"Netwerk" sar "ħtieġa" għall-biċċa l-kbira tan-nies kontemporanji.
Ir-raġuni għaliex din l-era tan-netwerk konvenjenti tista 'tiġi, "teknoloġija tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika" tista' tgħid li hija indispensabbli.
Fl-1966, is-sorgu Ċiniż Brittaniku ppropona l-kunċett ta 'fibra ottika, li xegħel il-qofol ta' l-iżvilupp tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika mad-dinja kollha. sistemi ta 'komunikazzjoni li jużaw fibra multimode fil-jiem bikrija ġiet introdotta malajr fil-bidu tas-snin 80. Sal-1990, is-sistema tal-mewġ ottiku tat-tielet ġenerazzjoni li topera f'2.4 Gb/s u 1.55 μm kienet kapaċi tipprovdi servizzi ta' komunikazzjoni kummerċjali.
Is-sorgu "missier il-fibra", li għamel kontribut innovattiv għat-"trażmissjoni tad-dawl fil-fibra għall-komunikazzjoni ottika", ingħata l-Premju Nobel għall-Fiżika tal-2009.
Il-komunikazzjoni tal-fibra ottika issa saret waħda mill-pilastri ewlenin tal-komunikazzjoni moderna, u għandha rwol ċentrali fin-netwerks moderni tat-telekomunikazzjoni. Huwa meqjus ukoll bħala simbolu importanti tar-rivoluzzjoni teknoloġika ġdida fid-dinja u l-mezz ewlieni ta 'trażmissjoni ta' informazzjoni fis-soċjetà tal-informazzjoni futura.
F'dawn l-aħħar snin, is-suq tal-applikazzjoni ta 'data kbira, cloud computing, 5G, Internet tal-Oġġetti u intelliġenza artifiċjali żviluppa malajr. Is-suq tal-applikazzjoni bla ekwipaġġ li ġej qed iġib tkabbir splussiv għat-traffiku tad-dejta. L-interkonnessjoni taċ-ċentru tad-dejta żviluppat gradwalment f'riċerka tal-komunikazzjoni ottika. post sħun.
Ġewwa ċ-ċentru kbir tad-data ta' Google
Iċ-ċentru tad-dejta attwali m'għadux biss kmamar tal-kompjuter wieħed jew ftit, iżda sett ta 'clusters taċ-ċentru tad-dejta. Sabiex jinkiseb ix-xogħol normali ta' diversi servizzi tal-Internet u swieq tal-applikazzjoni, iċ-ċentri tad-dejta jeħtieġ li jaħdmu flimkien. Il-ħin reali u l-interazzjoni massiva ta 'informazzjoni bejn iċ-ċentri tad-dejta ħolqot id-domanda għal netwerks ta' interkonnessjoni taċ-ċentri tad-dejta, u l-komunikazzjoni tal-fibra ottika saret mezz meħtieġ biex tinkiseb l-interkonnessjoni.
B'differenza għat-tagħmir tat-trażmissjoni tan-netwerk ta' aċċess tat-telekomunikazzjoni tradizzjonali, l-interkonnessjoni taċ-ċentru tad-dejta teħtieġ li tikseb aktar informazzjoni u trasmissjoni aktar densa, li teħtieġ li t-tagħmir tal-iswiċċjar ikollu veloċità ogħla, konsum ta 'enerġija aktar baxx, u aktar minjaturizzazzjoni. Wieħed mill-fatturi ewlenin li jiddeterminaw jekk dawn il-kapaċitajiet jistgħux ikunu miksub huwa l-modulu transceiver ottiku.
Xi għarfien bażiku dwar moduli transceiver ottiċi
In-netwerk ta 'informazzjoni prinċipalment juża fibra ottika bħala l-mezz ta' trażmissjoni, iżda l-kalkolu u l-analiżi attwali għandhom ikunu bbażati wkoll fuq sinjali elettriċi, u l-modulu transceiver ottiku huwa l-apparat ewlieni għar-realizzazzjoni tal-konverżjoni fotoelettrika.
Il-komponenti ewlenin tal-modulu ottiku huma Transimitter (Light Emitting Submodule)/Receiver (Light Receiving Submodule) jew Transceiver (Optical Transceiver Module), ċippa elettrika, u jinkludu wkoll komponenti passivi bħal lentijiet, splitters u combiners. Kompożizzjoni taċ-ċirkwit periferali.
Fit-tarf tat-trażmissjoni: is-sinjal elettriku jiġi kkonvertit f'sinjal ottiku minn Transimitter, u mbagħad jiddaħħal fil-fibra ottika mill-adapter ottiku; Fit-tarf li jirċievi: is-sinjal ottiku fil-fibra ottika jiġi riċevut mir-Riċevitur permezz tal-adapter ottiku u kkonvertit f'sinjal elettriku u mibgħut lill-unità tal-kompjuter għall-ipproċessar.
Modulu transceiver ottiku skematiku
Bl-iżvilupp tat-teknoloġija tal-integrazzjoni optoelettronika, il-forma tal-ippakkjar tal-modulu transceiver ottiku għaddiet ukoll minn xi bidliet. Qabel ma ġiet iffurmata l-industrija tal-moduli ottiċi, ġiet żviluppata mill-manifatturi ewlenin tat-tagħmir tat-telekomunikazzjoni fil-jiem bikrija. L-interfaces kienu varjati u ma setgħux jintużaw universalment. Dan għamel il-moduli tat-transceiver ottiċi mhux interkambjabbli. Għall-iżvilupp tal-industrija, daħal fis-seħħ il-"Multi Source Agreement (MSA)" finali. Bl-istandard MSA, kumpaniji li ffukaw b'mod indipendenti fuq l-iżvilupp ta 'Transceiver bdew joħorġu, u l-industrija żdiedet.
Il-modulu tat-transceiver ottiku jista 'jinqasam f'SFP, XFP, QSFP, CFP, eċċ skond il-forma tal-pakkett:
· SFP (Small Form-factor Pluggable) huwa standard ta 'modulu transceiver kompatt u pluggable għal applikazzjonijiet ta' telekomunikazzjoni u datacom li jappoġġja rati ta 'trasferiment sa 10Gbps.
L-XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) huwa modulu transceiver ta' fattur ta' forma żgħira ta' rata ta' 10G li jappoġġa protokolli ta' komunikazzjoni multipli bħal 10G Ethernet, 10G Fibre Channel, u transceivers SONETOC-192.XFP jistgħu jintużaw fil-komunikazzjonijiet tad-dejta u swieq tat-telekomunikazzjonijiet u joffru karatteristiċi ta’ konsum ta’ enerġija aħjar minn transceivers oħra ta’ 10Gbps.
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable) huwa standard ta 'transceiver kompatt u pluggable għal applikazzjonijiet ta' komunikazzjoni ta 'dejta b'veloċità għolja. Skont il-veloċità, il-QSFP jista 'jinqasam f'moduli ottiċi 4 × 1G QSFP, 4 × 10GQSFP +, 4 × 25G QSFP28. Bħalissa QSFP28 intuża ħafna fiċ-ċentri tad-dejta globali.
· CFP (Centum gigabits Form Pluggable) hija bbażata fuq modulu ta 'komunikazzjoni standardizzat ta' qsim ottiku ta 'mewġ dens b'rata ta' trażmissjoni ta '100-400 Gbps. Id-daqs tal-modulu CFP huwa akbar minn dak tal-SFP/XFP/QSFP, u ġeneralment jintuża għal trażmissjoni fuq distanza twila bħal netwerk ta 'żona metropolitana.
Modulu transceiver ottiku għall-komunikazzjoni taċ-ċentru tad-dejta
Il-komunikazzjoni taċ-ċentru tad-dejta tista 'tinqasam fi tliet kategoriji skont it-tip ta' konnessjoni:
(1) Iċ-ċentru tad-dejta lill-utent huwa ġġenerat mill-imġieba tal-utent aħħari bħall-ibbrawżjar tal-paġna tal-web, jibgħat u jirċievi emails u flussi tal-vidjo billi jaċċessa l-cloud;
(2) Interkonnessjoni taċ-ċentru tad-dejta, użata prinċipalment għar-replikazzjoni tad-dejta, aġġornamenti tas-softwer u tas-sistema;
(3) Ġewwa ċ-ċentru tad-dejta, huwa prinċipalment użat għall-ħażna ta 'informazzjoni, ġenerazzjoni u tħaffir. Skont it-tbassir ta 'Cisco, il-komunikazzjoni interna taċ-ċentru tad-dejta tammonta għal aktar minn 70% tal-komunikazzjoni taċ-ċentru tad-dejta, u l-iżvilupp tal-kostruzzjoni taċ-ċentru tad-dejta wassal għall-iżvilupp ta' moduli ottiċi ta 'veloċità għolja.
It-traffiku tad-dejta qed ikompli jikber, u x-xejra fuq skala kbira u ċatta taċ-ċentru tad-dejta qed tmexxi l-iżvilupp ta 'moduli ottiċi f'żewġ aspetti:
· Żieda fil-ħtiġiet tar-rata tat-trasmissjoni
· Żieda fid-domanda tal-kwantità
Fil-preżent, ir-rekwiżiti tal-moduli ottiċi taċ-ċentru tad-dejta globali nbidlu minn moduli ottiċi 10/40G għal moduli ottiċi 100G. Il-Promozzjoni tal-Cloud Alibaba taċ-Ċina se ssir l-ewwel sena ta 'applikazzjoni fuq skala kbira ta' moduli ottiċi 100G fl-2018. Huwa mistenni li jaġġornaw Moduli ottiċi 400G fl-2019.
Ali sħaba modulu evoluzzjoni mogħdija
It-tendenza taċ-ċentri tad-dejta fuq skala kbira wasslet għal żieda fir-rekwiżiti tad-distanza tat-trażmissjoni. Id-distanza ta 'trażmissjoni ta' fibri multimodali hija limitata miż-żieda fir-rata tas-sinjal u hija mistennija li tiġi sostitwita gradwalment minn fibri b'mod wieħed. L-ispiża tal-link tal-fibra hija magħmula minn żewġ partijiet: il-modulu ottiku u l-fibra ottika. Għal distanzi differenti, hemm soluzzjonijiet applikabbli differenti. Għall-interkonnessjoni fuq distanza medja sa twila meħtieġa għall-komunikazzjoni taċ-ċentru tad-dejta, hemm żewġ soluzzjonijiet rivoluzzjonarji mwielda mill-MSA:
· PSM4 (Modalità Uniku Parallel 4 korsiji)
· CWDM4 (Multiplexer tad-Diviżjoni tal-Wavelength Coarse 4 korsiji)
Fost dawn, l-użu tal-fibra PSM4 huwa erba 'darbiet dak tas-CWDM4. Meta d-distanza tal-link tkun twila, l-ispiża tas-soluzzjoni CWDM4 hija relattivament baxxa. Mit-tabella hawn taħt, nistgħu naraw paragun tas-soluzzjonijiet tal-modulu ottiku taċ-ċentru tad-dejta 100G:
Illum, it-teknoloġija tal-implimentazzjoni tal-moduli ottiċi 400G saret il-fokus tal-industrija. Il-funzjoni ewlenija tal-modulu ottiku 400G hija li ttejjeb il-fluss tad-dejta u timmassimizza l-bandwidth u d-densità tal-port taċ-ċentru tad-dejta. It-tendenza futura tagħha hija li tinkiseb wiesgħa gwadann, ħsejjes baxxi, minjaturizzazzjoni u integrazzjoni, biex jintlaħqu l-ħtiġijiet ta 'netwerks bla fili tal-ġenerazzjoni li jmiss u applikazzjonijiet ta' komunikazzjonijiet ta 'ċentru tad-dejta fuq skala ultra-kbira.
Il-modulu ottiku 400G kmieni uża metodu ta 'modulazzjoni tas-sinjali 25G NRZ (Non-Returnto Zero) ta' 16-il kanal f'pakkett CFP8. Il-vantaġġ huwa li t-teknoloġija tal-modulazzjoni tas-sinjali 25G NRZ immaturat fuq il-modulu ottiku 100G tista 'tiġi mislufa, iżda l-iżvantaġġ huwa li 16-il sinjal jeħtieġ li jiġu trażmessi b'mod parallel, u l-konsum tal-enerġija u l-volum huma relattivament kbar, li mhux adattat għall-applikazzjonijiet taċ-ċentru tad-dejta. Fil-modulu ottiku attwali 400G, 8-kanali 53G NRZ jew 4-kanali 106G PAM4 (4 Pulse Modulazzjoni tal-Amplitudità) il-modulazzjoni tas-sinjal tintuża prinċipalment biex tirrealizza t-trażmissjoni tas-sinjal 400G.
F'termini ta 'ppakkjar tal-modulu, jintuża OSFP jew QSFP-DD, u ż-żewġ pakketti jistgħu jipprovdu 8 interfaces tas-sinjali elettriċi. B'paragun, il-pakkett QSFP-DD huwa iżgħar fid-daqs u aktar adattat għall-applikazzjonijiet taċ-ċentru tad-dejta; il-pakkett OSFP huwa kemmxejn akbar fid-daqs u jikkonsma aktar enerġija, li jagħmilha aktar adattata għall-applikazzjonijiet tat-telekomunikazzjoni.
Analizza l-qawwa "qalba" tal-moduli ottiċi 100G/400G
Introduċejna fil-qosor l-implimentazzjoni ta 'moduli ottiċi 100G u 400G. Dan li ġej jista 'jidher fid-dijagrammi skematiċi tas-soluzzjoni 100G CWDM4, is-soluzzjoni 400G CWDM8 u s-soluzzjoni 400G CWDM4:
100G CWDM4 skematiku
400G CWDM8 skematiku
400G CWDM4 skematiku
Fil-modulu ottiku, iċ-ċavetta biex tirrealizza l-konverżjoni tas-sinjal fotoelettriku hija l-fotodetector. Sabiex finalment tilħaq dawn il-pjanijiet, x'tip ta 'ħtiġijiet għandek bżonn tissodisfa mill-"qalba"?
Is-soluzzjoni 100G CWDM4 teħtieġ implimentazzjoni 4λx25GbE, is-soluzzjoni 400G CWDM8 teħtieġ implimentazzjoni 8λx50GbE, u s-soluzzjoni 400G CWDM4 teħtieġ implimentazzjoni 4λx100GbE. Jikkorrispondi għall-metodu ta 'modulazzjoni, l-100G CWDM4 u CWDMZ tadotta r-rata ta' modulazzjoni CWDM4 u 40GbE rispettivament. Apparat ta '25Gbd u 53Gbd. L-iskema 400G CWDM4 tadotta l-iskema ta' modulazzjoni PAM4, li teħtieġ ukoll li l-apparat ikollu rata ta 'modulazzjoni ta' 53Gbd jew aktar.
Ir-rata tal-modulazzjoni tal-apparat tikkorrispondi mal-bandwidth tal-apparat. Għal modulu ottiku ta 'banda 1310nm 100G, ditekter jew array ta' detector ta 'bandwidth 25GHz InGaAs huwa biżżejjed.