"Tarmoq" ko'pchilik zamonaviy odamlar uchun "zarurat" ga aylandi.
Bunday qulay tarmoq davri kelishining sababi, "optik tolali aloqa texnologiyasi"ni ajralmas deb aytish mumkin.
1966 yilda ingliz xitoy jo'xori optik tolali kontseptsiyani taklif qildi, bu butun dunyo bo'ylab optik tolali aloqani rivojlantirishning eng yuqori nuqtasini yoqdi. 1978 yilda 0,8 mkm da ishlaydigan yorug'lik to'lqinlarining birinchi avlodi rasmiy ravishda tijorat maqsadlarida foydalanishga topshirildi va yorug'lik to'lqinining ikkinchi avlodi. Dastlabki kunlarda multimodli toladan foydalangan holda aloqa tizimlari 1980-yillarning boshlarida tezda joriy etilgan.
"Optik aloqa uchun tolada yorug'likni uzatish" ga ulkan hissa qo'shgan "tolaning otasi" jo'xori 2009 yilda fizika bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi.
Hozirgi vaqtda optik tolali aloqa zamonaviy aloqaning asosiy ustunlaridan biriga aylandi va zamonaviy telekommunikatsiya tarmoqlarida hal qiluvchi rol o'ynaydi. Shuningdek, u dunyodagi yangi texnologik inqilobning muhim ramzi va kelajak axborot jamiyatida axborot uzatishning asosiy vositasi sifatida qaraladi.
So'nggi yillarda katta ma'lumotlar, bulutli hisoblash, 5G, narsalar interneti va sun'iy intellektning ilovalar bozori jadal rivojlandi. Yaqinlashib kelayotgan uchuvchisiz ilovalar bozori ma'lumotlar trafigiga keskin o'sishni olib keladi. Ma'lumotlar markazining o'zaro aloqasi asta-sekin optik aloqa tadqiqotlariga aylandi. issiq nuqta.
Google'ning yirik ma'lumotlar markazi ichida
Hozirgi ma'lumotlar markazi endi faqat bitta yoki bir nechta kompyuter xonalari emas, balki ma'lumotlar markazlari klasterlari to'plamidir. Turli xil Internet xizmatlari va dastur bozorlarining normal ishlashiga erishish uchun ma'lumotlar markazlari birgalikda ishlashi kerak. Real vaqt rejimi va ma'lumotlar markazlari o'rtasidagi axborotning ommaviy o'zaro ta'siri ma'lumotlar markazlarining o'zaro ulanish tarmoqlariga talabni keltirib chiqardi va optik tolali aloqa o'zaro bog'lanishga erishish uchun zarur vositaga aylandi.
An'anaviy telekommunikatsiya tarmog'ini uzatish uskunasidan farqli o'laroq, ma'lumotlar markazining o'zaro ulanishi ko'proq ma'lumotga va yanada zichroq uzatishga erishishi kerak, bu esa kommutatsiya uskunalarini yuqori tezlikka, kamroq quvvat sarfiga va ko'proq miniatyuraga ega bo'lishini talab qiladi.Ushbu imkoniyatlarning bo'lishi mumkinligini aniqlaydigan asosiy omillardan biri. erishilgan optik qabul qiluvchi moduldir.
Optik qabul qiluvchi modullar haqida ba'zi asosiy ma'lumotlar
Axborot tarmog'i asosan uzatish vositasi sifatida optik toladan foydalanadi, ammo joriy hisoblash va tahlil qilish ham elektr signallariga asoslangan bo'lishi kerak va optik qabul qiluvchi modul fotoelektrik konvertatsiyani amalga oshirish uchun asosiy qurilmadir.
Optik modulning asosiy komponentlari Transitter (yorug'lik chiqaruvchi submodul)/qabul qiluvchi (yorug'lik qabul qiluvchi submodul) yoki qabul qiluvchi (optik qabul qiluvchi modul), elektr chipi, shuningdek, linzalar, ajratgichlar va birlashtiruvchilar kabi passiv komponentlarni o'z ichiga oladi. Periferik zanjirning tarkibi.
Uzatuvchi uchida: elektr signali Transitter tomonidan optik signalga aylantiriladi, so'ngra optik adapter orqali optik tolaga kiritiladi; Qabul qiluvchi uchida: optik toladagi optik signal qabul qiluvchi tomonidan optik adapter orqali qabul qilinadi. va elektr signaliga aylantiriladi va qayta ishlash uchun hisoblash blokiga yuboriladi.
Optik qabul qiluvchi modul sxemasi
Optoelektron integratsiya texnologiyasining rivojlanishi bilan optik qabul qiluvchi modulning qadoqlash shakli ham ba'zi o'zgarishlarga duch keldi. Optik modul sanoati shakllanishidan oldin, u dastlabki kunlarda yirik telekommunikatsiya uskunalari ishlab chiqaruvchilari tomonidan ishlab chiqilgan. Interfeyslar xilma-xil bo'lib, ularni universal ishlatish mumkin emas edi. Bu optik qabul qiluvchi modullarni bir-birini almashtirib bo'lmaydigan qilib qo'ydi. Sanoatni rivojlantirish uchun yakuniy "Ko'p manbali kelishuv (MSA)" tuzildi. MSA standarti bilan mustaqil ravishda Transceiverni ishlab chiqishga yo'naltirilgan kompaniyalar paydo bo'la boshladi va sanoat ko'tarildi.
Paket shakliga ko'ra optik qabul qiluvchi modulni SFP, XFP, QSFP, CFP va boshqalarga bo'lish mumkin:
· SFP (Small Form-factor Pluggable) 10 Gbit/s gacha uzatish tezligini qo'llab-quvvatlaydigan telekommunikatsiya va datacom ilovalari uchun ixcham, ulanadigan qabul qiluvchi modul standartidir.
XFP (10 Gigabit kichik shakl faktorli Pluggable) 10G chastotali kichik format faktorli ulanadigan qabul qiluvchi modul bo'lib, u 10G Ethernet, 10G Fiber Channel va SONETOC-192.XFP transceiverlari kabi bir nechta aloqa protokollarini qo'llab-quvvatlaydi va ma'lumotlarni uzatishda foydalanish mumkin. telekommunikatsiya bozorlari va boshqa 10Gbps qabul qiluvchilarga qaraganda yaxshiroq quvvat iste'moli xususiyatlarini taklif qiladi.
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable) - bu yuqori tezlikdagi ma'lumotlarni uzatish ilovalari uchun ixcham, ulanadigan qabul qiluvchi standartdir. Tezlikka ko'ra, QSFP 4 × 1G QSFP, 4 × 10GQSFP +, 4 × 25G QSFP28 optik modullarga bo'linishi mumkin. Hozirgi vaqtda QSFP28 global ma'lumotlar markazlarida keng qo'llanilmoqda.
· CFP (Centum gigabits Form Pluggable) 100-400 Gbit/s uzatish tezligiga ega standartlashtirilgan zich to‘lqinli optik bo‘linuvchi aloqa moduliga asoslangan. CFP modulining o'lchami SFP/XFP/QSFPnikidan kattaroqdir va odatda metropoliten tarmog'i kabi uzoq masofalarga uzatish uchun ishlatiladi.
Ma'lumotlar markazi aloqasi uchun optik qabul qiluvchi modul
Ulanish turiga ko'ra ma'lumotlar markazi aloqasini uch toifaga bo'lish mumkin:
(1) Foydalanuvchi uchun ma'lumotlar markazi oxirgi foydalanuvchining veb-sahifani ko'rib chiqish, bulutga kirish orqali elektron pochta xabarlari va video oqimlarini yuborish va qabul qilish kabi xatti-harakatlari bilan yaratiladi;
(2) Ma'lumotlar markazining o'zaro aloqasi, asosan ma'lumotlarni takrorlash, dasturiy ta'minot va tizimni yangilash uchun ishlatiladi;
(3) Ma'lumotlar markazining ichida u asosan ma'lumotlarni saqlash, ishlab chiqarish va qazib olish uchun ishlatiladi. Cisco prognoziga ko'ra, ma'lumotlar markazining ichki aloqasi ma'lumotlar markazi aloqasining 70% dan ortig'ini tashkil qiladi va ma'lumotlar markazi qurilishining rivojlanishi yuqori tezlikdagi optik modullarning rivojlanishiga turtki bo'ldi.
Ma'lumotlar trafigining o'sishi davom etmoqda va ma'lumotlar markazining keng ko'lamli va tekislash tendentsiyasi optik modullarni ikki jihatdan rivojlantirishga turtki bo'lmoqda:
· O'tkazish tezligi talablarining ortishi
· Miqdorga bo'lgan talabning ortishi
Hozirgi vaqtda global ma'lumotlar markazi optik modullarining talablari 10/40G optik modullaridan 100G optik modullarga o'zgardi.Xitoyning Alibaba Cloud Promotion 2018 yilda 100G optik modullarni keng ko'lamli qo'llashning birinchi yili bo'ladi. Uni yangilash kutilmoqda. 2019 yilda 400G optik modullar.
Ali bulut moduli evolyutsiya yo'li
Keng ko'lamli ma'lumotlar markazlarining tendentsiyasi uzatish masofasi talablarining oshishiga olib keldi. Ko'p rejimli tolalarning uzatish masofasi signal tezligining oshishi bilan chegaralanadi va asta-sekin bir rejimli tolalar bilan almashtirilishi kutilmoqda.Tolali aloqaning narxi ikki qismdan iborat: optik modul va optik tola. Turli masofalar uchun turli xil qo'llaniladigan echimlar mavjud. Ma'lumot markazi aloqasi uchun zarur bo'lgan o'rta va uzoq masofali o'zaro ulanish uchun MSAdan kelib chiqqan ikkita inqilobiy yechim mavjud:
· PSM4（Parallel yagona rejim 4 qatorli）
· CWDM4（Qo'pol to'lqin uzunligi bo'linmasi multiplekseri 4 qatorli）
Ularning orasida PSM4 tolasidan foydalanish CWDM4 dan to'rt baravar ko'p. Bog'lanish masofasi uzoq bo'lsa, CWDM4 yechim narxi nisbatan past bo'ladi. Quyidagi jadvaldan ma'lumotlar markazi 100G optik moduli yechimlarini taqqoslashni ko'rishimiz mumkin:
Bugungi kunda 400G optik modullarni amalga oshirish texnologiyasi sanoatning diqqat markaziga aylandi.400G optik modulining asosiy vazifasi ma'lumotlar uzatishni yaxshilash va ma'lumotlar markazining tarmoqli kengligi va port zichligini maksimal darajada oshirishdir.Uning kelajakdagi tendentsiyasi keng ko'lamga erishishdir. daromad, past shovqin, miniatyura va integratsiya, yangi avlod simsiz tarmoqlari va ultra keng ko'lamli ma'lumotlar markazi aloqa ilovalari ehtiyojlarini qondirish uchun.
Dastlabki 400G optik moduli CFP8 toʻplamida 16-kanalli 25G NRZ (Non-Returnto Zero) signal modulyatsiyasi usulidan foydalangan. Afzalligi shundaki, 100G optik modulida yetilgan 25G NRZ signal modulyatsiyasi texnologiyasi qarzga olinishi mumkin, ammo kamchiligi shundaki 16 ta signal parallel ravishda uzatilishi kerakligi va quvvat iste'moli va hajmi nisbatan katta, bu ma'lumotlar markazi ilovalari uchun mos emas. Joriy 400G optik modulda 8 kanalli 53G NRZ yoki 4 kanalli 106G PAM4 (4 impuls) Amplituda modulyatsiyasi) signal modulyatsiyasi asosan 400G signal uzatishni amalga oshirish uchun ishlatiladi.
Modullarni qadoqlash nuqtai nazaridan, OSFP yoki QSFP-DD ishlatiladi va ikkala paket ham 8 ta elektr signali interfeysini ta'minlay oladi. Taqqoslash uchun, QSFP-DD paketi hajmi kichikroq va ma'lumotlar markazi ilovalari uchun ko'proq mos keladi; OSFP to'plami hajmi biroz kattaroq va ko'proq quvvat sarflaydi, bu esa telekommunikatsiya ilovalari uchun ko'proq mos keladi.
100G/400G optik modullarning “yadro” quvvatini tahlil qiling
Biz 100G va 400G optik modullarini amalga oshirishni qisqacha tanishtirdik. Quyidagilarni 100G CWDM4 yechimi, 400G CWDM8 yechimi va 400G CWDM4 yechimining sxematik diagrammalarida ko‘rish mumkin:
100G CWDM4 sxemasi
400G CWDM8 sxemasi
400G CWDM4 sxemasi
Optik modulda fotoelektr signalini konvertatsiya qilishning kaliti fotodetektor hisoblanadi. Nihoyat, ushbu rejalarni qondirish uchun siz "yadro" dan qanday ehtiyojlarni qondirishingiz kerak?
100G CWDM4 yechimi 4lx25GbE, 400G CWDM8 yechimi 8lx50GbE amalga oshirishni talab qiladi va 400G CWDM4 yechimi 4lx100GbE amalga oshirishni talab qiladi ning modulyatsiya tezligiga 25Gbd va 53Gbd qurilmalar. 400G CWDM4 sxemasi PAM4 modulyatsiya sxemasini qabul qiladi, bu esa qurilmadan 53Gbd yoki undan ortiq modulyatsiya tezligiga ega bo'lishini ham talab qiladi.
Qurilmaning modulyatsiya tezligi qurilmaning tarmoqli kengligiga mos keladi. 1310nm diapazonli 100G optik modul uchun tarmoqli kengligi 25GHz InGaAs detektori yoki detektor massivi yetarli.