Оптико-электрондық сигнал түбірлену үшін Оптикалық Трансceiver ядросы

Оптикалық трансивер шешімдері жылдамдығы жоғары оптикалық желілер бойынша электрлік сигналдарды оптикалық сигналдарға (және керісінше) түрлендіру үшін қажетті құрылғылар мен жобалау стратегияларының жиынтығын қамтиды. Бұл шешімдер әртүрлі қолданыстарға арналған: деректер орталығының қысқа қашықтықты аралық қосылыстарынан (DCI) бастап ұзақ арақашықтықтағы телекоммуникациялық байланыстарға дейін, жылдамдық, қашықтық, қуаттың тиімділігі мен желінің кеңейтілуінің қажеттіліктерін қанағаттандырады. Оптикалық трансивер шешімдерінің негізінде трансивер модулі орналасқан, ол SFP (Small Form factor Pluggable), QSFP (Quad Small Form factor Pluggable) және CFP (C Form factor Pluggable) сияқты пішімдерде болады, олар әртүрлі деректер жылдамдығы (10G, 40G, 100G, 400G, 800G) мен беру қашықтықтары үшін тиімділенген. Мысалы, SFP+ модульдер кәсіпорын желілеріндегі 10G қысқа қашықтықты (10 км-ге дейін) қолдануды басым көрсетеді, ал QSFP DD (Double Density) модульдер жоғары тығыздықты деректер орталығының байланыстары үшін 400G және 800G қолдайды. Бұл шешімдердің маңызды компоненті оптикалық технологияны таңдау болып табылады: қысқа қашықтықты (≤100 м) көпмодты оптикалық талшық (MMF) қолданулары үшін VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) диодтары төменгі құны мен энергия тиімділігіне байланысты ұсынылады, олар деректер орталығының ішкі байланыстары үшін идеалды болып табылады. Ұзақ қашықтықтар (≥1 км) үшін жалғыз модты оптикалық талшық (SMF) бойынша шетінен шығатын лазерлер (EEL) немесе таралған кері байланыс (DFB) лазерлері қолданылады, олар жоғары қуат пен толқын ұзындығының төменгі дәлдігін ұсынады. Когерентті оптикалық трансиверлер QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) және 16 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) сияқты күрделі модуляциялау әдістерін пайдаланып, ұзақ арақашықтықтағы телекоммуникациялық желілерде мыңдаған километрлер бойынша терабитті беруді іске асырады, олар тығыз толқын ұзындығы бөлінетін мультиплексерлеу (DWDM) арқылы оптикалық талшықтың жолақ енін максималды пайдаланады. Қуат тиімділігі – маңызды жобалау аспектісі, қазіргі шешімдер (мысалы, 400G ZR трансиверлер) жоғары тығыздықты тақталарда жылу шығаруды азайту үшін <8 Вт-та жұмыс істейді – бұл деректер орталықтары үшін салқындату шығындарын азайту қажеттілігінен туындайды. Жылу басқаруына интегралды радиаторлар мен бейімделетін қуат басқаруы кіреді, бұл жұмыс температураларында тұрақты жұмыс істеуді қамтамасыз етеді (деректер орталығы модульдері үшін 5°C-тан 70°C-қа дейін, сыртқы телекоммуникациялық құрылғылар үшін 40°C-тан 85°C-қа дейін). Желілік протоколдармен үйлесімділік – тағы бір негізгі құраушы: шешімдер Ethernet, Fibre Channel, InfiniBand және OTN (Optical Transport Network) стандарттарын қолдауы тиіс, бұл бар инфрақұрылыммен интеграцияны қамтамасыз етеді. Мысалы, кәсіпорын желілері үшін 100G трансиверлер көпжылдамдықты қолдауды (10G/25G/100G) қамтиды, бұл тұрақты жүйелерден көшуге жеңілдетеді. Масштабтау пішімделетін конструкциялар арқылы іске асырылады, бұл желілік операторлардың жүйелердің барлығын ауыстырмай-ақ деректер жылдамдығын жаңартуына мүмкіндік береді – мысалы, 100G QSFP28 модульдерін 400G QSFP DD модульдерімен өзара әрекеттесетін коммутаторларда ауыстыру. Жаңа шешімдер, мысалы, бірге пакеттелген оптика (CPO), трансиверлерді тікелей коммутациялау ASIC-терімен (Application Specific Integrated Circuits) интегралдап, келесі ұрпақты 800G және 1.6T желілеріне арналған кешіктіруді және қуатты тұтынуды азайтады. Сенімділік цифрылық диагностикалық бақылау (DDM) сияқты ерекшеліктер арқылы қамтамасыз етіледі, бұл температура, кернеу және лазерлік қуат туралы нақты уақытта ақпарат беріп, болжамды қолдауды іске асырады. Стандарттарға сәйкес келуі (мысалы, Ethernet үшін IEEE 802.3, талшық үшін ITU T G.652) вендорлар экожүйесі бойынша үйлесімділікті қамтамасыз етеді. Бұл шешімдер бұлтты деректер орталықтарында, 5G базалық станцияларында немесе теңіз асты кабельдерінде орналасқанына қарамастан, оптикалық трансивер шешімдері заманауи жоғары жылдамдықты байланыстың негізі болып табылады және цифрлық трансформацияның негізін құрайтын деректер ағынын қамтамасыз етеді.