"Rrjeti" është bërë një "domosdoshmëri" për shumicën e njerëzve bashkëkohorë.
Arsyeja pse mund të vijë një epokë kaq e përshtatshme e rrjetit, "teknologjia e komunikimit me fibra optike" mund të thuhet se është e domosdoshme.
Në vitin 1966, melekuqeja kineze britanike propozoi konceptin e fibrës optike, e cila ndezi kulmin e zhvillimit të komunikimit me fibra optike në mbarë botën. Gjenerata e parë e sistemeve të valëve të dritës që funksiononin në 0.8 μm në 1978 u vu zyrtarisht në përdorim komercial dhe gjenerata e dytë e valëve të lehta sistemet e komunikimit duke përdorur fibër multimode në ditët e hershme u prezantuan shpejt në fillim të viteve 1980. Deri në vitin 1990, sistemi i valëve optike të gjeneratës së tretë që funksiononte me 2.4 Gb/s dhe 1.55 μm ishte në gjendje të ofronte shërbime të komunikimit komercial.
Melekuqes "babai i fibrave", i cili dha një kontribut të madh në "transmetimin e dritës në fibër për komunikimin optik", u nderua me Çmimin Nobel në Fizikë në vitin 2009.
Komunikimi me fibra optike është bërë tashmë një nga shtyllat kryesore të komunikimit modern, duke luajtur një rol kryesor në rrjetet moderne të telekomunikacionit.Ai shihet gjithashtu si një simbol i rëndësishëm i revolucionit të ri teknologjik botëror dhe mjeti kryesor i transmetimit të informacionit në shoqërinë e ardhshme të informacionit.
Vitet e fundit, tregu i aplikacioneve të të dhënave të mëdha, kompjuterit cloud, 5G, Internetit të Gjërave dhe inteligjencës artificiale është zhvilluar me shpejtësi.Tregu i aplikacioneve pa pilot që po vjen po sjell rritje shpërthyese në trafikun e të dhënave.Ndërlidhja e qendrës së të dhënave është zhvilluar gradualisht në kërkime të komunikimit optik.pikë e nxehtë.
Brenda qendrës së madhe të të dhënave të Google
Qendra aktuale e të dhënave nuk është më vetëm një ose disa dhoma kompjuteri, por një grup grupesh qendrash të dhënash. Për të arritur punën normale të shërbimeve të ndryshme të internetit dhe tregjeve të aplikacioneve, qendrat e të dhënave duhet të punojnë së bashku. Në kohë reale dhe ndërveprimi masiv i informacionit midis qendrave të të dhënave ka krijuar kërkesën për rrjetet e ndërlidhjes së qendrave të të dhënave dhe komunikimi me fibra optike është bërë një mjet i domosdoshëm për të arritur ndërlidhjen.
Ndryshe nga pajisjet tradicionale të transmetimit të rrjetit të aksesit të telekomit, ndërlidhja e qendrës së të dhënave duhet të arrijë më shumë informacion dhe transmetim më të dendur, gjë që kërkon që pajisjet komutuese të kenë shpejtësi më të lartë, konsum më të ulët të energjisë dhe më shumë miniaturizim. Një nga faktorët kryesorë që përcaktojnë nëse këto aftësi mund të jenë i arritur është moduli i transmetuesit optik.
Disa njohuri bazë rreth moduleve të transmetuesit optik
Rrjeti i informacionit kryesisht përdor fibër optike si mjet transmetimi, por llogaritja dhe analiza aktuale duhet të bazohen gjithashtu në sinjale elektrike, dhe moduli i transmetuesit optik është pajisja kryesore për realizimin e konvertimit fotoelektrik.
Komponentët thelbësorë të modulit optik janë Transmetuesi (Nënmoduli që Emiton Drita)/Marrësi (Nënmoduli Marrës i Dritës) ose Transmetuesi (Moduli i Transmetuesit Optik), çipi elektrik, dhe gjithashtu përfshijnë komponentë pasivë si lente, ndarës dhe kombinues.Përbërja e qarkut periferik.
Në fundin transmetues: sinjali elektrik shndërrohet në sinjal optik me anë të transmetuesit, dhe më pas futet në fibër optike nga përshtatësi optik; Në fundin marrës: sinjali optik në fibrën optike merret nga Marrësi përmes përshtatësit optik. dhe konvertohet në një sinjal elektrik dhe dërgohet në njësinë kompjuterike për përpunim.
Skema e modulit të transmetuesit optik
Me zhvillimin e teknologjisë së integrimit optoelektronik, forma e paketimit të modulit të transmetuesit optik gjithashtu ka pësuar disa ndryshime.Para se të formohej industria e moduleve optike, ajo u zhvillua nga prodhuesit kryesorë të pajisjeve të telekomit në ditët e para.Ndërfaqet ishin të ndryshme dhe nuk mund të përdoreshin universalisht.Kjo i bëri modulet e transmetuesit optik të mos këmbyeshëm. Për zhvillimin e industrisë, u krijua marrëveshja përfundimtare "Multi Source (MSA)".Me standardin MSA, kompanitë që u fokusuan në mënyrë të pavarur në zhvillimin e Transceiver filluan të shfaqen dhe industria u ngrit.
Moduli i transmetuesit optik mund të ndahet në SFP, XFP, QSFP, CFP, etj. sipas formës së paketës:
· SFP (Small Form-factor Pluggable) është një standard modul transmetuesi kompakt, me prizë për aplikacionet e telekomit dhe të të dhënave që mbështet shpejtësi transferimi deri në 10 Gbps.
XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) është një modul transmetues i mbyllshëm me një faktor të vogël me shkallë të vogël 10G që mbështet protokolle të shumta komunikimi si 10G Ethernet, 10G Fiber Channel dhe SONETOC-192. Transmetuesit XFP mund të përdoren në komunikimin e të dhënave dhe tregjet e telekomunikacionit dhe ofrojnë karakteristika më të mira të konsumit të energjisë sesa transmetuesit e tjerë 10 Gbps.
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable) është një standard kompakt marrës me prizë për aplikacionet e komunikimit të të dhënave me shpejtësi të lartë.Sipas shpejtësisë, QSFP mund të ndahet në module optike 4×1G QSFP, 4×10GQSFP+, 4×25G QSFP28.Aktualisht QSFP28 është përdorur gjerësisht në qendrat globale të të dhënave.
· CFP (Centum gigabits Form Pluggable) bazohet në një modul komunikimi të standardizuar të ndarjes optike me valë të dendur me një shpejtësi transmetimi prej 100-400 Gbps.Madhësia e modulit CFP është më e madhe se ajo e SFP/XFP/QSFP dhe përgjithësisht përdoret për transmetime në distanca të gjata, si p.sh. një rrjet metropolitane.
Moduli i transmetuesit optik për komunikimin e qendrës së të dhënave
Komunikimi i qendrës së të dhënave mund të ndahet në tre kategori sipas llojit të lidhjes:
(1) Qendra e të dhënave për përdoruesin krijohet nga sjellja e përdoruesit fundor siç është shfletimi i faqes në internet, dërgimi dhe marrja e emaileve dhe transmetimeve video duke hyrë në re;
(2) Ndërlidhja e qendrës së të dhënave, e përdorur kryesisht për riprodhimin e të dhënave, softuerin dhe përmirësimin e sistemit;
(3) Brenda qendrës së të dhënave, përdoret kryesisht për ruajtjen, gjenerimin dhe nxjerrjen e informacionit.Sipas parashikimit të Cisco-s, komunikimi i brendshëm i qendrës së të dhënave përbën më shumë se 70% të komunikimit të qendrës së të dhënave dhe zhvillimi i ndërtimit të qendrës së të dhënave ka sjellë zhvillimin e moduleve optike me shpejtësi të lartë.
Trafiku i të dhënave vazhdon të rritet dhe tendenca në shkallë të gjerë dhe rrafshuese e qendrës së të dhënave po nxit zhvillimin e moduleve optike në dy aspekte:
· Kërkesat e rritura të normës së transmetimit
· Rritja e kërkesës sasiore
Aktualisht, kërkesat e moduleve optike të qendrës së të dhënave globale kanë ndryshuar nga modulet optike 10/40G në modulet optike 100G.Promovimi në renë kompjuterike të Kinës Alibaba do të bëhet viti i parë i aplikimit në shkallë të gjerë të moduleve optike 100G në 2018. Pritet të përmirësohet Modulet optike 400G në 2019.
Rruga e evolucionit të modulit të resë Ali
Trendi i qendrave të të dhënave në shkallë të gjerë ka çuar në një rritje të kërkesave për distancën e transmetimit.Distanca e transmetimit të fibrave multimode është e kufizuar nga rritja e shpejtësisë së sinjalit dhe pritet të zëvendësohet gradualisht nga fibrat me një modalitet. Kostoja e lidhjes së fibrave përbëhet nga dy pjesë: moduli optik dhe fibra optike.Për distanca të ndryshme, ekzistojnë zgjidhje të ndryshme të aplikueshme. Për ndërlidhjen në distancë të mesme dhe të gjatë që kërkohet për komunikimin e qendrës së të dhënave, ekzistojnë dy zgjidhje revolucionare të lindura nga MSA:
· PSM4 (Modaliteti paralel paralel me 4 korsi)
· CWDM4 (Multiplekseri i ndarjes së gjatësisë së valës së trashë 4 korsi)
Midis tyre, përdorimi i fibrave PSM4 është katër herë më i madh se ai i CWDM4.Kur distanca e lidhjes është e gjatë, kostoja e zgjidhjes CWDM4 është relativisht e ulët.Nga tabela e mëposhtme, ne mund të shohim një krahasim të zgjidhjeve të modulit optik të qendrës së të dhënave 100G:
Sot, teknologjia e zbatimit të moduleve optike 400G është bërë fokusi i industrisë.Funksioni kryesor i modulit optik 400G është të përmirësojë xhiron e të dhënave dhe të maksimizojë gjerësinë e brezit dhe densitetin e portit të qendrës së të dhënave.Tendenca e tij e ardhshme është të arrijë gjerësisht fitimi, zhurma e ulët, miniaturizimi dhe integrimi, për të përmbushur nevojat e rrjeteve pa tela të gjeneratës së ardhshme dhe aplikacioneve të komunikimit të qendrave të të dhënave në shkallë jashtëzakonisht të madhe.
Moduli optik i hershëm 400G përdori një metodë modulimi të sinjalit 25G NRZ (Non-Returnto Zero) me 16 kanale në një paketë CFP8. Avantazhi është se teknologjia e modulimit të sinjalit 25G NRZ e maturuar në modulin optik 100G mund të huazohet, por disavantazhi është se 16 sinjale duhet të transmetohen paralelisht, dhe konsumi i energjisë dhe vëllimi janë relativisht të mëdha, gjë që nuk është e përshtatshme për aplikimet e qendrës së të dhënave. Në modulin aktual optik 400G, 53G NRZ me 8 kanale ose 106G PAM4 me 4 kanale (4 Pulse Modulimi i Amplitudës) modulimi i sinjalit përdoret kryesisht për të realizuar transmetimin e sinjalit 400G.
Për sa i përket paketimit të moduleve, përdoret OSFP ose QSFP-DD, dhe të dyja paketat mund të ofrojnë 8 ndërfaqe sinjalesh elektrike. Në krahasim, paketa QSFP-DD është më e vogël në madhësi dhe më e përshtatshme për aplikimet e qendrës së të dhënave;paketa OSFP është pak më e madhe në madhësi dhe konsumon më shumë energji, duke e bërë atë më të përshtatshme për aplikacionet e telekomit.
Analizoni fuqinë "bërthamë" të moduleve optike 100G/400G
Ne kemi prezantuar shkurtimisht zbatimin e moduleve optike 100G dhe 400G.Më poshtë mund të shihet në diagramet skematike të zgjidhjes 100G CWDM4, zgjidhjes 400G CWDM8 dhe zgjidhjes 400G CWDM4:
Skema 100G CWDM4
Skema 400G CWDM8
Skema 400G CWDM4
Në modulin optik, çelësi për të realizuar konvertimin e sinjalit fotoelektrik është fotodetektori.Për të përmbushur përfundimisht këto plane, çfarë lloj nevojash duhet të plotësoni nga "thelbësore"?
Zgjidhja 100G CWDM4 kërkon implementim 4λx25GbE, zgjidhja 400G CWDM8 kërkon zbatim 8λx50GbE dhe zgjidhja 400G CWDM4 kërkon implementim 4λx100GbE. Që korrespondon me metodën e modulimit, 100G zgjidhja CWDM8, e cila korrespondon me normën e modulimit CWDMG4 dhe 40 GbE. Pajisjet 25 Gbd dhe 53 Gbd. Skema 400G CWDM4 miraton skemën e modulimit PAM4, e cila gjithashtu kërkon që pajisja të ketë një normë modulimi prej 53 Gbd ose më shumë.
Shkalla e modulimit të pajisjes korrespondon me gjerësinë e brezit të pajisjes.Për një modul optik 100G me brez 1310 nm, mjafton një detektor InGaAs me gjerësi brezi 25 GHz ose grup detektorësh.