Định nghĩa máy thu phát: Điều gì thực sự diễn ra trong những điều này

 

Vì vậy, máy thu phát quang. Về cơ bản, chúng là những hộp giúp mạng cáp quang hoạt động - chuyển đổi tín hiệu điện thành ánh sáng và ngược lại. Phía phát bắn ra các xung ánh sáng qua sợi quang, phía thu sẽ bắt chúng và biến chúng trở lại thành dữ liệu điện mà thiết bị của bạn có thể sử dụng.

Bạn sẽ tìm thấy những thứ này trong các trung tâm dữ liệu, cơ sở hạ tầng viễn thông, hầu như ở bất cứ nơi nào có lượng dữ liệu quan trọng được di chuyển khắp nơi. Cisco đã báo cáo rằng bộ thu phát 400G của họ đã đạt sản lượng lớn vào năm 2019, điều này cho bạn biết tốc độ tăng quy mô của công cụ này - chúng tôi đã chuyển từ 10G trở thành tiêu chuẩn lên 400G trong vòng 15 năm.

 

 

Cách thức hoạt động của-sự cân bằng trong thiết kế

 

Các kỹ sư không ngừng đấu tranh vật lý ở đây. Hệ số dạng nhỏ hơn nghe có vẻ tuyệt vời cho đến khi bạn nhận ra rằng mình đang nhồi nhét nhiều mật độ năng lượng hơn vào ít không gian hơn, điều đó đồng nghĩa với việc có vấn đề về nhiệt. Hệ số dạng QSFP28 đã đẩy tốc độ 100 Gbps thông qua một mô-đun có kích thước bằng ngón tay cái của bạn -, tức là khoảng 25 Gbps trên mỗi kênh nếu bạn đang tính toán.

Phạm vi nhiệt độ quan trọng hơn mọi người nghĩ. Nội dung dành cho người tiêu dùng-có thể hoạt động ở nhiệt độ từ 0 đến 70 độ . Các ứng dụng công nghiệp và quân sự cần -40 đến +85 độ hoặc cao hơn, đôi khi đạt tới +90 độ . Đó là lý do tại sao các công ty như Radial tập trung vào các thiết kế chắc chắn - dòng S-Light và D-Light của họ xử lý những phạm vi mở rộng đó trong khi vẫn duy trì mức tiêu thụ điện năng ở mức hợp lý.

Lợi thế nhiễu điện từ

Sợi thủy tinh không quan tâm đến EMI. Đặt đồng bên cạnh động cơ hoặc máy phát sóng vô tuyến và bạn sẽ nghe thấy tiếng ồn. Chất xơ chỉ... không. Đó là lý do tại sao tàu ngầm, máy bay, nhà máy công nghiệp đều ưu tiên sử dụng sợi quang cho các liên kết quan trọng. Bạn có thể chạy cáp quang ngay dọc theo đường dây-điện áp cao mà không gặp vấn đề gì.

 

Những con số hiệu suất thực tế từ hiện trường

 

Juniper Networks đã công bố dữ liệu cho thấy các mô-đun quang kết hợp của họ đạt được công suất 14,4 Tbps trên một cặp sợi quang vào năm 2023 bằng cách sử dụng phương pháp ghép kênh phân chia bước sóng. Đó không phải là lý thuyết - được triển khai trong mạng của nhà cung cấp dịch vụ.

Dòng D-Light mà Radiall tạo ra có tốc độ lên tới 120 Gbps trở lên, đóng gói nhiều kênh trong một mô-đun. 12-các phiên bản kênh tồn tại, nghĩa là về mặt lý thuyết bạn có thể đẩy qua một terabit thông qua một bộ thu phát nếu mỗi kênh đạt tối đa khoảng 100G. Các tùy chọn gắn trên bề mặt và có thể cắm cho phép bạn hàn trực tiếp lên bo mạch hoặc mô-đun-trao đổi nóng tùy thuộc vào nhu cầu ứng dụng của bạn.

Mức tiêu thụ điện năng rất khác nhau. Một SFP+ 10G có thể kéo được 1,5 watt. Bộ thu phát 400G có thể kéo 12-15 watt. Nhân con số đó lên hàng trăm cổng trong một bộ chuyển mạch và đột nhiên yêu cầu làm mát của bạn bùng nổ - các trung tâm dữ liệu đôi khi chi tiêu nhiều cho việc làm mát cũng như chi tiêu cho điện toán.

 

 

Yếu tố hình thức và tiêu chuẩn MSA

 

Thỏa thuận nhiều nguồn đã chuẩn hóa mọi thứ để bạn không bị bó buộc vào một nhà cung cấp. SFP, SFP+, QSFP, QSFP28, QSFP-DD... các từ viết tắt chồng chất lên nhau. Mỗi thế hệ thường hỗ trợ tốc độ cao hơn hoặc nhiều làn đường hơn. QSFP-DD đã tăng gấp đôi số làn từ 4 lên 8, đó là cách chúng tôi nhận được mô-đun từ 400G lên 800G mà không cần thiết kế lại hoàn toàn mọi thứ.

Các gói tùy chỉnh vẫn tồn tại cho các ứng dụng chuyên biệt. Môi trường quân sự, hàng không vũ trụ, công nghiệp khắc nghiệt - những môi trường này cần bộ thu phát có thể chịu được rung động, sốc, phun muối, bức xạ. Máy thu phát thương mại tiêu chuẩn bị hỏng khá nhanh trong những điều kiện đó.

Tích hợp kênh ngày càng dày đặc

Việc nhồi nhét nhiều kênh hơn vào cùng một diện tích đòi hỏi phải quản lý nhiệt tốt hơn và dung sai sản xuất chặt chẽ hơn. Độ ổn định bước sóng trên bộ thu phát DWDM phải nằm trong khoảng 0,01nm nếu không bạn sẽ nhận được nhiễu xuyên âm giữa các kênh. Đó là lý do tại sao những thứ này có giá bằng những gì chúng có giá - độ chính xác cần thiết là rất khó về mặt pháp lý.

Cách tiếp cận của Radiall với số lượng kênh khác nhau (2, 4, 12) cho phép bạn điều chỉnh bộ thu phát phù hợp với nhu cầu thực tế của mình thay vì phải trả tiền cho khả năng mà bạn sẽ không sử dụng. Điểm cuối của mạng cảm biến chạy ở tốc độ thấp hơn không cần quá thú vị 12-kênh -, phiên bản kênh đơn hoặc kênh đôi S-Light sẽ hợp lý hơn ở đó.

 

 

Công nghệ này thực sự được sử dụng ở đâu

 

Mạng đường trục viễn thông kết nối các thành phố và quốc gia - những quốc gia sử dụng bộ thu phát có phạm vi tiếp cận dài-công suất cao{2}}có khả năng khuếch đại bên ngoài. Dòng OptiXtrans của Huawei có thể xử lý quãng đường lên tới 800 km mà không cần tái tạo bằng cách sử dụng tính năng phát hiện mạch lạc và sửa lỗi chuyển tiếp.

Các kết nối trung tâm dữ liệu giữa các tòa nhà hoặc cơ sở trong khuôn viên trường thường chạy 10G hoặc 25G mỗi làn cho khoảng cách ngắn hơn, có thể là 2-10 km. Bộ thu phát có chi phí thấp hơn vì bạn không cần hệ thống quang học tầm xa ưa thích và khả năng sửa lỗi nặng.

Bên trong giá trung tâm dữ liệu kết nối máy chủ với bộ chuyển mạch, đôi khi bạn đang xem phạm vi tiếp cận thậm chí còn ngắn hơn - 100 mét hoặc ít hơn. Những máy thu phát này tối ưu hóa chi phí thấp và điện năng thấp thay vì khoảng cách.

Khả năng tương thích với giao diện FPGA và SERDES rất quan trọng đối với các ứng dụng xử lý tín hiệu. Bạn cần giao diện điện trên bộ thu phát để phù hợp với những gì chip xử lý của bạn mong đợi, nếu không, bạn đang thêm các giai đoạn chuyển đổi ngốn điện và tăng thêm độ trễ.

Cấu trúc sợi phi kim loại-có nghĩa là bạn có thể kéo cáp qua những không gian nơi đồng có thể gây nhiễu hoặc tạo ra các vấn đề về vòng lặp nối đất. Thiết bị hình ảnh y tế, dụng cụ khoa học, sản xuất âm thanh/video - ở nhiều nơi mà việc truyền tín hiệu sạch quan trọng hơn chi phí thô.