:
100G CWDM4 योजनाबद्ध
400G CWDM8 योजनाबद्ध
400G CWDM4 योजनाबद्ध
ऑप्टिकल मॉड्युलमध्ये, फोटोइलेक्ट्रिक सिग्नलचे रूपांतरण लक्षात घेण्याची किल्ली आहे फोटोडिटेक्टर. शेवटी या योजनांची पूर्तता करण्यासाठी, तुम्हाला “कोर” मधून कोणत्या प्रकारच्या गरजा पूर्ण कराव्या लागतील?
100G CWDM4 सोल्यूशनला 4λx25GbE अंमलबजावणीची आवश्यकता आहे, 400G CWDM8 सोल्यूशनला 8λx50GbE अंमलबजावणी आवश्यक आहे, आणि 400G CWDM4 सोल्यूशनला 4λx100GbE अंमलबजावणी आवश्यक आहे. मॉड्युलेशन पद्धतीशी संबंधित, 100G4DM आणि NWG0DM CWDM 8 चे पालन करते च्या मॉड्यूलेशन दराशी संबंधित आहे 25Gbd आणि 53Gbd डिव्हाइसेस. 400G CWDM4 योजना PAM4 मॉड्युलेशन योजना स्वीकारते, ज्यासाठी डिव्हाइसचा मॉड्युलेशन दर 53Gbd किंवा त्याहून अधिक असणे आवश्यक आहे.
डिव्हाइस मॉड्युलेशन दर डिव्हाइस बँडविड्थशी संबंधित आहे. 1310nm बँड 100G ऑप्टिकल मॉड्यूलसाठी, बँडविड्थ 25GHz InGaAs डिटेक्टर किंवा डिटेक्टर ॲरे पुरेसे आहे.