મોટાભાગના સમકાલીન લોકો માટે "નેટવર્ક" એ "જરૂરિયાત" બની ગયું છે.
આવો અનુકૂળ નેટવર્ક યુગ આવવાનું કારણ "ફાઇબર-ઓપ્ટિક કોમ્યુનિકેશન ટેકનોલોજી" અનિવાર્ય કહી શકાય.
1966માં, બ્રિટિશ ચાઈનીઝ જુવારે ઓપ્ટિકલ ફાઈબરની વિભાવનાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો, જેણે વિશ્વભરમાં ઓપ્ટિકલ ફાઈબર કોમ્યુનિકેશન વિકસાવવાની પરાકાષ્ઠાને પ્રજ્વલિત કરી. 1978માં 0.8 μm પર કાર્યરત લાઇટવેવ સિસ્ટમ્સની પ્રથમ પેઢીને સત્તાવાર રીતે વ્યાપારી ઉપયોગમાં મૂકવામાં આવી, અને લાઇટવેવની બીજી પેઢી. શરૂઆતના દિવસોમાં મલ્ટિમોડ ફાઇબરનો ઉપયોગ કરતી સંચાર પ્રણાલીઓ ઝડપથી 1980ના દાયકાની શરૂઆતમાં રજૂ કરવામાં આવી હતી. 1990 સુધીમાં, 2.4 Gb/s અને 1.55 μm પર કાર્યરત ત્રીજી પેઢીની ઓપ્ટિકલ વેવ સિસ્ટમ વ્યાપારી સંચાર સેવાઓ પ્રદાન કરવામાં સક્ષમ હતી.
"ફાઇબરના પિતા" જુવાર, જેમણે "ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન માટે ફાઇબરમાં પ્રકાશના પ્રસારણ" માટે એક મહત્વપૂર્ણ યોગદાન આપ્યું હતું, તેમને 2009નું ભૌતિકશાસ્ત્રમાં નોબેલ પારિતોષિક એનાયત કરવામાં આવ્યું હતું.
ઓપ્ટિકલ ફાઈબર કોમ્યુનિકેશન હવે આધુનિક સંદેશાવ્યવહારના મુખ્ય સ્તંભોમાંનું એક બની ગયું છે, જે આધુનિક ટેલિકોમ્યુનિકેશન નેટવર્ક્સમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે.તે વિશ્વની નવી તકનીકી ક્રાંતિના મહત્વપૂર્ણ પ્રતીક અને ભવિષ્યના માહિતી સમાજમાં માહિતીના પ્રસારણના મુખ્ય માધ્યમ તરીકે પણ જોવામાં આવે છે.
તાજેતરના વર્ષોમાં, બિગ ડેટા, ક્લાઉડ કમ્પ્યુટિંગ, 5જી, ઈન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ અને આર્ટિફિશિયલ ઈન્ટેલિજન્સનું એપ્લિકેશન માર્કેટ ઝડપથી વિકસ્યું છે.માનવરહિત એપ્લિકેશન માર્કેટ જે આવી રહ્યું છે તે ડેટા ટ્રાફિકમાં વિસ્ફોટક વૃદ્ધિ લાવી રહ્યું છે.ડેટા સેન્ટર ઇન્ટરકનેક્શન ધીમે ધીમે ઓપ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન રિસર્ચમાં વિકસિત થયું છે.ગરમ સ્થળ.
ગૂગલના મોટા ડેટા સેન્ટરની અંદર
વર્તમાન ડેટા સેન્ટર હવે માત્ર એક અથવા થોડા કોમ્પ્યુટર રૂમ નથી, પરંતુ ડેટા સેન્ટર ક્લસ્ટરોનો સમૂહ છે. વિવિધ ઈન્ટરનેટ સેવાઓ અને એપ્લિકેશન બજારોના સામાન્ય કાર્યને હાંસલ કરવા માટે, ડેટા સેન્ટરોએ સાથે મળીને કામ કરવાની જરૂર છે. વાસ્તવિક સમય અને ડેટા સેન્ટરો વચ્ચેની માહિતીની વ્યાપક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાએ ડેટા સેન્ટર ઇન્ટરકનેક્શન નેટવર્કની માંગ ઊભી કરી છે, અને ઓપ્ટિકલ ફાઇબર કમ્યુનિકેશન ઇન્ટરકનેક્શન હાંસલ કરવા માટે જરૂરી માધ્યમ બની ગયું છે.
પરંપરાગત ટેલિકોમ એક્સેસ નેટવર્ક ટ્રાન્સમિશન સાધનોથી વિપરીત, ડેટા સેન્ટર ઇન્ટરકનેક્શનને વધુ માહિતી અને વધુ ગાઢ ટ્રાન્સમિશન હાંસલ કરવાની જરૂર છે, જેના માટે સ્વિચિંગ સાધનોની જરૂર હોય છે જેથી ઊંચી ઝડપ, ઓછી વીજ વપરાશ અને વધુ લઘુત્તમીકરણ હોય. આ ક્ષમતાઓ નક્કી કરી શકે છે કે કેમ તે મુખ્ય પરિબળો પૈકી એક છે. ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સસીવર મોડ્યુલ પ્રાપ્ત થયું છે.
ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સસીવર મોડ્યુલો વિશે કેટલીક મૂળભૂત જાણકારી
માહિતી નેટવર્ક મુખ્યત્વે ટ્રાન્સમિશન માધ્યમ તરીકે ઓપ્ટિકલ ફાઈબરનો ઉપયોગ કરે છે, પરંતુ વર્તમાન ગણતરી અને વિશ્લેષણ પણ વિદ્યુત સંકેતો પર આધારિત હોવું જોઈએ, અને ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સસીવર મોડ્યુલ એ ફોટોઈલેક્ટ્રીક રૂપાંતરણને સાકાર કરવા માટેનું મુખ્ય ઉપકરણ છે.
ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલના મુખ્ય ઘટકો ટ્રાન્સમિટર (લાઇટ એમિટીંગ સબમોડ્યુલ)/રીસીવર (લાઇટ રીસીવિંગ સબમોડ્યુલ) અથવા ટ્રાન્સસીવર (ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સસીવર મોડ્યુલ), વિદ્યુત ચિપ છે અને તેમાં લેન્સીસ, સ્પ્લિટર્સ અને કોમ્બિનર્સ જેવા નિષ્ક્રિય ઘટકોનો પણ સમાવેશ થાય છે.પેરિફેરલ સર્કિટ રચના.
ટ્રાન્સમિટીંગ છેડે: વિદ્યુત સિગ્નલ ટ્રાન્સમિટર દ્વારા ઓપ્ટિકલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત થાય છે, અને પછી ઓપ્ટિકલ એડેપ્ટર દ્વારા ઓપ્ટિકલ ફાઈબરમાં ઇનપુટ થાય છે; પ્રાપ્ત કરવાના અંતે: ઓપ્ટિકલ ફાઈબરમાં ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ રીસીવર દ્વારા ઓપ્ટિકલ એડેપ્ટર દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. અને વિદ્યુત સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે અને પ્રક્રિયા માટે કમ્પ્યુટિંગ યુનિટમાં મોકલવામાં આવે છે.
ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સસીવર મોડ્યુલ યોજનાકીય
ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઈન્ટીગ્રેશન ટેકનોલોજીના વિકાસ સાથે, ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સસીવર મોડ્યુલના પેકેજીંગ સ્વરૂપમાં પણ કેટલાક ફેરફારો થયા છે.ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ ઉદ્યોગની રચના થઈ તે પહેલાં, શરૂઆતના દિવસોમાં ટેલિકોમ સાધનોના મુખ્ય ઉત્પાદકો દ્વારા તેનો વિકાસ કરવામાં આવ્યો હતો.ઇન્ટરફેસ વૈવિધ્યસભર હતા અને તેનો સાર્વત્રિક ઉપયોગ કરી શકાતો નથી.આનાથી ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સસીવર મોડ્યુલો પરસ્પર બદલી શકાય તેવું ન બન્યું. ઉદ્યોગના વિકાસ માટે, અંતિમ "મલ્ટિ સોર્સ એગ્રીમેન્ટ (MSA)" અસ્તિત્વમાં આવ્યું.MSA સ્ટાન્ડર્ડ સાથે, ટ્રાન્સસીવરના વિકાસ પર સ્વતંત્ર રીતે ધ્યાન કેન્દ્રિત કરતી કંપનીઓ ઉભરાવા લાગી, અને ઉદ્યોગ વધ્યો.
ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સસીવર મોડ્યુલને પેકેજ ફોર્મ અનુસાર SFP, XFP, QSFP, CFP, વગેરેમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:
· SFP (સ્મોલ ફોર્મ-ફેક્ટર પ્લગેબલ) એ ટેલિકોમ અને ડેટાકોમ એપ્લીકેશન માટે કોમ્પેક્ટ, પ્લગેબલ ટ્રાન્સસીવર મોડ્યુલ સ્ટાન્ડર્ડ છે જે 10Gbps સુધીના ટ્રાન્સફર રેટને સપોર્ટ કરે છે.
XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) એ 10G-રેટ સ્મોલ ફોર્મ ફેક્ટર પ્લગેબલ ટ્રાન્સસીવર મોડ્યુલ છે જે 10G ઈથરનેટ, 10G ફાઈબર ચેનલ અને SONETOC-192 જેવા બહુવિધ કોમ્યુનિકેશન પ્રોટોકોલ્સને સપોર્ટ કરે છે. XFP ટ્રાન્સસીવરનો ઉપયોગ ડેટા કમ્યુનિકેશનમાં કરી શકાય છે. ટેલિકોમ્યુનિકેશન માર્કેટ અને અન્ય 10Gbps ટ્રાન્સસીવર્સ કરતાં વધુ સારી પાવર વપરાશ લાક્ષણિકતાઓ પ્રદાન કરે છે.
QSFP (ક્વાડ સ્મોલ ફોર્મ-ફેક્ટર પ્લગેબલ) એ હાઇ-સ્પીડ ડેટા કમ્યુનિકેશન એપ્લિકેશન્સ માટે કોમ્પેક્ટ, પ્લગેબલ ટ્રાન્સસીવર સ્ટાન્ડર્ડ છે.ઝડપ અનુસાર, QSFP ને 4×1G QSFP, 4×10GQSFP+, 4×25G QSFP28 ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.હાલમાં QSFP28 વૈશ્વિક ડેટા કેન્દ્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
· CFP (સેન્ટમ ગીગાબિટ્સ ફોર્મ પ્લગેબલ) 100-400 Gbps ના ટ્રાન્સમિશન રેટ સાથે પ્રમાણિત ગાઢ વેવ ઓપ્ટિકલ સ્પ્લિટિંગ કમ્યુનિકેશન મોડ્યુલ પર આધારિત છે.CFP મોડ્યુલનું કદ SFP/XFP/QSFP કરતા મોટું છે અને સામાન્ય રીતે તેનો ઉપયોગ મેટ્રોપોલિટન એરિયા નેટવર્ક જેવા લાંબા-અંતરના ટ્રાન્સમિશન માટે થાય છે.
ડેટા સેન્ટર સંચાર માટે ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સસીવર મોડ્યુલ
કનેક્શનના પ્રકાર અનુસાર ડેટા સેન્ટર કમ્યુનિકેશનને ત્રણ કેટેગરીમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:
(1) વપરાશકર્તા માટે ડેટા સેન્ટર અંતિમ વપરાશકર્તાની વર્તણૂક દ્વારા જનરેટ થાય છે જેમ કે વેબપેજને બ્રાઉઝ કરવું, મેઘ ઍક્સેસ કરીને ઇમેઇલ્સ અને વિડિયો સ્ટ્રીમ્સ મોકલવા અને પ્રાપ્ત કરવા;
(2) ડેટા સેન્ટર ઇન્ટરકનેક્શન, મુખ્યત્વે ડેટા પ્રતિકૃતિ, સોફ્ટવેર અને સિસ્ટમ અપગ્રેડ માટે વપરાય છે;
(3) ડેટા સેન્ટરની અંદર, તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે માહિતી સંગ્રહ, ઉત્પાદન અને ખાણકામ માટે થાય છે.સિસ્કોની આગાહી મુજબ, ડેટા સેન્ટરના આંતરિક સંચારનો હિસ્સો 70% કરતા વધુ ડેટા સેન્ટર સંચાર માટે છે, અને ડેટા સેન્ટરના નિર્માણના વિકાસથી હાઇ-સ્પીડ ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલોનો વિકાસ થયો છે.
ડેટા ટ્રાફિક સતત વધતો જાય છે, અને ડેટા સેન્ટરનું મોટા પાયે અને સપાટ વલણ બે પાસાઓમાં ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલોના વિકાસને આગળ ધપાવે છે:
· ટ્રાન્સમિશન દરની જરૂરિયાતોમાં વધારો
· જથ્થાની માંગમાં વધારો
હાલમાં, વૈશ્વિક ડેટા સેન્ટર ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ્સની જરૂરિયાતો 10/40G ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ્સથી 100G ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ્સમાં બદલાઈ ગઈ છે. ચીનનું અલીબાબા ક્લાઉડ પ્રમોશન 2018માં 100G ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ્સની મોટા પાયે એપ્લિકેશનનું પ્રથમ વર્ષ બનશે. તે અપગ્રેડ થવાની અપેક્ષા છે. 2019 માં 400G ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ્સ.
અલી ક્લાઉડ મોડ્યુલ ઇવોલ્યુશન પાથ
મોટા પાયે ડેટા કેન્દ્રોના વલણને કારણે ટ્રાન્સમિશન અંતરની જરૂરિયાતોમાં વધારો થયો છે.મલ્ટીમોડ ફાઇબરનું ટ્રાન્સમિશન અંતર સિગ્નલ દરમાં વધારા દ્વારા મર્યાદિત છે અને ધીમે ધીમે સિંગલ-મોડ ફાઇબર દ્વારા બદલવામાં આવે તેવી અપેક્ષા છે. ફાઇબર લિંકની કિંમત બે ભાગોથી બનેલી છે: ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ અને ઓપ્ટિકલ ફાઇબર.વિવિધ અંતરો માટે, વિવિધ લાગુ ઉકેલો છે. ડેટા સેન્ટર સંચાર માટે જરૂરી મધ્યમથી લાંબા અંતરના ઇન્ટરકનેક્શન માટે, MSA થી જન્મેલા બે ક્રાંતિકારી ઉકેલો છે:
· PSM4 (સમાંતર સિંગલ મોડ 4 લેન)
· CWDM4 (બરછટ વેવેલન્થ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સર 4 લેન)
તેમાંથી, PSM4 ફાઇબરનો ઉપયોગ CWDM4 કરતા ચાર ગણો છે.જ્યારે લિંક અંતર લાંબુ હોય છે, ત્યારે CWDM4 સોલ્યુશનની કિંમત પ્રમાણમાં ઓછી હોય છે.નીચેના કોષ્ટકમાંથી, અમે ડેટા સેન્ટર 100G ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ સોલ્યુશન્સની સરખામણી જોઈ શકીએ છીએ:
આજે, 400G ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલની અમલીકરણ ટેકનોલોજી ઉદ્યોગનું ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી રહી છે. 400G ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલનું મુખ્ય કાર્ય ડેટા થ્રુપુટને સુધારવાનું અને ડેટા સેન્ટરની બેન્ડવિડ્થ અને પોર્ટ ઘનતાને મહત્તમ બનાવવાનું છે. તેનું ભાવિ વલણ વ્યાપક પ્રાપ્ત કરવાનું છે. નેક્સ્ટ જનરેશન વાયરલેસ નેટવર્ક્સ અને અલ્ટ્રા-લાર્જ-સ્કેલ ડેટા સેન્ટર કોમ્યુનિકેશન એપ્લીકેશનની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા ગેઇન, ઓછો અવાજ, લઘુચિત્રીકરણ અને એકીકરણ.
પ્રારંભિક 400G ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ CFP8 પેકેજમાં 16-ચેનલ 25G NRZ (નોન-રિટર્નટો ઝીરો) સિગ્નલ મોડ્યુલેશન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે. ફાયદો એ છે કે 100G ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ પર પરિપક્વ 25G NRZ સિગ્નલ મોડ્યુલેશન ટેક્નોલોજી ઉછીના લઈ શકાય છે, પરંતુ તેનો ગેરલાભ છે. કે 16 સિગ્નલો સમાંતર રીતે પ્રસારિત કરવાની જરૂર છે, અને પાવર વપરાશ અને વોલ્યુમ પ્રમાણમાં મોટા છે, જે ડેટા સેન્ટર એપ્લિકેશન માટે યોગ્ય નથી. વર્તમાન 400G ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલમાં, 8-ચેનલ 53G NRZ અથવા 4-ચેનલ 106G PAM4 (4 પલ્સ એમ્પ્લિટ્યુડ મોડ્યુલેશન) સિગ્નલ મોડ્યુલેશનનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે 400G સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશનને સાકાર કરવા માટે થાય છે.
મોડ્યુલ પેકેજીંગના સંદર્ભમાં, OSFP અથવા QSFP-DD નો ઉપયોગ થાય છે, અને બંને પેકેજો 8 ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલ ઇન્ટરફેસ પ્રદાન કરી શકે છે. સરખામણીમાં, QSFP-DD પેકેજ કદમાં નાનું છે અને ડેટા સેન્ટર એપ્લિકેશન્સ માટે વધુ યોગ્ય છે;OSFP પેકેજ કદમાં થોડું મોટું છે અને વધુ પાવર વાપરે છે, જે તેને ટેલિકોમ એપ્લિકેશન્સ માટે વધુ યોગ્ય બનાવે છે.
100G/400G ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલોની "કોર" શક્તિનું વિશ્લેષણ કરો
અમે 100G અને 400G ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલોના અમલીકરણની ટૂંકમાં રજૂઆત કરી છે.100G CWDM4 સોલ્યુશન, 400G CWDM8 સોલ્યુશન અને 400G CWDM4 સોલ્યુશનના યોજનાકીય આકૃતિઓમાં નીચેના જોઈ શકાય છે:
100G CWDM4 યોજનાકીય
400G CWDM8 યોજનાકીય
400G CWDM4 યોજનાકીય
ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલમાં, ફોટોઈલેક્ટ્રીક સિગ્નલ કન્વર્ઝનને સમજવા માટેની ચાવી એ ફોટોડિટેક્ટર છે.આખરે આ યોજનાઓને પૂર્ણ કરવા માટે, તમારે "મુખ્ય" માંથી કયા પ્રકારની જરૂરિયાતો પૂરી કરવાની જરૂર છે?
100G CWDM4 સોલ્યુશનને 4λx25GbE અમલીકરણની જરૂર છે, 400G CWDM8 સોલ્યુશનને 8λx50GbE અમલીકરણની જરૂર છે, અને 400G CWDM4 સોલ્યુશનને 4λx100GbE અમલીકરણની જરૂર છે. મોડ્યુલેશન પદ્ધતિને અનુરૂપ, 100G અને 100G મોડ્યુલેશન રેટને અપનાવે છે, જે CWRZ4DM રેટને આદર આપે છે. 25Gbd અને 53Gbd ઉપકરણો. 400G CWDM4 યોજના PAM4 મોડ્યુલેશન સ્કીમને અપનાવે છે, જેના માટે ઉપકરણનો મોડ્યુલેશન રેટ 53Gbd અથવા તેથી વધુ હોવો જરૂરી છે.
ઉપકરણ મોડ્યુલેશન દર ઉપકરણ બેન્ડવિડ્થને અનુરૂપ છે.1310nm બેન્ડ 100G ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ માટે, બેન્ડવિડ્થ 25GHz InGaAs ડિટેક્ટર અથવા ડિટેક્ટર એરે પર્યાપ્ત છે.