Optički preuzimatelji jezgra za pretvaranje optičkog i električnog signala

Rješenja za optički transceiver obuhvataju niz hardverskih i dizajnerskih strategija koje omogućavaju pretvaranje električnih signala u optičke signale (i obrnuto) za prenos podataka velikom brzinom putem mreža sa optičkim vlaknima. Ova rješenja prilagođena su različitim primjenama, od kratkih veza unutar podataka centara (DCI) do dugih telekomunikacionih veza, zadovoljavajući zahtjeve za brzinom, udaljenostima, energetskom efikasnošću i skalabilnošću mreže. U srcu svakog rješenja za optički transceiver nalazi se sam modul transceivera, dostupan u različitim faktorima oblika poput SFP (Small Form factor Pluggable), QSFP (Quad Small Form factor Pluggable) i CFP (C Form factor Pluggable), pri čemu je svaki optimiziran za određene brzine prenosa (10G, 40G, 100G, 400G, 800G) i udaljenosti prijenosa. Na primjer, SFP+ moduli dominiraju u primjenama brzine 10G na kratke udaljenosti (do 10 km) u mrežama preduzeća, dok QSFP DD (Double Density) moduli podržavaju brzine od 400G i 800G za veze u visoko gustim centrima podataka. Ključni dio ovih rješenja je izbor optičke tehnologije: diode VCSEL (Vertikalni rezonantni laserski emiteri na površini) predstavljaju prvi izbor za primjene na kratke udaljenosti (≤100m) korištenjem višemodnih vlakana (MMF) zbog svoje niske cijene i energetske efikasnosti, što ih čini idealnim za veze unutar centara podataka. Za veće udaljenosti (≥1km) putem jednomodnih vlakana (SMF), koriste se emiteri rubnih lasera (EEL) ili distribuirana povratna sprega (DFB) lasera, koji nude veću snagu i uži toleranciju talasnih duljina. Kogerentni optički transceiveri, koji koriste napredne tehnike modulacije poput QPSK (kvadraturna fazna modulacija) i 16 QAM (kvadraturna amplitudna modulacija), omogućavaju prenos u terabitnom opsegu kroz hiljade kilometara u dugim telekomunikacionim mrežama, maksimalno iskorištavajući propusni opseg vlakna putem gusto razdijeljene talasne multiplexacije (DWDM). Energetska efikasnost je ključan faktor u dizajnu, pri čemu savremena rješenja (npr. 400G ZR transceiveri) rade sa manje od 8W kako bi se smanjilo zagrijavanje u visoko gustim stanicama — što je nužno za centre podataka koji žele smanjiti troškove hlađenja. Termalno upravljanje, uključujući ugrađene hladnjake i adaptivno upravljanje snagom, osigurava stabilnu performansu u širokom opsegu radnih temperatura (5°C do 70°C za module u centrima podataka, 40°C do 85°C za vanjske telekomunikacione jedinice). Kompatibilnost sa mrežnim protokolima je još jedan temelj: rješenja moraju podržavati standarde Ethernet, Fibre Channel, InfiniBand i OTN (Optička transportna mreža) kako bi se integrisala sa postojećom infrastrukturom. Na primjer, 100G transceiveri za mreže preduzeća često uključuju podršku za višestruke brzine (10G/25G/100G) kako bi olakšali tranziciju sa starijih sistema. Skalabilnost se ostvaruje putem modula koji se mogu zamijeniti, omogućavajući operaterima mreža da nadograđuju brzine bez zamjene cijelih sistema — npr. zamjenom 100G QSFP28 modula sa 400G QSFP DD modulima u kompatibilnim switchevima. Nova rješenja, poput optike koja se isporučuje u istom pakovanju (CPO), integrišu transceiver direktno sa mrežnim ASIC-ovima (specifični integrisani kola) kako bi se smanjila latencija i potrošnja energije, ciljajući na buduće mreže od 800G i 1.6T. Pouzdanost se osigurava značajkama poput digitalnog dijagnostičkog praćenja (DDM), koje daje podatke u realnom vremenu o temperaturi, naponu i snazi lasera, omogućavajući prediktivno održavanje. Prilagođavanje standardima (npr. IEEE 802.3 za Ethernet, ITU-T G.652 za vlakna) osigurava interoperabilnost između različitih proizvođača. Bez obzira da li su implementirana u cloud centrima podataka, bazama 5G ili podmorskim kablovima, rješenja za optičke transceiver-e su temelj savremene komunikacije velikom brzinom, omogućavajući besprijekoran tok podataka koji je osnova digitalne transformacije.