"నెట్‌వర్క్" అనేది చాలా మంది సమకాలీన వ్యక్తులకు "అవసరం"గా మారింది.
ఇంత అనుకూలమైన నెట్‌వర్క్ యుగం రావడానికి కారణం “ఫైబర్-ఆప్టిక్ కమ్యూనికేషన్ టెక్నాలజీ” అనివార్యమని చెప్పవచ్చు.
1966లో, బ్రిటీష్ చైనీస్ జొన్నలు ఆప్టికల్ ఫైబర్ భావనను ప్రతిపాదించారు, ఇది ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్‌ను అభివృద్ధి చేసే పరాకాష్టకు దారితీసింది. 1978లో 0.8 μm వద్ద పనిచేసే మొదటి తరం లైట్‌వేవ్ సిస్టమ్‌లు అధికారికంగా వాణిజ్య ఉపయోగంలోకి వచ్చాయి మరియు రెండవ తరం లైట్‌వేవ్ ప్రారంభ రోజుల్లో మల్టీమోడ్ ఫైబర్‌ని ఉపయోగించి కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్‌లు 1980ల ప్రారంభంలో త్వరగా ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి. 1990 నాటికి, 2.4 Gb/s మరియు 1.55 μm వద్ద పనిచేసే మూడవ తరం ఆప్టికల్ వేవ్ సిస్టమ్ వాణిజ్య కమ్యూనికేషన్ సేవలను అందించగలిగింది.
"ఫైబర్ యొక్క పితామహుడు" జొన్న, "ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ కోసం ఫైబర్‌లో కాంతి ప్రసారానికి" ఒక పురోగతి సహకారం అందించాడు, భౌతికశాస్త్రంలో 2009 నోబెల్ బహుమతిని పొందారు.
ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ ఇప్పుడు ఆధునిక కమ్యూనికేషన్ యొక్క ప్రధాన స్తంభాలలో ఒకటిగా మారింది, ఆధునిక టెలికమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్‌లలో కీలక పాత్ర పోషిస్తోంది.ఇది ప్రపంచంలోని నూతన సాంకేతిక విప్లవానికి ముఖ్యమైన చిహ్నంగా మరియు భవిష్యత్ సమాచార సమాజంలో సమాచార ప్రసారానికి ప్రధాన సాధనంగా కూడా పరిగణించబడుతుంది.
ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, బిగ్ డేటా, క్లౌడ్ కంప్యూటింగ్, 5G, ఇంటర్నెట్ ఆఫ్ థింగ్స్ మరియు కృత్రిమ మేధస్సు యొక్క అప్లికేషన్ మార్కెట్ వేగంగా అభివృద్ధి చెందింది.రాబోయే మానవరహిత అప్లికేషన్ మార్కెట్ డేటా ట్రాఫిక్‌కు పేలుడు వృద్ధిని తీసుకువస్తోంది.డేటా సెంటర్ ఇంటర్‌కనెక్షన్ క్రమంగా ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ పరిశోధనగా అభివృద్ధి చెందింది.హాట్ స్పాట్.
Google యొక్క పెద్ద డేటా సెంటర్ లోపల
ప్రస్తుత డేటా సెంటర్ అనేది ఇకపై కేవలం సింగిల్ లేదా కొన్ని కంప్యూటర్ గదులు మాత్రమే కాదు, డేటా సెంటర్ క్లస్టర్‌ల సమితి. వివిధ ఇంటర్నెట్ సేవలు మరియు అప్లికేషన్ మార్కెట్‌ల యొక్క సాధారణ పనిని సాధించడానికి, డేటా సెంటర్‌లు కలిసి పనిచేయాలి. నిజ సమయంలో మరియు డేటా సెంటర్ల మధ్య సమాచారం యొక్క భారీ పరస్పర చర్య డేటా సెంటర్ ఇంటర్‌కనెక్షన్ నెట్‌వర్క్‌ల కోసం డిమాండ్‌ను సృష్టించింది మరియు ఇంటర్‌కనెక్ట్ సాధించడానికి ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ అవసరమైన సాధనంగా మారింది.
సాంప్రదాయ టెలికాం యాక్సెస్ నెట్‌వర్క్ ట్రాన్స్‌మిషన్ పరికరాల మాదిరిగా కాకుండా, డేటా సెంటర్ ఇంటర్‌కనెక్షన్‌కు మరింత సమాచారం మరియు మరింత దట్టమైన ప్రసారాన్ని సాధించాల్సిన అవసరం ఉంది, దీనికి పరికరాలు మారడం అధిక వేగం, తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం మరియు మరింత సూక్ష్మీకరణ అవసరం. ఈ సామర్థ్యాలు ఉండవచ్చో లేదో నిర్ణయించే ప్రధాన కారకాల్లో ఒకటి. సాధించబడినది ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌సీవర్ మాడ్యూల్.
ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌సీవర్ మాడ్యూల్స్ గురించి కొంత ప్రాథమిక జ్ఞానం
సమాచార నెట్‌వర్క్ ప్రధానంగా ఆప్టికల్ ఫైబర్‌ను ప్రసార మాధ్యమంగా ఉపయోగిస్తుంది, అయితే ప్రస్తుత గణన మరియు విశ్లేషణ కూడా విద్యుత్ సంకేతాలపై ఆధారపడి ఉండాలి మరియు ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ మార్పిడిని గ్రహించడానికి ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌సీవర్ మాడ్యూల్ ప్రధాన పరికరం.
ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ యొక్క ప్రధాన భాగాలు ట్రాన్సిమిటర్ (లైట్ ఎమిటింగ్ సబ్‌మాడ్యూల్)/రిసీవర్ (లైట్ రిసీవింగ్ సబ్‌మాడ్యూల్) లేదా ట్రాన్స్‌సీవర్ (ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌సీవర్ మాడ్యూల్), ఎలక్ట్రికల్ చిప్ మరియు లెన్స్‌లు, స్ప్లిటర్లు మరియు కాంబినర్‌లు వంటి నిష్క్రియ భాగాలను కూడా కలిగి ఉంటాయి.పరిధీయ సర్క్యూట్ కూర్పు.
ట్రాన్స్మిటింగ్ చివరలో: ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్ ట్రాన్సిమిటర్ ద్వారా ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌గా మార్చబడుతుంది, ఆపై ఆప్టికల్ అడాప్టర్ ద్వారా ఆప్టికల్ ఫైబర్‌కి ఇన్‌పుట్ చేయబడుతుంది; స్వీకరించే చివరలో: ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లోని ఆప్టికల్ సిగ్నల్ ఆప్టికల్ అడాప్టర్ ద్వారా రిసీవర్ ద్వారా స్వీకరించబడుతుంది. మరియు ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌గా మార్చబడుతుంది మరియు ప్రాసెసింగ్ కోసం కంప్యూటింగ్ యూనిట్‌కు పంపబడుతుంది.
ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌సీవర్ మాడ్యూల్ స్కీమాటిక్
ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ ఇంటిగ్రేషన్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధితో, ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌సీవర్ మాడ్యూల్ యొక్క ప్యాకేజింగ్ రూపం కూడా కొన్ని మార్పులకు గురైంది.ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ పరిశ్రమ ఏర్పడక ముందు, ఇది ప్రారంభ రోజుల్లో ప్రధాన టెలికాం పరికరాల తయారీదారులచే అభివృద్ధి చేయబడింది.ఇంటర్‌ఫేస్‌లు వైవిధ్యంగా ఉన్నాయి మరియు విశ్వవ్యాప్తంగా ఉపయోగించబడవు.ఇది ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌సీవర్ మాడ్యూల్‌లను పరస్పరం మార్చుకోలేని విధంగా చేసింది. పరిశ్రమ అభివృద్ధి కోసం, చివరి “మల్టీ సోర్స్ అగ్రిమెంట్ (MSA)” ఉనికిలోకి వచ్చింది.MSA ప్రమాణంతో, ట్రాన్స్‌సీవర్‌ను అభివృద్ధి చేయడంపై స్వతంత్రంగా దృష్టి సారించిన కంపెనీలు ఉద్భవించడం ప్రారంభించాయి మరియు పరిశ్రమ పెరిగింది.
ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌సీవర్ మాడ్యూల్‌ని ప్యాకేజీ ఫారమ్ ప్రకారం SFP, XFP, QSFP, CFP, మొదలైనవిగా విభజించవచ్చు:
· SFP (స్మాల్ ఫారమ్-ఫాక్టర్ ప్లగ్గబుల్) అనేది టెలికాం మరియు డేటాకామ్ అప్లికేషన్‌ల కోసం 10Gbps వరకు బదిలీ రేట్లకు మద్దతు ఇచ్చే కాంపాక్ట్, ప్లగ్ చేయదగిన ట్రాన్స్‌సీవర్ మాడ్యూల్ ప్రమాణం.
XFP (10 గిగాబిట్ స్మాల్ ఫారమ్ ఫ్యాక్టర్ ప్లగ్గబుల్) అనేది 10G-రేట్ స్మాల్ ఫారమ్ ఫ్యాక్టర్ ప్లగ్గబుల్ ట్రాన్స్‌సీవర్ మాడ్యూల్, ఇది 10G ఈథర్నెట్, 10G ఫైబర్ ఛానెల్ మరియు SONETOC-192.XFP ట్రాన్స్‌సీవర్‌ల వంటి బహుళ కమ్యూనికేషన్ ప్రోటోకాల్‌లకు మద్దతు ఇస్తుంది మరియు డేటా కమ్యూనికేషన్‌లలో ఉపయోగించవచ్చు. టెలికమ్యూనికేషన్ మార్కెట్లు మరియు ఇతర 10Gbps ట్రాన్స్‌సీవర్‌ల కంటే మెరుగైన విద్యుత్ వినియోగ లక్షణాలను అందిస్తాయి.
QSFP (క్వాడ్ స్మాల్ ఫారమ్-ఫాక్టర్ ప్లగ్గబుల్) అనేది హై-స్పీడ్ డేటా కమ్యూనికేషన్ అప్లికేషన్‌ల కోసం కాంపాక్ట్, ప్లగ్ చేయదగిన ట్రాన్స్‌సీవర్ స్టాండర్డ్.వేగం ప్రకారం, QSFPని 4×1G QSFP, 4×10GQSFP+, 4×25G QSFP28 ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్‌గా విభజించవచ్చు.ప్రస్తుతం QSFP28 ప్రపంచ డేటా కేంద్రాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతోంది.
· CFP (సెంటమ్ గిగాబిట్స్ ఫారమ్ ప్లగ్గబుల్) అనేది 100-400 Gbps ప్రసార రేటుతో ప్రామాణికమైన దట్టమైన వేవ్ ఆప్టికల్ స్ప్లిటింగ్ కమ్యూనికేషన్ మాడ్యూల్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది.CFP మాడ్యూల్ యొక్క పరిమాణం SFP/XFP/QSFP కంటే పెద్దది మరియు సాధారణంగా మెట్రోపాలిటన్ ఏరియా నెట్‌వర్క్ వంటి సుదూర ప్రసారానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
డేటా సెంటర్ కమ్యూనికేషన్ కోసం ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌సీవర్ మాడ్యూల్
కనెక్షన్ రకం ప్రకారం డేటా సెంటర్ కమ్యూనికేషన్‌ను మూడు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు:
(1) క్లౌడ్‌ని యాక్సెస్ చేయడం ద్వారా వెబ్‌పేజీని బ్రౌజ్ చేయడం, ఇమెయిల్‌లు మరియు వీడియో స్ట్రీమ్‌లను పంపడం మరియు స్వీకరించడం వంటి తుది వినియోగదారు ప్రవర్తన ద్వారా వినియోగదారుకు డేటా సెంటర్ రూపొందించబడుతుంది;
(2) డేటా సెంటర్ ఇంటర్‌కనెక్షన్, ప్రధానంగా డేటా రెప్లికేషన్, సాఫ్ట్‌వేర్ మరియు సిస్టమ్ అప్‌గ్రేడ్‌ల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది;
(3) డేటా సెంటర్ లోపల, ఇది ప్రధానంగా సమాచార నిల్వ, ఉత్పత్తి మరియు మైనింగ్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.సిస్కో యొక్క సూచన ప్రకారం, డేటా సెంటర్ కమ్యూనికేషన్‌లో 70% కంటే ఎక్కువ డేటా సెంటర్ అంతర్గత కమ్యూనికేషన్ ఖాతాలను కలిగి ఉంది మరియు డేటా సెంటర్ నిర్మాణం యొక్క అభివృద్ధి హై-స్పీడ్ ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్ అభివృద్ధికి దారితీసింది.
డేటా ట్రాఫిక్ పెరుగుతూనే ఉంది మరియు డేటా సెంటర్ యొక్క పెద్ద-స్థాయి మరియు చదును ధోరణి రెండు అంశాలలో ఆప్టికల్ మాడ్యూల్‌ల అభివృద్ధిని నడిపిస్తోంది:
· పెరిగిన ప్రసార రేటు అవసరాలు
· పరిమాణంలో డిమాండ్ పెరుగుదల
ప్రస్తుతం, గ్లోబల్ డేటా సెంటర్ ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్ యొక్క అవసరాలు 10/40G ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్ నుండి 100G ఆప్టికల్ మాడ్యూల్‌లకు మారాయి.చైనా యొక్క అలీబాబా క్లౌడ్ ప్రమోషన్ 2018లో 100G ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్ యొక్క భారీ-స్థాయి అప్లికేషన్ యొక్క మొదటి సంవత్సరం అవుతుంది. ఇది అప్‌గ్రేడ్ అవుతుందని భావిస్తున్నారు. 2019లో 400G ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్.
అలీ క్లౌడ్ మాడ్యూల్ పరిణామ మార్గం
పెద్ద-స్థాయి డేటా కేంద్రాల ధోరణి ప్రసార దూర అవసరాల పెరుగుదలకు దారితీసింది.మల్టీమోడ్ ఫైబర్‌ల ప్రసార దూరం సిగ్నల్ రేటు పెరుగుదల ద్వారా పరిమితం చేయబడింది మరియు క్రమంగా సింగిల్-మోడ్ ఫైబర్‌లతో భర్తీ చేయబడుతుందని భావిస్తున్నారు. ఫైబర్ లింక్ యొక్క ధర రెండు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది: ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ మరియు ఆప్టికల్ ఫైబర్.వేర్వేరు దూరాల కోసం, వేర్వేరు వర్తించే పరిష్కారాలు ఉన్నాయి. డేటా సెంటర్ కమ్యూనికేషన్‌కు అవసరమైన మధ్యస్థ నుండి సుదూర ఇంటర్‌కనెక్షన్ కోసం, MSA నుండి రెండు విప్లవాత్మక పరిష్కారాలు ఉన్నాయి:
· PSM4 (సమాంతర సింగిల్ మోడ్ 4 లేన్లు)
· CWDM4 (ముతక తరంగదైర్ఘ్యం డివిజన్ మల్టీప్లెక్సర్ 4 లేన్లు)
వాటిలో, PSM4 ఫైబర్ వినియోగం CWDM4 కంటే నాలుగు రెట్లు ఎక్కువ.లింక్ దూరం ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, CWDM4 సొల్యూషన్ ధర చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.దిగువ పట్టిక నుండి, మేము డేటా సెంటర్ 100G ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ పరిష్కారాల పోలికను చూడవచ్చు:
నేడు, 400G ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్ యొక్క అమలు సాంకేతికత పరిశ్రమ యొక్క కేంద్రంగా మారింది. 400G ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ యొక్క ప్రధాన విధి డేటా నిర్గమాంశను మెరుగుపరచడం మరియు డేటా సెంటర్ యొక్క బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు పోర్ట్ సాంద్రతను పెంచడం. దీని భవిష్యత్ ధోరణి విస్తృత స్థాయిని సాధించడం. తదుపరి తరం వైర్‌లెస్ నెట్‌వర్క్‌లు మరియు అల్ట్రా-లార్జ్-స్కేల్ డేటా సెంటర్ కమ్యూనికేషన్స్ అప్లికేషన్‌ల అవసరాలను తీర్చడానికి లాభం, తక్కువ శబ్దం, సూక్ష్మీకరణ మరియు ఏకీకరణ.
ప్రారంభ 400G ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ CFP8 ప్యాకేజీలో 16-ఛానల్ 25G NRZ (నాన్-రిటర్న్‌టో జీరో) సిగ్నల్ మాడ్యులేషన్ పద్ధతిని ఉపయోగించింది. ప్రయోజనం ఏమిటంటే 100G ఆప్టికల్ మాడ్యూల్‌పై పరిపక్వత పొందిన 25G NRZ సిగ్నల్ మాడ్యులేషన్ టెక్నాలజీని అరువు తీసుకోవచ్చు, కానీ ప్రతికూలత ఏమిటంటే 16 సిగ్నల్స్ సమాంతరంగా ప్రసారం చేయబడాలి మరియు విద్యుత్ వినియోగం మరియు వాల్యూమ్ సాపేక్షంగా పెద్దది, ఇది డేటా సెంటర్ అప్లికేషన్‌లకు తగినది కాదు. ప్రస్తుత 400G ఆప్టికల్ మాడ్యూల్‌లో, 8-ఛానల్ 53G NRZ లేదా 4-ఛానల్ 106G PAM4 (4 పల్స్ యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్) సిగ్నల్ మాడ్యులేషన్ ప్రధానంగా 400G సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌మిషన్‌ను గ్రహించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
మాడ్యూల్ ప్యాకేజింగ్ పరంగా, OSFP లేదా QSFP-DD ఉపయోగించబడుతుంది మరియు రెండు ప్యాకేజీలు 8 ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లను అందించగలవు. పోల్చి చూస్తే, QSFP-DD ప్యాకేజీ పరిమాణంలో చిన్నది మరియు డేటా సెంటర్ అప్లికేషన్‌లకు మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది;OSFP ప్యాకేజీ పరిమాణంలో కొంచెం పెద్దది మరియు ఎక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తుంది, ఇది టెలికాం అప్లికేషన్‌లకు మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది.
100G/400G ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్ యొక్క "కోర్" శక్తిని విశ్లేషించండి
మేము 100G మరియు 400G ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్ అమలును క్లుప్తంగా పరిచయం చేసాము.100G CWDM4 సొల్యూషన్, 400G CWDM8 సొల్యూషన్ మరియు 400G CWDM4 సొల్యూషన్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రాలలో క్రింది వాటిని చూడవచ్చు:
100G CWDM4 స్కీమాటిక్
400G CWDM8 స్కీమాటిక్
400G CWDM4 స్కీమాటిక్
ఆప్టికల్ మాడ్యూల్‌లో, ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ సిగ్నల్ మార్పిడిని గ్రహించడానికి కీ ఫోటోడెటెక్టర్.చివరకు ఈ ప్రణాళికలను నెరవేర్చడానికి, మీరు "కోర్" నుండి ఎలాంటి అవసరాలను తీర్చాలి?
100G CWDM4 సొల్యూషన్‌కు 4λx25GbE అమలు అవసరం, 400G CWDM8 సొల్యూషన్‌కు 8λx50GbE అమలు అవసరం, మరియు 400G CWDM4 సొల్యూషన్‌కు 4λx100GbE ఇంప్లిమెంటేషన్ అవసరం. CWR మాడ్యులేషన్ పద్ధతికి అనుగుణంగా CWD 100Gకి అనుగుణంగా CWD మాడ్యులేషన్ పద్ధతి, 100Gకి అనుగుణంగా CWD రేట్ 25Gbd మరియు 53Gbd పరికరాలు.400G CWDM4 స్కీమ్ PAM4 మాడ్యులేషన్ స్కీమ్‌ను స్వీకరిస్తుంది, దీనికి పరికరం 53Gbd లేదా అంతకంటే ఎక్కువ మాడ్యులేషన్ రేటును కలిగి ఉండాలి.
పరికర మాడ్యులేషన్ రేటు పరికరం బ్యాండ్‌విడ్త్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది.1310nm బ్యాండ్ 100G ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ కోసం, బ్యాండ్‌విడ్త్ 25GHz InGaAs డిటెక్టర్ లేదా డిటెక్టర్ అర్రే సరిపోతుంది.