„Net“ er orðið „nauðsyn“ fyrir flest nútímafólk.
Ástæðan fyrir því að svo þægilegt nettímabil getur komið, má segja að „ljósleiðarasamskiptatækni“ sé ómissandi.
Árið 1966 lagði breska kínverska sorghum til hugmyndina um ljósleiðara, sem kveikti hámarki þróunar ljósleiðarasamskipta um allan heim. Fyrsta kynslóð ljósbylgjukerfa sem starfaði við 0,8 μm árið 1978 var opinberlega tekin í notkun í atvinnuskyni og önnur kynslóð ljósbylgjukerfa. fjarskiptakerfi sem notuðu fjölstillingar trefjar í árdaga var fljótt kynnt snemma á níunda áratugnum. Árið 1990 var þriðju kynslóð ljósbylgjukerfisins sem starfaði á 2,4 Gb/s og 1,55 μm fær um að veita viðskiptasamskiptaþjónustu.
„Faðir trefja“ sorghum, sem lagði fram byltingarkennd framlag til „flutnings ljóss í ljósleiðara fyrir sjónræn samskipti,“ hlaut Nóbelsverðlaunin í eðlisfræði árið 2009.
Ljósleiðarasamskipti eru nú orðin ein af meginstoðum nútímasamskipta og gegna lykilhlutverki í nútíma fjarskiptanetum.Það er einnig talið mikilvægt tákn um nýja tæknibyltingu heimsins og helsta miðlun upplýsinga í framtíðarupplýsingasamfélagi.
Undanfarin ár hefur forritamarkaður stórgagna, tölvuskýja, 5G, Internet of Things og gervigreindar þróast hratt.Ómannaði forritamarkaðurinn sem er að koma er að færa gagnaumferð mikinn vöxt.Samtenging gagnavera hefur smám saman þróast yfir í sjónsamskiptarannsóknir.heitur reitur.
Inni í stóru gagnaveri Google
Núverandi gagnaver er ekki lengur bara eitt eða fá tölvuherbergi, heldur safn gagnaveraklasa. Til að ná eðlilegu starfi ýmissa netþjónustu og forritamarkaða þurfa gagnaver að vinna saman. Rauntíminn og mikil samskipti upplýsinga milli gagnavera hafa skapað eftirspurn eftir samtengingarnetum gagnavera og ljósleiðarasamskipti eru orðin nauðsynleg leið til að ná samtengingu.
Ólíkt hefðbundnum flutningsbúnaði fjarskiptanets þarf samtenging gagnavera að ná fram meiri upplýsingum og þéttari sendingu, sem krefst þess að skiptibúnaður sé með meiri hraða, minni orkunotkun og meiri smæðingu. Einn af kjarnaþáttunum sem ákvarða hvort þessi hæfileiki sé náð er sjónsenditækiseiningin.
Nokkur grunnþekking um sjónræna sendiviðtakaareining
Upplýsingakerfið notar aðallega ljósleiðara sem flutningsmiðil, en núverandi útreikningur og greining verður einnig að byggjast á rafmerkjum og ljósleiðaraeiningin er kjarnabúnaðurinn til að framkvæma ljósumbreytingu.
Kjarnaþættir sjóneiningarinnar eru sendir (ljósgeislandi undireining)/móttakari (ljósmóttökuundireining) eða senditæki (optísk sendimótareining), rafkubbur, og innihalda einnig óvirka íhluti eins og linsur, klofnar og sameina.Samsetning jaðarrásar.
Við sendingarenda: rafmerkinu er breytt í ljósmerki með sendanda og síðan inntak í ljósleiðarann með ljósleiðaranum; Í móttökuendanum: ljósmerkið í ljósleiðaranum er móttekið af móttakaranum í gegnum ljósleiðarann og breytt í rafmerki og sent til tölvueiningarinnar til vinnslu.
Skýringarmynd sjónsenditækiseiningarinnar
Með þróun sjónrænnar samþættingartækni hefur umbúðaform sjónsenditækisins einnig gengist undir nokkrar breytingar.Áður en sjóneiningariðnaðurinn var stofnaður var hann þróaður af helstu framleiðendum fjarskiptabúnaðar í árdaga.Viðmótin voru fjölbreytt og ekki var hægt að nota almennt.Þetta gerði það að verkum að ekki væri hægt að víxla ljósleiðaraeiningunum. Fyrir þróun iðnaðarins varð endanlegur „Multi Source Agreement (MSA)“ til.Með MSA staðlinum fóru að koma fram fyrirtæki sem einblíndu sjálfstætt á að þróa Transceiver og iðnaðurinn hækkaði.
Sjónvarpseiningunni má skipta í SFP, XFP, QSFP, CFP, osfrv í samræmi við pakkaformið:
· SFP (Small Form-factor Pluggable) er fyrirferðarlítill, tenginlegur senditækiseining staðall fyrir fjarskipta- og gagnaflutningsforrit sem styður allt að 10Gbps flutningshraða.
XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) er 10G-hraða lítill formstuðull innstunginn senditækiseining sem styður margar samskiptareglur eins og 10G Ethernet, 10G Fibre Channel og SONETOC-192.XFP senditæki er hægt að nota í gagnasamskiptum og fjarskiptamarkaði og bjóða upp á betri orkunotkunareiginleika en önnur 10Gbps senditæki.
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable) er fyrirferðarlítill, tengjanlegur senditækistaðall fyrir háhraða gagnasamskiptaforrit.Samkvæmt hraðanum er hægt að skipta QSFP í 4×1G QSFP, 4×10GQSFP+, 4×25G QSFP28 sjóneiningar.Eins og er hefur QSFP28 verið mikið notað í alþjóðlegum gagnaverum.
· CFP (Centum gigabits Form Pluggable) er byggt á stöðluðu ljósbylgjusamskiptaeiningu með flutningshraða 100-400 Gbps.Stærð CFP einingarinnar er stærri en SFP/XFP/QSFP og er almennt notuð fyrir langlínusendingar eins og stórborgarnet.
Optísk senditækiseining fyrir samskipti gagnavera
Samskipti gagnavera má skipta í þrjá flokka eftir tegund tengingar:
(1) Gagnaverið til notandans er myndað af hegðun notenda eins og að vafra um vefsíðuna, senda og taka á móti tölvupósti og myndstraumum með því að fá aðgang að skýinu;
(2) Samtenging gagnavera, aðallega notuð til afritunar gagna, hugbúnaðar og kerfisuppfærslu;
(3) Inni í gagnaverinu er það aðallega notað til upplýsingageymslu, framleiðslu og námuvinnslu.Samkvæmt spá Cisco eru innri samskipti gagnavera fyrir meira en 70% af samskiptum gagnavera og þróun gagnavera hefur leitt af sér þróun háhraða ljóseininga.
Gagnaumferðin heldur áfram að vaxa og stórfelld og fletjandi þróun gagnaversins knýr þróun sjónrænna eininga í tveimur þáttum:
· Auknar kröfur um flutningshraða
· Aukin eftirspurn eftir magni
Sem stendur hafa kröfur um alþjóðlega gagnaver sjónræna einingar breyst úr 10/40G sjóneiningum í 100G sjóneiningar.Kína Alibaba Cloud Promotion verður fyrsta árið í stórum stíl notkun 100G sjóneininga árið 2018. Gert er ráð fyrir að uppfæra 400G sjóneiningar árið 2019.
Ali skýjaeining þróunarleið
Þróun umfangsmikilla gagnavera hefur leitt til aukningar á kröfum um sendingarfjarlægð.Sendingarfjarlægð multimode trefja er takmörkuð af aukningu á merkjahraða og er gert ráð fyrir að smám saman verði skipt út fyrir einn-ham trefjar. Kostnaður við trefjartengilinn er samsettur af tveimur hlutum: ljóseiningunni og ljósleiðaranum.Fyrir mismunandi vegalengdir eru mismunandi viðeigandi lausnir. Fyrir meðal- og langlínusamtengingu sem þarf fyrir samskipti gagnavera eru tvær byltingarkenndar lausnir fæddar frá MSA:
· PSM4（Samhliða Single Mode 4 brautir）
· CWDM4（Grófbylgjulengdardeild margfaldari 4 brautir）
Meðal þeirra er PSM4 trefjanotkun fjórföld á við CWDM4.Þegar tengivegalengdin er löng er CWDM4 lausnarkostnaðurinn tiltölulega lágur.Í töflunni hér að neðan getum við séð samanburð á gagnaverinu 100G sjóneiningarlausnum:
Í dag hefur innleiðingartækni 400G sjóneininga orðið í brennidepli iðnaðarins. Meginhlutverk 400G sjóneiningarinnar er að bæta gagnaafköst og hámarka bandbreidd og tengiþéttleika gagnaversins. Framtíðarstefna þess er að ná breiðum ávinningur, lítill hávaði, smæðun og samþætting, til að mæta þörfum næstu kynslóðar þráðlausra neta og ofurstórra samskiptaforrita gagnavera.
Snemma 400G sjóneiningin notaði 16 rása 25G NRZ (Non-Returnto Zero) merkjamótunaraðferð í CFP8 pakka. Kosturinn er sá að 25G NRZ merkjamótunartæknin sem þroskaðist á 100G ljóseiningunni er hægt að fá að láni, en ókosturinn er að 16 merki þurfi að senda samhliða og orkunotkun og magn er tiltölulega mikið, sem hentar ekki fyrir gagnaver.Í núverandi 400G ljóseiningu, 8-rása 53G NRZ eða 4-rása 106G PAM4 (4 Pulse) Amplitude Modulation) merkjamótun er aðallega notuð til að átta sig á 400G merkjasendingu.
Hvað varðar einingapökkun er OSFP eða QSFP-DD notað og báðir pakkarnir geta veitt 8 rafmerkjaviðmót. Til samanburðar er QSFP-DD pakkinn minni í stærð og hentugri fyrir gagnaver;OSFP pakkinn er aðeins stærri að stærð og eyðir meiri orku, sem gerir hann hentugri fyrir fjarskiptaforrit.
Greindu „kjarna“ kraft 100G/400G sjóneininga
Við höfum stuttlega kynnt útfærslu á 100G og 400G sjóneiningum.Eftirfarandi má sjá á skýringarmyndum af 100G CWDM4 lausninni, 400G CWDM8 lausninni og 400G CWDM4 lausninni:
100G CWDM4 skýringarmynd
400G CWDM8 skýringarmynd
400G CWDM4 skýringarmynd
Í ljóseiningunni er ljósnemarinn lykillinn að því að gera sér grein fyrir umbreytingu ljósmerkja.Til þess að geta loksins staðið við þessar áætlanir, hvers konar þörfum þarftu að mæta frá „kjarnanum“?
100G CWDM4 lausnin krefst 4λx25GbE útfærslu, 400G CWDM8 lausnin krefst 8λx50GbE útfærslu og 400G CWDM4 lausnin krefst 4λx100GbE útfærslu. Samsvarandi mótunaraðferðinni, 100G 4 CWDM0 mótunarhlutfallið, 100G 4 og DM 8 mótunarhlutfallið, NRG sniðið samsvarar 25Gbd og 53Gbd tæki. 400G CWDM4 kerfið tekur upp PAM4 mótunarkerfi, sem krefst þess að tækið sé með mótunarhraða 53Gbd eða meira.
Mótunarhlutfall tækisins samsvarar bandbreidd tækisins.Fyrir 1310nm band 100G ljóseiningu er bandbreidd 25GHz InGaAs skynjari eða skynjarafylki nóg.