"Netwerk" het 'n "noodsaaklikheid" geword vir die meeste hedendaagse mense.
Die rede waarom so 'n gerieflike netwerk-era kan aanbreek, "optiese vesel-kommunikasietegnologie" kan gesê word dat dit onontbeerlik is.
In 1966 het die Britse Sjinese sorghum die konsep van optiese vesel voorgestel, wat die klimaks van die ontwikkeling van optiese vesel kommunikasie wêreldwyd aan die brand gesteek het. kommunikasiestelsels wat multimodusvesel in die vroeë dae gebruik het, is vinnig in die vroeë 1980's bekendgestel. Teen 1990 kon die derdegenerasie optiese golfstelsel wat teen 2,4 Gb/s en 1,55 μm werk, kommersiële kommunikasiedienste verskaf.
Die "vader van vesel" sorghum, wat 'n deurbraakbydrae gemaak het tot "die oordrag van lig in vesel vir optiese kommunikasie," is bekroon met die 2009 Nobelprys in Fisika.
Optiese veselkommunikasie het nou een van die hoofpilare van moderne kommunikasie geword en speel 'n deurslaggewende rol in moderne telekommunikasienetwerke.Dit word ook gesien as 'n belangrike simbool van die wêreld se nuwe tegnologiese revolusie en die belangrikste manier van oordrag van inligting in die toekomstige inligtingsamelewing.
In onlangse jare het die toepassingsmark van groot data, wolkrekenaars, 5G, Internet van Dinge en kunsmatige intelligensie vinnig ontwikkel.Die onbemande toepassingsmark wat aan die kom is, bring plofbare groei in dataverkeer.Datasentrum-interkonneksie het geleidelik ontwikkel tot optiese kommunikasienavorsing.warm plek.
Binne Google se groot datasentrum
Die huidige datasentrum is nie meer net 'n enkele of 'n paar rekenaarkamers nie, maar 'n stel datasentrumklusters. Om die normale werk van verskeie internetdienste en toepassingsmarkte te bereik, moet datasentrums saamwerk.Die intydse en massiewe interaksie van inligting tussen datasentrums het die vraag na datasentrum-interkonneksienetwerke geskep, en optieseveselkommunikasie het 'n noodsaaklike manier geword om interkonneksie te bewerkstellig.
Anders as tradisionele telekommunikasie-toegangsnetwerk-oordragtoerusting, moet datasentrum-interkonneksie meer inligting en digter transmissie verkry, wat vereis dat skakeltoerusting hoër spoed, laer kragverbruik en meer miniaturisering moet hê. Een van die kernfaktore wat bepaal of hierdie vermoëns kan wees behaal is die optiese transceiver module.
Sommige basiese kennis oor optiese transceiver modules
Die inligtingsnetwerk gebruik hoofsaaklik optiese vesel as die transmissiemedium, maar die stroomberekening en analise moet ook op elektriese seine gebaseer word, en die optiese transceivermodule is die kerntoestel om foto-elektriese omskakeling te realiseer.
Die kernkomponente van die optiese module is Transmitter (Light Emitting Submodule)/Ontvanger (Light Receiving Submodule) of Transceiver (Optiese Transceiver Module), elektriese skyfie, en sluit ook passiewe komponente soos lense, splitters en combiners in.Perifere stroombaan samestelling.
Aan die uitsaaikant: die elektriese sein word omgeskakel in 'n optiese sein deur die transmitter, en dan ingevoer na die optiese vesel deur die optiese adapter; Aan die ontvangkant: die optiese sein in die optiese vesel word deur die Ontvanger deur die optiese adapter ontvang en in 'n elektriese sein omgeskakel en na die rekenaareenheid gestuur vir verwerking.
Optiese transceiver module skematies
Met die ontwikkeling van opto-elektroniese integrasietegnologie het die verpakkingsvorm van die optiese transceivermodule ook 'n paar veranderinge ondergaan.Voordat die optiese module-industrie gevorm is, is dit in die vroeë dae deur die groot vervaardigers van telekommunikasietoerusting ontwikkel.Die koppelvlakke was gevarieerd en kon nie universeel gebruik word nie.Dit het gemaak dat die optiese transceiver-modules nie uitruilbaar is nie. Vir die ontwikkeling van die bedryf het die finale "Multi Source Agreement (MSA)" tot stand gekom.Met die MSA-standaard het maatskappye wat onafhanklik op die ontwikkeling van Transceiver gefokus het, begin ontstaan, en die bedryf het gestyg.
Die optiese transceiver module kan verdeel word in SFP, XFP, QSFP, CFP, ens. volgens die pakketvorm:
· SFP (Small Form-factor Pluggable) is 'n kompakte, inpropbare transceiver-modulestandaard vir telekommunikasie- en datakommunikasietoepassings wat tot 10Gbps-oordragtempo's ondersteun.
Die XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) is 'n 10G-koers klein vormfaktor inpropbare transceiver module wat verskeie kommunikasie protokolle ondersteun soos 10G Ethernet, 10G Fibre Channel, en SONETOC-192.XFP transceivers kan gebruik word in die data kommunikasie en telekommunikasiemarkte en bied beter kragverbruikeienskappe as ander 10Gbps-senderontvangers.
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable) is 'n kompakte, inpropbare transceiver-standaard vir hoëspoed-datakommunikasietoepassings.Volgens die spoed kan die QSFP verdeel word in 4×1G QSFP, 4×10GQSFP+, 4×25G QSFP28 optiese modules.Tans is QSFP28 wyd gebruik in globale datasentrums.
· CFP (Centum gigabits Form Pluggable) is gebaseer op 'n gestandaardiseerde diggolf optiese splitsende kommunikasiemodule met 'n transmissietempo van 100-400 Gbps.Die grootte van die CFP-module is groter as dié van die SFP/XFP/QSFP, en word oor die algemeen gebruik vir langafstandtransmissie soos 'n metropolitaanse gebiedsnetwerk.
Optiese transceiver module vir datasentrum kommunikasie
Datasentrumkommunikasie kan volgens die tipe verbinding in drie kategorieë verdeel word:
(1) Die datasentrum aan die gebruiker word gegenereer deur die eindgebruikersgedrag soos om op die webblad te blaai, e-posse en videostrome te stuur en te ontvang deur toegang tot die wolk te verkry;
(2) Datasentrum-interkonneksie, hoofsaaklik gebruik vir data-replikasie, sagteware en stelselopgraderings;
(3) Binne die datasentrum word dit hoofsaaklik vir inligtingberging, generering en mynbou gebruik.Volgens Cisco se voorspelling maak datasentruminterne kommunikasie meer as 70% van datasentrumkommunikasie uit, en die ontwikkeling van datasentrumkonstruksie het die ontwikkeling van hoëspoed optiese modules tot gevolg gehad.
Die dataverkeer groei steeds, en die datasentrum se grootskaalse en afplattingstendens dryf die ontwikkeling van optiese modules in twee aspekte:
· Verhoogde transmissietempo vereistes
· Toename in hoeveelheid aanvraag
Tans het die vereistes van globale datasentrum optiese modules verander van 10/40G optiese modules na 100G optiese modules.China se Alibaba Wolk Bevordering sal die eerste jaar van grootskaalse toepassing van 100G optiese modules word in 2018. Dit word verwag om op te gradeer 400G optiese modules in 2019.
Ali wolk module evolusie pad
Die neiging van grootskaalse datasentrums het gelei tot 'n toename in transmissieafstandvereistes.Die transmissieafstand van multimodusvesels word beperk deur die toename in seintempo en sal na verwagting geleidelik deur enkelmodusvesels vervang word.Die koste van die veselskakel bestaan uit twee dele: die optiese module en die optiese vesel.Vir verskillende afstande is daar verskillende toepaslike oplossings. Vir die medium- tot langafstand-interkonneksie wat nodig is vir datasentrumkommunikasie, is daar twee revolusionêre oplossings wat uit MSA gebore is:
· PSM4 (Parallelle Enkelmodus 4 bane)
· CWDM4 (Growwe Golflengte Divisie Multiplexer 4 bane)
Onder hulle is die PSM4-veselgebruik vier keer dié van CWDM4.Wanneer die skakelafstand lank is, is die CWDM4-oplossingskoste relatief laag.Uit die tabel hieronder kan ons 'n vergelyking van die datasentrum 100G optiese module-oplossings sien:
Vandag het die implementeringstegnologie van 400G optiese modules die fokus van die industrie geword. Die hooffunksie van die 400G optiese module is om die data deurset te verbeter en die bandwydte en poortdigtheid van die datasentrum te maksimeer. Sy toekomstige neiging is om wyd te bereik wins, lae geraas, miniaturisering en integrasie, om aan die behoeftes van die volgende generasie draadlose netwerke en ultragrootskaalse datasentrumkommunikasietoepassings te voldoen.
Die vroeë 400G optiese module het 'n 16-kanaal 25G NRZ (Non-Returnto Zero) seinmodulasiemetode in 'n CFP8-pakket gebruik. Die voordeel is dat die 25G NRZ seinmodulasietegnologie wat op die 100G optiese module verouder is, geleen kan word, maar die nadeel is dat 16 seine parallel versend moet word, en die kragverbruik en volume is relatief groot, wat nie geskik is vir datasentrumtoepassings nie.In die huidige 400G optiese module, 8-kanaal 53G NRZ of 4-kanaal 106G PAM4 (4 Pulse) Amplitude Modulation) seinmodulasie word hoofsaaklik gebruik om 400G seintransmissie te realiseer.
In terme van moduleverpakking word OSFP of QSFP-DD gebruik, en beide pakkette kan 8 elektriese sein-koppelvlakke verskaf. In vergelyking is die QSFP-DD-pakket kleiner in grootte en meer geskik vir datasentrumtoepassings;die OSFP-pakket is effens groter in grootte en verbruik meer krag, wat dit meer geskik maak vir telekommunikasietoepassings.
Ontleed die "kern" krag van 100G/400G optiese modules
Ons het die implementering van optiese 100G- en 400G-modules kortliks bekendgestel.Die volgende kan in die skematiese diagramme van die 100G CWDM4-oplossing, die 400G CWDM8-oplossing en die 400G CWDM4-oplossing gesien word:
100G CWDM4 skematiese
400G CWDM8 skematiese
400G CWDM4 skematiese
In die optiese module is die sleutel om foto-elektriese seinomskakeling te realiseer die fotodetektor.Om uiteindelik aan hierdie planne te voldoen, watter soort behoeftes moet jy vanuit die “kern” bevredig?
Die 100G CWDM4-oplossing vereis 4λx25GbE-implementering, die 400G CWDM8-oplossing vereis 8λx50GbE-implementering, en die 400G CWDM4-oplossing vereis 4λx100GbE-implementering. Ooreenkoms met die modulasiemetode, die 100G DM CWDM0-modulasie, wat ooreenstem met die 100G 4 CWDM0-modulasie, ooreenstem met die 100G 4- en DM8-modulasietempo. 25Gbd- en 53Gbd-toestelle. Die 400G CWDM4-skema neem die PAM4-modulasieskema aan, wat ook vereis dat die toestel 'n modulasietempo van 53Gbd of meer moet hê.
Die toestelmodulasietempo stem ooreen met die toestelbandwydte.Vir 'n 1310nm-band 100G optiese module is 'n bandwydte 25GHz InGaAs-detektor of detektor-skikking voldoende.