EN
Funzjoni Bażi tat-Trasmettitur Ottiċi fin-Networks B’Sħana
It-Tibdil Mill-Elettriku għall-Ottiku u l-Preservazzjoni tal-Integrità tas-Sinjal
It-trasċeivers ottiċi jiffru bħala l-biżaħ bejn l-istrukturi tan-network elettriċi u dawk il-filament ħażin ta' ġiżir li nsejħulhom fibri ottiċi. Dawn il-biżżellin ħajjin jaqblu s-sinjali elettriċi u jibdluhom f'pulsijiet ta' ħaġa ħaqqusa permezz ta' diodi tal-laser, imbagħad jirreversaw il-proċess ħdejn it-tarf ieħor fejn id-dettetturi fotoniċi jaqblu l-ħaġa u jirrekonvertuhom għall-elettriċità. Din it-tajjeba ta' direzzjoni twaħħed tħeġġeġ li nsibu kmiżżiet kbir ta' data fuq ir-rewti tal-fibrilla b'sħana ħażina. Il-ħarsien li d-dati jibqgħu ħażina u mingħajr ħsara huwa importanti ħafna. Għalhekk il-manifatturijiet jiddependu fuq tekniki sofiżzati bħall-modulazzjoni PAM4 ħabta ma' Proċessurijiet ta' Sinjal Diġitali. Din it-teknoloġija tikkombatti ħażina bħas-spredd tal-sinjal (dispersjoni), il-biżaħ tas-sinjal (attenuazzjoni), u ħażina oħra ta' effetti mhux lineari li jistgħu jwasslu għall-ħsara tat-trasmissjoni. Ħatta f'veloċitajiet ħażina bħal 400G u iktar, dawn is-sistemi jistgħu jżammu l-biżżellin fil-bit praktikament mingħajr ħsara. Iżda tkun il-ħajja ta' data centers u l-oħrajji tal-IŻ jkunu jekk ma kienx hemm din l-inġinerija preċiża eletriku-ottika. Kien naqfu nistennu għalkulim għall-kumpliment tat-trasferimenti kbir tad-data.
Kif it-Tul tal-Mewża, Il-Biża’ tad-Dejta, u d-Distanza Jinteraġixxu biex Jiddeterminaw il-Prestazzjoni
Il-prestazzjoni u l-feżibbiltà tal-implimentazzjoni tar-ricevitur-trasmittur jiddependu verament fuq tliet fatturi ewlenin li jkollhom jaġmlu b’mod ħażin: it-tul tal-moħħ, ir-rata tad-dejta u d-distanta. Meta jinkollu jagħmlu l-għażla tat-tulijiet tal-moħħ, il-kompatibbiltà mal-tipi ta’ fibra hija ħażina ħafna. Għall-distanzi iktar qasir, 850 nm jintużaw b’mod komuni ma’ fibra multimodali, li tista’ tikkontrolla ħafna ħaġa bħal 100G għal madwar 100 metru. Iżda għall-biżka itwal, l-inġinieri jirbħu lejn 1550 nm b’fibra monomodali, li tista’ tibagħmel is-sinjali ta’ 400G għal distanzi sa madwar 2 kilometru. Saħħa r-rati tad-dejta jislu minn 400G sal-800G, m’hemmx mod li jinħolqu jew il-ottika koerenti jew it-tekniki sofiċati tas-sinjalizzazzjoni PAM4. Madankollu, dan jgħmel ħlas: it-tuż użat iktar ħajja u t-taqsija iktar ħażina għall-problemi fil-mexxej tat-trasmissjoni. Il-fattur tad-distanta jistabbilixxi limiti ħażina ħafna wkoll. It-taħdit ta’ 80 km il-biżka iktar ħażina tagħmel 200G biss minħabba l-problemi bil-dispersjoni kromatika u l-livelli tan-nojs li jinżlu. Mill-ispit tal-ieħor, it-taħdit ittajra ta’ 10 km tista’ f’fattur tikkontrolla l-veloċitajiet ta’ 800G jekk jiġu applikati l-metodi adegwati ta’ korrezzjoni tal-żball bir-raġun (FEC) u l-kumpensazzjoni tal-proċessur tas-sinjali diġitali (DSP). Id-disinnaturi tan-netwerk fir-realtà jispendu ħafna ħin bil-bilanċ ta’ dawn il-ħtieġi li jikkumplu b’mod konflittwali meta jibnu s-sistemi li jridu jiskalaw u jittalbu lil quddiem għall-bidliet li s-soqqa tiffru f’ħin.
Kumpunenti Bbażi li jippermettu l-Transċeivers Ottiċi Moderni
Djodi Laser, Fotodetturji u DSPs: Jippermettu l-Ħoġol bil-Velocietà u b’d-Daqs
It-transċeivers ottiċi ta’ llum jiddependu fuq tliet partijiet ewlenin li jħaddmu b’sħiħ: diodi laser, fotodetetturi u dawk DSPs (Digital Signal Processors) ħajjin. Id-diodi laser jipproduċu dawn is-sinjali ottiċi stabbli u ħażini, obbligatorjament permezz tat-teknoloġija ta’ feedback distribwita jew permezz ta’ sistemi ġodda ta’ fotonika tal-isilikon, li tgħin li tnaqqas il-biżaħ tas-sinjal meta jinbaga l-bidu mid-data permezz ta’ kablijiet ta’ fibra. Meta ngħtalku dwar ifotodetetturi, iżda, il-biżaf ta’ sistemi jużaw jew it-tip PIN jew l-avalanċja biex jirrikonvertu din il-lum li jidħol mal-ħaġa għall-ewli sinjali elettriċi ċari. Dawn id-detetturi għandhom ikunu ħażin ħafna fil-istħar u għandhom jżidu l-livell tan-nojs sabiex id-data tibqa’ intakta. Imbagħad hemm id-DSPs li jseħħu ħafna ta’ kwistjonijiet komplessi ġewwa l-għażla bħal l-ekwalizzazzjoni tas-sinjali fir-realtà, ir-riċuperazzjoni tat-temp ta’ klokka u d-dekodifika tal-korrezjonijiet ta’ FEC biex issolvi kwalunkwe problema li tinsab matul it-trasmissjoni. Il-biżaf ta’ dawn il-kumpunenti jħaddmu fl-istess ħejja biex jilħqu dawn ir-rati ta’ errori bil-bits ta’ aktar biss minn 1E-15 anke fuq distanzi li jaqbdu 100 kilometru. U ma niskurux ir-reqwiziti ta’ latenza deterministiċi li jagħmlu dawn is-sistemi essenzjali biex is-sentri ta’ data moderni ta’ iperskala jiġu mmeżżu u biex is-suport għall-infrastruttura tal-biżnis ta’ 5G li qed tizda.
Il-Bidla tal-Effiċjenza ta’ 400G+: Il-Bilanċ bejn il-Potenza, il-Ħoss, u l-Bandwidth
Li jjiżda l-limitu ta’ 400 G jikkawża problemi serji b’ħoss ta’ ħxuna u b’konsum ta’ enerġija. Kull darba li l-veloċitajiet tad-data jidblu, ir-rekwiżiti ta’ enerġija jinżlu madwar 60 sa 70 fil-mija, li jwassal għall-akkumulazzjoni ta’ iktar ħxuna f’dawn il-portijiet tas-switch li huma ħafna densi. Jekk dan l-iżda ħxuna ma jinkisħux, jikkawża distorzjoni fis-sinjali, jagħmel li l-komponenti jitħassru aktar malajr, u fl-aħħar iżda l-affidabbiltà tas-sistema. L-industrija ħolqet diversi approċċi biex jittrattaw dawn il-problemi. Żda l-manifatturi qed jidħlu heatsink b’mikro-kanali, oħra jimplimentaw sistemi ta’ maniġment tal-potenza adattivi li jistgħu jnaqqsu l-użu ta’ enerġija madwar 30 fil-mija meta t-traffiku huwa ħafif. Hemm ukoll adozzjoni inkrescenti tat-teknoloġija tas-silicon photonics li tqassar dawn il-konnessjonijiet elettriċi ittuli bejn il-komponenti, li b’dan iżda l-perdita tas-sinjal u l-produzzjoni ta’ ħxuna. Minn naħa tal-materjali, qed nirbħu wkoll. Il-laseri li jinħolqu mis-silizju tal-indium għandhom effiċjenza aħjar tal-wall plug paragunat mal-biżiżi tradizzjonali. Dawn il-bidliet kollha ifisser li l-moderni transceivers jistgħu jwettqu sa 400 watt per rack unit filwaqt li jżommu t-temperaturi interni tagħhom taħt 50 darba Celsius, li hi ħaġa li tissodisfa l-biżiżi termali stabbiliti mill-IEEE u l-OIF għall-oħrajja kontinwa b’veloċità għolja.
Formi u Standards: Iddawwar it-Transceivers Ottiċi bil-Biżżejjed tal-Infrastruttura
L-għażel tal-forma ħażina tewli l-biżżejjed ottimale tal-port, il-biżżejjed tal-biżżejjed tal-biżżejjed u l-interoperabbiltà f’infrastrutturi li jibdew isiru. L-interfaces mekkaniku u elettriċi standardizzati—minn SFP sa QSFP-DD—jippermettu l-kompatibilità ta’ ‘plug-and-play’ filwaqt li jappoġġjaw l-aġġornamenti proġressivi tal-banda b’mod li ma tkunx meħtieġa rirabba ta’ s-sistema kollha.
SFP, QSFP, OSFP u QSFP-DD — Skalazzjoni tad-Densità u tas-Sħana mis-1G sal-800G
Il-moduli SFP huma ħajt għall-ipprovdur ta' veloċitajiet li jvarjaw minn 1G sa 10G f'formi kompatti li jfittxu sew b'mod ħażin fis-sistemi tan-networking tal-bord u f'punktijiet ta' aċċess fejn l-ispazju huwa importanti. Imbagħad għandna l-verżjonijiet QSFP li jgħmlu ħames ħut fl-imsemmi, li jagħmluhom adatti għall-ipprovdur ta' veloċitajiet sa 100G f'dawn iż-żwiżzi densi li jinsabu madwar il-biċċa l-kbira tad-data centers moderni tal-cloud. Għall-futur, il-formats OSFP u QSFP-DD jistgħu jwettqu r-rekwiżiti ta' banda ħafna kbira ta' 400G sa ħdejn 800G grazzi l-arkitettura b'oħt inaħħa tagħmel u soluzzjonijiet it-tajjeb għall-biża' tas-sħana. Dawn iż-żwiżzi ġodda bbażikament iddubblaw in-numru ta' port per unità tar-rack meta mqabbla mal-istandardi QSFP28 iżda ħdejn. Skont ir-risultati reċenti tal-OFC 2023, din il-proġressjoni ġiet tajjeb biex tinnaqqsu l-konsum ta' enerġija per gigabit b'medja ta' madwar 30%, li jagħmel hekk ħalita ħafna għall-kumpaniji li jibdelu mis-sistema attwali tagħmel 100G lejn dawn iż-żwiżzi ġodda ta' 800G li huma ottimizzati speċifikament għal applikazzjonijiet ta' intelliġenza artifiċjali u ta' machine learning.
SR, LR, ER, ZR, DR, FR: Dikifri Standards ta’ Raggi ta’ Azzjoni għall-Impiegi Fir-Riżultati Realiment
Il-klassifikazzjonijiet tar-raggi għannew li jistabbilixxu liema li nistennu mis-soltu mit-tipi differenti ta' fibra f'distanzi differenti. Ir-Ragg Qasir jew SR jaħdem għal distanzi ta' iktar minn 300 metru billi juża l-fibra multimodali, li spiss tintuża biex tikkonnettixxi l-attrezzaturu ġewwa r-rakks jew bejn il-kampuses. Ir-Ragg Itwal (LR) jimmexxi iktar bil-biżżejjed, u jippreserva l-konnessjonijiet sa 10 kilometri permezz tal-fibra monomodali, li għalhekk hija l-ideali għall-ispostamenti tan-netwerk fil-belt. Ir-Ragg Estiż (ER) jimmexxi iktar bil-biżżejjed sa madwar 40 km, filwaqt li r-Ragg Itwal (ZR) jimmexxi sal-80 km. Dawn ir-raggi itwal jiktbu laser iktar qawwija u tekniki iktar effettivi tat-trett tal-erruri biex jiffunzjonaw b'mod ħażin fit-tajjara tan-netwerk u fil-kabli tas-soltu. Iktar reċentement, ir-Raggi tal-Centru tad-Dati (DR) u r-Raggi tal-Fibra (FR) ħadu forma bħala kategoriji speċjalizzati għall-ċentri tad-dati moderni. Id-DR tipikament jikkopri l-linkijiet ta' 500 metru bejn is-servizzuri fl-arkitetturi spine-leaf, filwaqt li l-FR jipprovdì speċifikazzjonijiet standardizzati li jiffunzjonaw ma' tipi differenti ta' fibra skont il-gwida tal-IEEE 802.3, b’hekk jiżżguraw il-kumpatibilità bejn l-attrezzaturu ta' produtturi differenti.
