„Мрежа“ је постала „неопходност“ за већину савремених људи.
Разлог зашто може доћи до тако згодне мрежне ере, може се рећи да је „оптичка комуникациона технологија“ неопходна.
Британски кинески сирак је 1966. године предложио концепт оптичких влакана, који је запалио врхунац развоја комуникације оптичким влакнима широм света. Прва генерација светлосних система који раде на 0,8 μм 1978. званично је пуштена у комерцијалну употребу, а друга генерација светлосних таласа Комуникациони системи који су користили вишемодна влакна у раним данима брзо су уведени раних 1980-их. До 1990. године, трећа генерација оптичког таласног система који је радио на 2,4 Гб/с и 1,55 μм био је у стању да пружи комерцијалне комуникационе услуге.
„Отац влакана“ сирка, који је дао значајан допринос „преношењу светлости у влакнима за оптичку комуникацију“, добио је Нобелову награду за физику 2009.
Комуникација оптичким влакнима је сада постала један од главних стубова модерне комуникације, играјући кључну улогу у савременим телекомуникационим мрежама.Такође се сматра важним симболом нове светске технолошке револуције и главним средством за пренос информација у будућем информационом друштву.
Последњих година тржиште апликација великих података, рачунарства у облаку, 5Г, Интернета ствари и вештачке интелигенције брзо се развило.Тржиште беспилотних апликација које долази доноси експлозиван раст саобраћаја података.Интерконекција центара података постепено се развила у истраживање оптичких комуникација.жариште.
Унутар Гооглеовог великог центра података
Тренутни дата центар више није само једна или неколико рачунарских просторија, већ скуп кластера центара података. Да би се постигао нормалан рад различитих интернет услуга и тржишта апликација, центри података морају да раде заједно. У реалном времену и масовна интеракција информација између центара података створила је потражњу за мрежама међуповезивања центара података, а комуникација оптичким влакнима постала је неопходно средство за постизање међусобног повезивања.
За разлику од традиционалне опреме за пренос телеком приступне мреже, интерконекција центара података треба да постигне више информација и гушћи пренос, што захтева да комутаторска опрема има већу брзину, мању потрошњу енергије и више минијатуризације. Један од кључних фактора који одређују да ли се ове могућности могу постигнут је оптички примопредајни модул.
Нека основна знања о оптичким примопредајним модулима
Информациона мрежа углавном користи оптичко влакно као медиј за пренос, али тренутни прорачун и анализа такође морају бити засновани на електричним сигналима, а оптички примопредајни модул је основни уређај за реализацију фотоелектричне конверзије.
Основне компоненте оптичког модула су трансмитер (подмодул који емитује светлост)/пријемник (подмодул за пријем светлости) или примопредајник (оптички примопредајни модул), електрични чип, а такође укључују пасивне компоненте као што су сочива, разделници и комбинатори.Састав периферног кола.
На крају одашиљања: електрични сигнал се претвара у оптички сигнал од стране трансмитера, а затим се уводи у оптичко влакно преко оптичког адаптера; На крају пријема: оптички сигнал у оптичком влакну прима пријемник преко оптичког адаптера и претвара се у електрични сигнал и шаље у рачунарску јединицу на обраду.
Шема оптичког примопредајног модула
Са развојем технологије оптоелектронске интеграције, облик паковања оптичког примопредајног модула је такође претрпео неке промене.Пре него што је формирана индустрија оптичких модула, развили су је главни произвођачи телеком опреме у првим данима.Интерфејси су били разноврсни и нису могли да се користе универзално.Ово је учинило да модули оптичких примопредајника нису заменљиви. За развој индустрије, ступио је на снагу коначни „Мулти Соурце Агреемент (МСА)”.Са МСА стандардом, компаније које су се самостално фокусирале на развој Трансцеивер-а почеле су да се појављују, а индустрија је порасла.
Модул оптичког примопредајника се може поделити на СФП, КСФП, КСФП, ЦФП, итд. према облику пакета:
· СФП (Смалл Форм-фацтор Плуггабле) је компактан, примопредајни модул који се може прикључити на стандард за телекомуникацијске и датацом апликације који подржава брзине преноса до 10Гбпс.
КСФП (10 Гигабит Смалл Форм Фацтор Плуггабле) је 10Г примопредајни модул малог формата који подржава вишеструке комуникационе протоколе као што су 10Г Етхернет, 10Г Фибер Цханнел и СОНЕТОЦ-192.КСФП примопредајници се могу користити у комуникацији података и телекомуникационим тржиштима и нуде боље карактеристике потрошње енергије од осталих 10Гбпс примопредајника.
КСФП (Куад Смалл Форм-фацтор Плуггабле) је компактан стандард примопредајника који се може прикључити за апликације велике брзине преноса података.Према брзини, КСФП се може поделити на 4×1Г КСФП, 4×10ГКСФП+, 4×25Г КСФП28 оптичке модуле.Тренутно се КСФП28 широко користи у глобалним центрима података.
· ЦФП (Центум гигабитс Форм Плуггабле) је заснован на стандардизованом комуникационом модулу за оптичко раздвајање густог таласа са брзином преноса од 100-400 Гбпс.Величина ЦФП модула је већа од величине СФП/КСФП/КСФП и генерално се користи за пренос на велике удаљености као што је градска мрежа.
Оптички примопредајни модул за комуникацију центра података
Комуникација центра података се може поделити у три категорије према врсти везе:
(1) Дата центар за корисника се генерише понашањем крајњег корисника као што је прегледање веб странице, слање и примање е-поште и видео стримова приступом облаку;
(2) Интерконекција центара података, која се углавном користи за репликацију података, надоградњу софтвера и система;
(3) Унутар центра података, углавном се користи за складиштење информација, генерисање и рударење.Према Цисцовој прогнози, интерна комуникација центара података чини више од 70% комуникације центра података, а развој конструкције дата центара је изнедрио развој оптичких модула велике брзине.
Саобраћај података наставља да расте, а тренд великих размера и спљоштења дата центра покреће развој оптичких модула у два аспекта:
· Повећани захтеви за брзину преноса
· Повећање количинске потражње
Тренутно су се захтеви за оптичке модуле глобалног центра података променили са 10/40Г оптичких модула на 100Г оптичке модуле. Кинеска Алибаба Цлоуд Промоција ће постати прва година широке примене 100Г оптичких модула у 2018. Очекује се да ће се надоградити 400Г оптички модули у 2019.
Али пут еволуције модула облака
Тренд великих центара података довео је до повећања захтева за даљином преноса.Удаљеност преноса вишемодних влакана ограничена је повећањем брзине сигнала и очекује се да ће се постепено заменити једномодним влакнима. Цена оптичке везе састоји се од два дела: оптичког модула и оптичког влакна.За различите удаљености постоје различита применљива решења. За међувезу на средње и велике удаљености која је потребна за комуникацију центра података, постоје два револуционарна решења настала од МСА:
· ПСМ4 (Паралелни сингле Моде 4 траке)
· ЦВДМ4 (Мултиплексер грубе таласне дужине 4 траке)
Међу њима, употреба ПСМ4 влакана је четири пута већа од ЦВДМ4.Када је удаљеност везе дуга, цена решења ЦВДМ4 је релативно ниска.Из табеле испод, можемо видети поређење решења оптичког модула за дата центар 100Г:
Данас је технологија имплементације 400Г оптичких модула постала фокус индустрије. Главна функција 400Г оптичког модула је да побољша проток података и максимизира пропусни опсег и густину портова у дата центру. Његов будући тренд је да постигне широк појачање, низак ниво буке, минијатуризација и интеграција, како би се задовољиле потребе бежичних мрежа следеће генерације и комуникационих апликација ултра-великих центара података.
Рани 400Г оптички модул је користио 16-канални 25Г НРЗ (Нон-Ретурнто Зеро) метод модулације сигнала у ЦФП8 пакету. Предност је у томе што технологија модулације 25Г НРЗ сигнала сазрела на 100Г оптичком модулу може да се позајми, али је недостатак да 16 сигнала треба да се преноси паралелно, а потрошња енергије и запремина су релативно велики, што није погодно за апликације у дата центрима. У тренутном 400Г оптичком модулу, 8-канални 53Г НРЗ или 4-канални 106Г ПАМ4 (4 пулса Амплитудна модулација) модулација сигнала се углавном користи за реализацију преноса сигнала од 400Г.
Што се тиче паковања модула, користи се ОСФП или КСФП-ДД, а оба пакета могу да обезбеде 8 електричних сигналних интерфејса. За поређење, КСФП-ДД пакет је мањи по величини и погоднији за апликације центара података;ОСФП пакет је нешто веће величине и троши више енергије, што га чини погоднијим за телекомуникацијске апликације.
Анализирајте „језгро“ снаге 100Г/400Г оптичких модула
Укратко смо представили имплементацију 100Г и 400Г оптичких модула.Следеће се може видети на шематским дијаграмима решења 100Г ЦВДМ4, 400Г ЦВДМ8 решења и 400Г ЦВДМ4 решења:
100Г ЦВДМ4 шема
400Г ЦВДМ8 шема
400Г ЦВДМ4 шема
У оптичком модулу, кључ за реализацију фотоелектричне конверзије сигнала је фотодетектор.Да бисте коначно испунили ове планове, које потребе морате да испуните из „језгра“?
Решење 100Г ЦВДМ4 захтева имплементацију 4λк25ГбЕ, решење 400Г ЦВДМ8 захтева имплементацију од 8λк50ГбЕ, а решење 400Г ЦВДМ4 захтева имплементацију 4λк100ГбЕ. У складу са методом модулације, 100Г ЦВДМ4 и 400Г ЦВДМ8 модулација одговарају шеми модулације од 400Г у складу са ЦВДМ шемом. 25Гбд и 53Гбд уређаји. 400Г ЦВДМ4 шема усваја ПАМ4 модулациону шему, која такође захтева да уређај има брзину модулације од 53Гбд или више.
Брзина модулације уређаја одговара пропусном опсегу уређаја.За 100Г оптички модул од 1310 нм, довољан је ИнГаАс детектор или детекторски низ од 25 ГХз.