Definicija primopredajnika: Što zapravo ulazi u ove stvari

 

Dakle, optički primopredajnici. To su zapravo kutije koje omogućuju rad mreža optičkih vlakana - pretvarajući električne signale u svjetlo i natrag. Strana odašiljača izbacuje svjetlosne impulse kroz vlakno, strana prijemnika ih hvata i pretvara natrag u električne podatke koje vaša oprema može koristiti.

Naći ćete ih u podatkovnim centrima, telekomunikacijskoj infrastrukturi, gotovo svugdje gdje se kreću velike količine podataka. Cisco je izvijestio da su njihovi 400G primopredajnici dosegnuli veliku količinu proizvodnje u 2019., što vam daje ideju koliko brzo se ove stvari skaliraju - prešli smo sa standardnih 10G na 400G u otprilike petnaest godina.

 

 

Kako funkcioniraju kompromisi-za dizajn

 

Inženjeri se ovdje stalno bore s fizikom. Faktori manjeg oblika zvuče sjajno sve dok ne shvatite da trpate veću gustoću snage u manje prostora, što znači probleme s grijanjem. Faktor forme QSFP28 progurao je 100 Gbps kroz modul veličine vašeg palca - što je otprilike 25 Gbps po kanalu ako računate.

Temperaturni rasponi važniji su nego što ljudi misle. Potrošačke-stvari rade možda od 0 do 70 stupnjeva. Za industrijske i vojne primjene potrebno je -40 do +85 stupnjeva ili više, ponekad dostižući +90 stupanj . Zato se tvrtke poput Radialla usredotočuju na robusne dizajne - njihove obitelji S-Light i D-Light upravljaju tim proširenim dometima dok potrošnju energije održavaju razumnom.

Prednost elektromagnetskih smetnji

Staklena vlakna ne mare za EMI. Stavite bakar pored motora ili radio odašiljača i dobit ćete buku. Vlakna jednostavno... ne. Zbog toga podmornice, zrakoplovi, industrijska postrojenja preferiraju vlakna za kritične veze. Svjetlovodna vlakna možete provući uz-vodove visokog napona bez problema.

 

Stvarne brojke o učinku s terena

 

Juniper Networks objavio je podatke koji pokazuju da njihovi koherentni optički moduli postižu kapacitet od 14,4 Tbps preko jednog para vlakana još 2023. godine koristeći multipleksiranje valne duljine. To nije teoretski - koji se koristi u mrežama operatera.

D-Light serija Radiall proizvodi ide do 120 Gbps i više, pakirajući više kanala u jedan modul. 12-postoje verzije kanala, što znači da biste teoretski mogli progurati više od terabita kroz jedan primopredajnik ako bi svaki kanal bio maksimalan oko 100G. Mogućnosti površinske montaže i priključka omogućuju vam izravno lemljenje na ploče ili module za-vruću zamjenu, ovisno o potrebama vaše aplikacije.

Potrošnja energije jako varira. 10G SFP+ može potrošiti 1,5 vata. Primopredajnik od 400G mogao bi potrošiti 12-15 vata. Pomnožite to na stotine portova u preklopniku i odjednom će vam zahtjevi za hlađenjem eksplodirati - podatkovni centri troše gotovo isto toliko na hlađenje koliko ponekad troše na računala.

 

 

Faktori oblika i MSA standardi

 

Ugovori s više-izvora standardizirali su stvari tako da niste vezani za jednog dobavljača. SFP, SFP+, QSFP, QSFP28, QSFP-DD... akronimi se gomilaju. Svaka generacija obično podržava veće brzine ili više traka. QSFP-DD je udvostručio staze s 4 na 8, čime smo došli s 400G na 800G module bez potpunog redizajniranja svega.

Prilagođeni paketi još uvijek postoje za specijalizirane aplikacije. Vojska, zrakoplovstvo, teška industrijska okruženja - trebaju primopredajnike koji mogu izdržati vibracije, udarce, slani sprej, zračenje. Standardni komercijalni primopredajnici kvare se prilično brzo pod tim uvjetima.

Integracija kanala postaje gusta

Trpanje više kanala u isti otisak zahtijeva bolje upravljanje toplinom i strože proizvodne tolerancije. Stabilnost valne duljine na DWDM primopredajniku mora ostati unutar otprilike 0,01 nm ili ćete dobiti preslušavanje između kanala. Zato te stvari koštaju onoliko koliko koštaju - potrebna preciznost opravdano je teška.

Radiallov pristup s različitim brojem kanala (2, 4, 12) omogućuje vam da primopredajnik prilagodite svojim stvarnim potrebama umjesto da plaćate za mogućnosti koje nećete koristiti. Krajnja točka mreže senzora koja radi na nižim brzinama ne treba 12-kanalnu zvijer - jednokanalna ili dvokanalna verzija S-Light ima više smisla.

 

 

Gdje se ova tehnologija zapravo koristi

 

Telekomunikacijske okosnice mreže povezuju gradove i zemlje - koje koriste-napajane-primopredajnike dugog dometa s vanjskim pojačalom. Huaweijeva OptiXtrans serija upravlja do 800 km bez regeneracije koristeći koherentnu detekciju i unaprijed ispravljanje pogrešaka.

Međusobne veze podatkovnih centara između zgrada ili kampusa obično rade 10G ili 25G po traci za kraće udaljenosti, možda 2-10 km. Primopredajnici koštaju manje jer vam ne treba otmjena optika velikog dometa i teško ispravljanje pogrešaka.

Unutar stalka podatkovnog centra koji povezuje poslužitelje s preklopnicima, ponekad gledate čak i kraći doseg - 100 metara ili manje. Ti primopredajnici optimiziraju nisku cijenu i malu snagu umjesto udaljenosti.

Kompatibilnost s FPGA i SERDES sučeljima važna je za aplikacije za obradu signala. Potrebno vam je električno sučelje na primopredajniku kako bi odgovaralo onome što vaš procesorski čip očekuje, inače dodajete stupnjeve konverzije koji troše energiju i dodaju kašnjenje.

Ne-metalna konstrukcija vlakana znači da možete provući kabele kroz prostore gdje bi bakar pokupio smetnje ili stvorio probleme s petljom uzemljenja. Medicinska oprema za snimanje, znanstveni instrumenti, audio/video produkcija - puno mjesta gdje je čisti prijenos signala važniji od sirove cijene.