"सञ्जाल" धेरै समकालीन मानिसहरूको लागि "आवश्यकता" भएको छ।
यस्तो सुविधाजनक नेटवर्क युग आउनुको कारण, "फाइबर-अप्टिक संचार प्रविधि" अपरिहार्य भन्न सकिन्छ।
1966 मा, ब्रिटिश चिनियाँ ज्वारले अप्टिकल फाइबरको अवधारणा प्रस्ताव गर्यो, जसले विश्वभर अप्टिकल फाइबर संचारको विकासको चरमोत्कर्ष प्रज्वलित गर्यो। 1978 मा 0.8 μm मा सञ्चालन हुने लाइटवेभ प्रणालीको पहिलो पुस्तालाई आधिकारिक रूपमा व्यावसायिक प्रयोगमा राखिएको थियो, र लाइटवेभको दोस्रो पुस्ता। प्रारम्भिक दिनहरूमा मल्टिमोड फाइबर प्रयोग गर्ने सञ्चार प्रणालीहरू 1980 को प्रारम्भमा द्रुत रूपमा प्रस्तुत गरिएको थियो। 1990 सम्म, 2.4 Gb/s र 1.55 μm मा सञ्चालन हुने तेस्रो-पुस्ताको अप्टिकल वेभ प्रणालीले व्यावसायिक सञ्चार सेवाहरू प्रदान गर्न सक्षम भयो।
"फाइबरका पिता" सोर्घम, जसले "अप्टिकल कम्युनिकेशनका लागि फाइबरमा प्रकाशको प्रसारण" मा महत्त्वपूर्ण योगदान पुर्यायो, उहाँलाई भौतिकशास्त्रको 2009 नोबेल पुरस्कार प्रदान गरिएको थियो।
अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेसन अहिले आधुनिक सञ्चारको मुख्य स्तम्भ बनिसकेको छ, जसले आधुनिक दूरसञ्चार सञ्जालहरूमा निर्णायक भूमिका खेलिरहेको छ। यसलाई विश्वको नयाँ प्राविधिक क्रान्तिको महत्त्वपूर्ण प्रतीक र भविष्यको सूचना समाजमा सूचनाको प्रसारणको मुख्य माध्यमको रूपमा पनि हेरिन्छ।
हालैका वर्षहरूमा, ठूला डाटा, क्लाउड कम्प्युटिङ, 5G, इन्टरनेट अफ थिंग्स र आर्टिफिसियल इन्टेलिजेन्सको एप्लिकेसन बजार द्रुत रूपमा विकास भएको छ। मानवरहित अनुप्रयोग बजार जुन आउँदैछ डाटा ट्राफिकमा विस्फोटक वृद्धि ल्याइरहेको छ। डाटा केन्द्र अन्तरसम्बन्ध बिस्तारै अप्टिकल संचार अनुसन्धान मा विकसित भएको छ। तातो ठाउँ।
Google को ठूलो डेटा केन्द्र भित्र
हालको डाटा सेन्टर अब एकल वा केही कम्प्युटर कोठा मात्र होइन, तर डाटा सेन्टर क्लस्टरहरूको सेट हो। विभिन्न इन्टरनेट सेवाहरू र एप्लिकेसन बजारहरूको सामान्य काम हासिल गर्न डाटा सेन्टरहरू मिलेर काम गर्न आवश्यक छ। वास्तविक समय र डाटा केन्द्रहरू बीचको जानकारीको ठूलो अन्तरक्रियाले डाटा सेन्टर इन्टरकनेक्शन नेटवर्कहरूको लागि माग सिर्जना गरेको छ, र अप्टिकल फाइबर संचार अन्तरसम्बन्ध प्राप्त गर्न आवश्यक माध्यम भएको छ।
परम्परागत टेलिकम पहुँच सञ्जाल प्रसारण उपकरणको विपरीत, डाटा सेन्टर इन्टरकनेक्सनले थप जानकारी र थप सघन प्रसारण प्राप्त गर्न आवश्यक छ, जसको लागि स्विचिङ उपकरणहरू उच्च गति, कम पावर खपत, र अधिक लघुकरण आवश्यक छ। यी क्षमताहरू हुन सक्छ कि भनेर निर्धारण गर्ने मुख्य कारकहरू मध्ये एक। प्राप्त अप्टिकल ट्रान्सीभर मोड्युल हो।
अप्टिकल ट्रान्सीभर मोड्युलहरूको बारेमा केही आधारभूत ज्ञान
सूचना सञ्जालले मुख्यतया प्रसारण माध्यमको रूपमा अप्टिकल फाइबर प्रयोग गर्दछ, तर हालको गणना र विश्लेषण पनि विद्युतीय संकेतहरूमा आधारित हुनुपर्छ, र अप्टिकल ट्रान्सीभर मोड्युल फोटोइलेक्ट्रिक रूपान्तरणको लागि मुख्य उपकरण हो।
अप्टिकल मोड्युलका मुख्य कम्पोनेन्टहरू ट्रान्समिटर (लाइट इमिटिङ सबमोड्युल)/रिसीभर (लाइट रिसिभिङ सबमोड्युल) वा ट्रान्सीभर (अप्टिकल ट्रान्सीभर मोड्युल), इलेक्ट्रिकल चिप, र लेन्स, स्प्लिटर र कम्बाइनरहरू जस्ता निष्क्रिय कम्पोनेन्टहरू पनि समावेश छन्। परिधीय सर्किट संरचना।
प्रसारण अन्तमा: विद्युतीय संकेत ट्रान्समिटर द्वारा एक अप्टिकल सिग्नल मा रूपान्तरण गरिन्छ, र त्यसपछि अप्टिकल एडाप्टर द्वारा अप्टिकल फाइबर मा इनपुट; प्राप्त अन्त मा: अप्टिकल फाइबर मा अप्टिकल संकेत अप्टिकल एडाप्टर मार्फत रिसीभर द्वारा प्राप्त हुन्छ। र एक विद्युतीय संकेत मा रूपान्तरण र प्रशोधन को लागी कम्प्युटिङ एकाइमा पठाइयो।
अप्टिकल ट्रान्सीभर मोड्युल योजनाबद्ध
ओप्टोइलेक्ट्रोनिक एकीकरण प्रविधिको विकासको साथ, अप्टिकल ट्रान्सीभर मोड्युलको प्याकेजिङ फारममा पनि केही परिवर्तनहरू भएका छन्। अप्टिकल मोड्युल उद्योग गठन हुनु अघि, यो प्रारम्भिक दिनहरूमा प्रमुख दूरसंचार उपकरण निर्माताहरू द्वारा विकसित गरिएको थियो। इन्टरफेसहरू विविध थिए र विश्वव्यापी रूपमा प्रयोग गर्न सकिँदैन। यसले अप्टिकल ट्रान्सीभर मोड्युलहरूलाई आदानप्रदान गर्न सकिँदैन। उद्योगको विकासको लागि, अन्तिम "बहु स्रोत सम्झौता (MSA)" अस्तित्वमा आयो। MSA मानकको साथ, ट्रान्ससिभरको विकासमा स्वतन्त्र रूपमा ध्यान केन्द्रित गर्ने कम्पनीहरू देखा पर्न थाले, र उद्योग बढ्यो।
अप्टिकल ट्रान्सीभर मोड्युललाई प्याकेज फारम अनुसार SFP, XFP, QSFP, CFP, आदिमा विभाजन गर्न सकिन्छ:
· SFP (Small Form-factor Pluggable) एक कम्प्याक्ट, प्लग गर्न मिल्ने ट्रान्सीभर मोड्युल टेलिकम र डाटाकम अनुप्रयोगहरूको लागि मानक हो जसले 10Gbps ट्रान्सफर दरहरूलाई समर्थन गर्दछ।
XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) एक 10G-दर सानो फारम कारक प्लगेबल ट्रान्सीभर मोड्युल हो जसले 10G इथरनेट, 10G फाइबर च्यानल, र SONETOC-192 जस्ता धेरै संचार प्रोटोकलहरूलाई समर्थन गर्दछ। XFP ट्रान्सीभरहरू डेटा संचारमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। दूरसञ्चार बजारहरू र अन्य 10Gbps ट्रान्सीभरहरू भन्दा राम्रो पावर खपत विशेषताहरू प्रस्ताव गर्दछ।
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable) उच्च-गति डाटा संचार अनुप्रयोगहरूको लागि एक कम्प्याक्ट, प्लगेबल ट्रान्सीभर मानक हो। गति अनुसार, QSFP लाई 4×1G QSFP, 4×10GQSFP+, 4×25G QSFP28 अप्टिकल मोड्युलहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ। हाल QSFP28 विश्वव्यापी डेटा केन्द्रहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छ।
· CFP (सेन्टम गिगाबिट्स फारम प्लगेबल) १००-४०० Gbps को प्रसारण दरको साथ मानकीकृत घने तरंग अप्टिकल विभाजन संचार मोड्युलमा आधारित छ। CFP मोड्युलको आकार SFP/XFP/QSFP भन्दा ठूलो छ, र सामान्यतया लामो दूरीको प्रसारणको लागि प्रयोग गरिन्छ जस्तै महानगरीय क्षेत्र नेटवर्क।
डाटा केन्द्र संचारको लागि अप्टिकल ट्रान्सीभर मोड्युल
डाटा केन्द्र संचार जडान को प्रकार अनुसार तीन कोटि मा विभाजन गर्न सकिन्छ:
(१) प्रयोगकर्तालाई डाटा सेन्टर अन्तिम प्रयोगकर्ताको व्यवहारबाट उत्पन्न हुन्छ जस्तै वेबपेज ब्राउज गर्ने, क्लाउडमा पहुँच गरेर इमेलहरू र भिडियो स्ट्रिमहरू पठाउने र प्राप्त गर्ने;
(२) डाटा सेन्टर इन्टरकनेक्सन, मुख्यतया डाटा प्रतिकृति, सफ्टवेयर र प्रणाली अपग्रेडको लागि प्रयोग गरिन्छ;
(३) डाटा सेन्टर भित्र, यो मुख्यतया जानकारी भण्डारण, उत्पादन र खनन को लागी प्रयोग गरिन्छ। सिस्कोको प्रक्षेपण अनुसार, डाटा सेन्टरको आन्तरिक सञ्चारले डाटा सेन्टर सञ्चारको ७०% भन्दा बढी हिस्सा ओगटेको छ, र डाटा सेन्टर निर्माणको विकासले उच्च गतिको अप्टिकल मोड्युलको विकास गरेको छ।
डाटा ट्राफिक बढ्दै गइरहेको छ, र डाटा केन्द्रको ठूलो मात्रा र सपाट प्रवृत्तिले दुई पक्षहरूमा अप्टिकल मोड्युलहरूको विकासलाई ड्राइभ गरिरहेको छ:
· बढेको प्रसारण दर आवश्यकताहरू
· मात्राको मागमा वृद्धि
हाल, ग्लोबल डाटा सेन्टर अप्टिकल मोड्युलहरूको आवश्यकताहरू 10/40G अप्टिकल मोड्युलहरूबाट 100G अप्टिकल मोड्युलहरूमा परिवर्तन भएको छ। चीनको अलिबाबा क्लाउड प्रमोशन 2018 मा 100G अप्टिकल मोड्युलहरूको ठूलो मात्रामा अनुप्रयोगको पहिलो वर्ष हुनेछ। यसलाई अपग्रेड गर्ने अपेक्षा गरिएको छ। 2019 मा 400G अप्टिकल मोड्युलहरू।
अली क्लाउड मोड्युल इभोलुसन पथ
ठूला-ठूला डाटा केन्द्रहरूको प्रवृत्तिले प्रसारण दूरी आवश्यकताहरूमा बृद्धि गरेको छ। मल्टिमोड फाइबरको प्रसारण दूरी सिग्नल दरमा भएको वृद्धिले सीमित छ र बिस्तारै एकल-मोड फाइबरहरूद्वारा प्रतिस्थापन हुने अपेक्षा गरिएको छ। फाइबर लिंकको लागत दुई भागहरू मिलेर बनेको छ: अप्टिकल मोड्युल र अप्टिकल फाइबर। विभिन्न दूरीहरूको लागि, त्यहाँ विभिन्न लागू समाधानहरू छन्। डेटा केन्द्र सञ्चारको लागि आवश्यक मध्यमदेखि लामो दूरीको अन्तरसम्बन्धको लागि, त्यहाँ दुईवटा क्रान्तिकारी समाधानहरू छन् जुन MSA बाट जन्मिएको छ:
· PSM4 (समानान्तर एकल मोड 4 लेन)
CWDM4 (मोटे तरंग लम्बाइ डिभिजन मल्टिप्लेक्सर 4 लेन)
ती मध्ये, PSM4 फाइबर उपयोग CWDM4 भन्दा चार गुणा छ। जब लिङ्क दूरी लामो छ, CWDM4 समाधान लागत अपेक्षाकृत कम छ। तलको तालिकाबाट, हामी डेटा केन्द्र 100G अप्टिकल मोड्युल समाधानहरूको तुलना देख्न सक्छौं:
आज, 400G अप्टिकल मोड्युलहरूको कार्यान्वयन प्रविधि उद्योगको केन्द्रबिन्दु बनेको छ। 400G अप्टिकल मोड्युलको मुख्य कार्य डाटा थ्रुपुट सुधार गर्नु र डाटा केन्द्रको ब्यान्डविथ र पोर्ट घनत्वलाई अधिकतम बनाउनु हो। यसको भविष्यको प्रवृत्ति फराकिलो हासिल गर्नु हो। लाभ, कम शोर, लघुकरण र एकीकरण, अर्को पुस्ताको वायरलेस नेटवर्कहरू र अल्ट्रा-ठूलो-ठूला डेटा केन्द्र संचार अनुप्रयोगहरूको आवश्यकताहरू पूरा गर्न।
प्रारम्भिक 400G अप्टिकल मोड्युलले CFP8 प्याकेजमा 16-च्यानल 25G NRZ (Non-Returnto Zero) सिग्नल मोड्युलेसन विधि प्रयोग गर्यो। यसको फाइदा यो हो कि 100G अप्टिकल मोड्युलमा परिपक्व भएको 25G NRZ सिग्नल मोड्युलेसन प्रविधि उधारो लिन सकिन्छ, तर यसको फाइदा उठाउन सकिन्छ। कि 16 सिग्नलहरू समानान्तरमा प्रसारण गर्न आवश्यक छ, र पावर खपत र भोल्युम अपेक्षाकृत ठूलो छ, जुन डाटा केन्द्र अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त छैन। हालको 400G अप्टिकल मोड्युलमा, 8-च्यानल 53G NRZ वा 4-च्यानल 106G PAM4 (4 पल्स एम्प्लिट्यूड मोड्युलेसन) सिग्नल मोड्युलेसन मुख्यतया 400G सिग्नल ट्रान्समिशन महसुस गर्न प्रयोग गरिन्छ।
मोड्युल प्याकेजिङको सन्दर्भमा, OSFP वा QSFP-DD प्रयोग गरिन्छ, र दुबै प्याकेजहरूले 8 विद्युतीय सिग्नल इन्टरफेसहरू प्रदान गर्न सक्छन्। तुलनामा, QSFP-DD प्याकेज आकारमा सानो छ र डेटा केन्द्र अनुप्रयोगहरूको लागि अधिक उपयुक्त छ; OSFP प्याकेज आकारमा थोरै ठूलो छ र यसले धेरै पावर खपत गर्दछ, यसलाई दूरसंचार अनुप्रयोगहरूको लागि थप उपयुक्त बनाउँछ।
100G/400G अप्टिकल मोड्युलहरूको "कोर" शक्तिको विश्लेषण गर्नुहोस्
हामीले 100G र 400G अप्टिकल मोड्युलहरूको कार्यान्वयनलाई संक्षिप्त रूपमा प्रस्तुत गरेका छौं। 100G CWDM4 समाधान, 400G CWDM8 समाधान र 400G CWDM4 समाधानको योजनाबद्ध रेखाचित्रमा निम्न देख्न सकिन्छ:
100G CWDM4 योजनाबद्ध
400G CWDM8 योजनाबद्ध
400G CWDM4 योजनाबद्ध
अप्टिकल मोड्युलमा, फोटोइलेक्ट्रिक सिग्नल रूपान्तरण महसुस गर्ने कुञ्जी फोटोडिटेक्टर हो। अन्तमा यी योजनाहरू पूरा गर्नको लागि, तपाईंले "मूल" बाट कस्ता आवश्यकताहरू पूरा गर्न आवश्यक छ?
100G CWDM4 समाधानलाई 4λx25GbE कार्यान्वयन चाहिन्छ, 400G CWDM8 समाधानलाई 8λx50GbE कार्यान्वयन चाहिन्छ, र 400G CWDM4 समाधानलाई 4λx100GbE कार्यान्वयन चाहिन्छ। मोड्युलेसन विधिसँग सम्बन्धित, 100G0DM र CWG0DM4 लाई सम्मान गर्ने योजना को मोड्युलेसन दर अनुरूप 25Gbd र 53Gbd यन्त्रहरू। 400G CWDM4 योजनाले PAM4 मोड्युलेसन योजनालाई अपनाउछ, जसको लागि यन्त्रको मोड्युलेसन दर 53Gbd वा सोभन्दा बढी हुनुपर्छ।
यन्त्र मोड्युलेसन दर यन्त्र ब्यान्डविथसँग मेल खान्छ। 1310nm ब्यान्ड 100G अप्टिकल मोड्युलको लागि, ब्यान्डविथ 25GHz InGaAs डिटेक्टर वा डिटेक्टर एरे पर्याप्त छ।