Alıcı-Verici Tanımı: Bu Şeylerin İçinde Aslında Ne Var?

 

Yani optik alıcı-vericiler. Temel olarak fiber optik ağların çalışmasını sağlayan, - elektrik sinyallerini ışığa ve tekrar ışığa dönüştüren kutulardır. Verici tarafı fiber üzerinden ışık darbeleri gönderir, alıcı tarafı ise bunları yakalar ve ekipmanınızın kullanabileceği elektriksel verilere geri dönüştürür.

Bunları veri merkezlerinde, telekom altyapısında, ciddi miktarda verinin hareket ettiği hemen hemen her yerde bulacaksınız. Cisco, 400G alıcı-vericilerinin 2019'da hacimli üretime ulaştığını bildirdi; bu da size bu şeyin ne kadar hızlı ölçeklendiği hakkında bir fikir veriyor - standart olan 10G'den 400G'ye yaklaşık on beş yıl içinde geçtik.

 

 

Tasarım Takasları-Nasıl İşler?

 

Mühendisler burada sürekli fizikle mücadele ediyor. Daha küçük form faktörleri, daha fazla güç yoğunluğunu daha az alana sığdırdığınızı fark edene kadar harika ses çıkarır, bu da ısı sorunları anlamına gelir. QSFP28 form faktörü, başparmağınız büyüklüğündeki bir modüle 100 Gbps hız aktardı -, bu da eğer hesap yapıyorsanız kanal başına kabaca 25 Gbps demektir.

Sıcaklık aralıkları insanların düşündüğünden daha önemlidir. Tüketici-sınıfındaki ürünler belki 0 ila 70 derece arasında çalışır. Endüstriyel ve askeri uygulamalar, -40 ila +85 dereceye veya daha yükseğe, bazen de +90 dereceye ulaşmaya ihtiyaç duyar. Bu nedenle Radiall gibi şirketler sağlamlaştırılmış tasarımlara odaklanıyor - S-Light ve D-Light aileleri, güç tüketimini makul tutarken bu genişletilmiş aralıkların üstesinden geliyor.

Elektromanyetik Girişim Avantajı

Cam elyaf EMI'yi umursamaz. Bakırı bir motorun veya radyo vericisinin yanına koyarsanız gürültü elde edersiniz. Fiber sadece... bunu yapmıyor. Bu nedenle denizaltılar, uçaklar, endüstriyel tesisler kritik bağlantılar için fiberi tercih ediyor. Fiber hattını yüksek-gerilim hatlarının hemen yanında sorunsuzca çalıştırabilirsiniz.

 

Sahadan Gerçek Performans Rakamları

 

Juniper Networks, tutarlı optik modüllerinin, dalga boyu bölmeli çoğullamayı kullanarak 2023 yılında tek bir fiber çifti üzerinden 14,4 Tbps kapasiteye ulaştığını gösteren verileri yayınladı. Operatör ağlarında dağıtılan - teorik değildir.

Radiall'in ürettiği D-Light serisi, 120 Gbps ve ötesine kadar çıkar; birden fazla kanalı tek modülde paketler. 12-kanal versiyonları mevcuttur; bu, her kanalın maksimum 100G civarında olması durumunda teorik olarak tek bir alıcı-verici aracılığıyla bir terabit'i itebileceğiniz anlamına gelir. Yüzeye montaj ve takılabilir seçenekler, uygulamanızın ihtiyacına bağlı olarak doğrudan kartlara lehimlemenize veya çalışırken-değiştirilebilir modüllere olanak sağlar.

Güç tüketimi çılgınca değişir. 10G SFP+ 1,5 watt çekebilir. 400G'lik bir alıcı-verici 12-15 watt çekebilir. Bunu bir anahtardaki yüzlerce bağlantı noktasıyla çarptığınızda soğutma gereksinimleriniz aniden patlar; veri merkezleri bazen bilgi işlem için harcadıkları kadar soğutmaya da para harcarlar.

 

 

Form Faktörleri ve MSA Standartları

 

Çoklu-kaynaklı anlaşmalar her şeyi standartlaştırdı, böylece tek bir satıcıya bağlı kalmıyorsunuz. SFP, SFP+, QSFP, QSFP28, QSFP-DD... kısaltmalar birikiyor. Her nesil genellikle daha yüksek hızları veya daha fazla şeridi destekler. QSFP-DD, şeritleri 4'ten 8'e ikiye katladı; her şeyi tamamen yeniden tasarlamadan 400G'den 800G modüllerine bu şekilde ulaştık.

Özel uygulamalar için özel paketler hâlâ mevcuttur. Askeri, havacılık ve zorlu endüstriyel ortamlar - bunların titreşime, şoka, tuz spreyine ve radyasyona dayanabilecek alıcı-vericilere ihtiyacı vardır. Standart ticari alıcı-vericiler bu koşullar altında oldukça hızlı bir şekilde arızalanır.

Kanal Entegrasyonu Yoğunlaşıyor

Aynı alana daha fazla kanalı sığdırmak, daha iyi termal yönetim ve daha sıkı üretim toleransları gerektirir. Bir DWDM alıcı-vericisindeki dalga boyu kararlılığının 0,01 nm gibi bir aralıkta kalması gerekir, aksi takdirde kanallar arasında çapraz karışma olur. Bu nedenle bu şeylerin maliyeti, - gereken hassasiyetin yasal olarak zor olmasıdır.

Radiall'in farklı kanal sayılarına (2, 4, 12) yaklaşımı, kullanmayacağınız kapasite için ödeme yapmak yerine alıcı-vericiyi gerçek ihtiyaçlarınızla eşleştirmenize olanak tanır. Daha düşük hızlarda çalışan bir sensör ağı uç noktasının 12-kanallı bir canavara ihtiyacı yoktur - S-Light tek veya çift kanallı versiyonu burada daha anlamlı olur.

 

 

Bu Teknoloji Aslında Nerede Kullanılıyor?

 

Telekomünikasyon omurga ağları, harici amplifikasyona sahip, yüksek-güçlü, uzun erişimli alıcı-vericileri kullanan - şehirleri ve ülkeleri birbirine bağlar. Huawei'nin OptiXtrans serisi, tutarlı algılama ve ileri hata düzeltmeyi kullanarak yenileme olmadan 800 km'ye kadar yol kat eder.

Binalar veya kampüs tesisleri arasındaki veri merkezi ara bağlantıları, daha kısa mesafeler için (belki 2-10 km) genellikle şerit başına 10G veya 25G çalıştırır. Alıcı-vericilerin maliyeti daha düşüktür çünkü süslü uzun erişimli optiklere ve ağır hata düzeltmeye ihtiyacınız yoktur.

Sunucuları anahtarlara bağlayan bir veri merkezi rafının içinde, bazen - 100 metre veya daha kısa erişim mesafesine bakıyorsunuz. Bu alıcı-vericiler mesafe yerine düşük maliyet ve düşük güç için optimize edilir.

FPGA'ler ve SERDES arayüzleriyle uyumluluk, sinyal işleme uygulamaları için önemlidir. İşleme çipinizin beklentileriyle eşleşmesi için alıcı-verici üzerindeki elektrik arayüzüne ihtiyacınız var, aksi takdirde gücü tüketen ve gecikmeyi artıran dönüşüm aşamaları eklemiş olursunuz.

Fiberin -metal olmayan yapısı, kabloları bakırın parazit alabileceği veya topraklama döngüsü sorunları oluşturabileceği alanlardan çekebileceğiniz anlamına gelir. Tıbbi görüntüleme ekipmanları, bilimsel aletler, ses/video prodüksiyonu - temiz sinyal iletiminin ham maliyetten daha önemli olduğu birçok yer.