कुन ऑप्टिकल ट्रान्सीभरहरूले छिटो डाटा संचरण सुनिश्चित गर्छन्?

उच्च-गति नेटवर्कहरूमा ऑप्टिकल ट्रान्सिभरहरूको मुख्य कार्य

विद्युत-देखि-प्रकाशिक रूपान्तरण र सिग्नल अखण्डता संरक्षण

प्रकाशिक ट्रान्सीभरहरू विद्युतीय नेटवर्क उपकरणहरू र हामीले प्रकाशिक फाइबर भनेर चिन्ने काँचका साना धागाहरू बीचको मध्यस्थको रूपमा काम गर्छन्। यी साना कार्यक्षम उपकरणहरूले विद्युतीय संकेतहरूलाई लेजर डायोडहरू मार्फत प्रकाशका तरङ्गहरूमा परिवर्तन गर्छन्, र अर्को छेउमा फोटोडिटेक्टरहरूले प्रकाशलाई ग्रहण गरेर फेरि विद्युतमा परिवर्तन गर्छन्। यो दुई-तिर्को संचारले हामीलाई फाइबर नेटवर्कमार्फत विशाल मात्रामा डाटा अत्यधिक गतिमा पठाउन सक्षम बनाउँछ। यी संकेतहरूलाई सफा र अक्षत राख्नु धेरै महत्त्वपूर्ण छ। यसैले निर्माताहरूले PAM4 मॉडुलेशन जस्ता उन्नत प्रविधिहरू र डिजिटल सिग्नल प्रोसेसरहरूसँगको सहयोगमा आधारित तरिकाहरूमा भरोसा राख्छन्। यी प्रविधिहरूले संकेतको फैलावट (डिस्पर्सन), संकेतको ह्रास (एटेन्युएशन) र संचारलाई बिगाड्न सक्ने विभिन्न प्रकारका गैर-रैखिक प्रभावहरू विरुद्ध लडाइँ गर्छन्। ४००G र त्यसभन्दा बढीका अत्यधिक गतिमा पनि यी प्रणालीहरूले बिट त्रुटिहरूलाई लगभग गैर-अस्तित्वमा राख्न सक्छन्। कल्पना गर्नुहोस् कि यदि यस्तो सटीक विद्युत-प्रकाशिक इन्जिनियरिङ नभएको भए हाम्रा डाटा केन्द्रहरू र AI कार्यहरू कस्ता हुन्—हामी ठूला डाटा स्थानान्तरणहरू सम्पन्न हुने अपेक्षामा सधैं बस्नुपर्थ्यो।

तरंगदैर्घ्य, डाटा दर, र दूरी कसरी प्रदर्शन परिभाषित गर्नका लागि अन्तरक्रिया गर्छन्

ट्रान्ससीभरको प्रयोगको क्षमता र व्यवहार्यता तीनवटा कारकमा निर्भर गर्दछः तरंगदैर्ध्य, डाटा रेट र दूरी। तर, यो कुरा पनि महत्त्वपूर्ण छ कि यो फाइबरको प्रकारसँग मिल्दो छ। छोटो दूरीका लागि, 850nm सामान्यतया बहु-मोड फाइबरको साथ प्रयोग गरिन्छ, लगभग 100 मिटरमा 100G जस्ता चीजहरू ह्यान्डल गर्दै। तर लामो दूरीका लागि इन्जिनियरहरुले १५५० एनएमको सिंगल मोड फाइबर प्रयोग गर्छन् जसले ४००जी सिग्नललाई २ किलोमिटरसम्मको दूरीमा पुग्न सक्छ । डाटा रेट ४००जीबाट ८००जीसम्म बढ्दै जाँदा, कुनै पनि प्रकारको सान्दर्भिक अप्टिक्स वा ती फैंसी PAM4 सिग्नलिंग प्रविधिहरू आवश्यक पर्दैन। तथापि, यो लागत बढेको शक्ति खपत र प्रसारण मार्गमा मुद्दाहरूको लागि ठूलो संवेदनशीलता संग आउँछ। दूरीको कारकले पनि धेरै कडा सीमाहरू सेट गर्दछ। अधिकांश ८० किलोमिटरको जडान २०० जीबीमा अधिकतम हुन्छ किनभने रंगीन फैलावट र आवाजको स्तरमा कमी आउने समस्या हुन्छ । फ्लिप पक्षमा, छोटो 10km लिङ्कहरू वास्तवमा 800G गतिहरू ह्यान्डल गर्न सक्दछन् यदि उचित अगाडि त्रुटि सुधार (एफईसी) विधिहरू र डिजिटल संकेत प्रशोधन (डीएसपी) क्षतिपूर्ति लागू गरियो। वास्तविक संसारमा नेटवर्क डिजाइनरहरूले यी प्रतिस्पर्धी मागहरू सन्तुलनमा राखेर धेरै समय खर्च गर्छन् किनकि उनीहरूले प्रणालीहरू निर्माण गर्छन् जुन समयको साथमा बजारले उनीहरूलाई के हाल्छ भनेर स्केल गर्न र अनुकूलन गर्न आवश्यक छ।

आधुनिक ऑप्टिकल ट्रान्सीभरहरूलाई चालित गर्ने महत्वपूर्ण घटकहरू

लेजर डायोडहरू, फोटोडिटेक्टरहरू, र डिजिटल सिग्नल प्रोसेसरहरू: गति र सटीकता सक्षम बनाउने

आजको ऑप्टिकल ट्रान्सीभरहरू तीनवटा मुख्य भागहरूको सँगै काम गर्ने आधारमा निर्भर गर्दछन्: लेजर डायोडहरू, फोटोडिटेक्टरहरू, र हामीले DSP भनेर चिन्ने ती उन्नत डिजिटल सिग्नल प्रोसेसरहरू। लेजर डायोडहरूले यी स्थिर, तीव्र ऑप्टिकल सिग्नलहरू सिर्जना गर्दछन्, जुन सामान्यतया वितरित प्रतिपोषण (डिस्ट्रिब्युटेड फिडब्याक) प्रविधि वा नयाँ सिलिकन फोटोनिक्स सेटअपहरू मार्फत हुन्छन्, जसले फाइबर केबलहरू मार्फत डाटा पठाउँदा सिग्नलको ह्रास न्यूनतम राख्न मद्दत गर्दछ। फोटोडिटेक्टरहरूको सन्दर्भमा, धेरैजसो प्रणालीहरूले आउँदो प्रकाशलाई फेरि स्पष्ट विद्युतीय सिग्नलमा परिवर्तन गर्न PIN वा एभलाञ्च प्रकारका डिटेक्टरहरू प्रयोग गर्दछन्। यी डिटेक्टरहरूले डाटा सुरक्षित राख्न अत्यधिक प्रतिक्रियाशील हुनुपर्छ र शोर स्तरलाई कम राख्नुपर्छ। त्यसपछि DSP हरू छन् जसले पृष्ठभूमिमा विभिन्न जटिल कार्यहरू गर्दछन्, जस्तै सिग्नलहरूको वास्तविक समयमा समायोजन (इक्वलाइजेसन), घडीको समय पुनः प्राप्त गर्ने, र ट्रान्समिसनको समयमा आएका समस्याहरू सुधार्न FEC सुधारहरूको डिकोडिङ गर्ने। यी सबै घटकहरू एकसँगै काम गरेर १०० किलोमिटरभन्दा बढीको दूरीमा पनि आश्चर्यजनक रूपमा १E-१५ भन्दा कम बिट एरर दर (बिट एरर रेट) प्राप्त गर्न सक्छन्। र हामीले निश्चित लेटेन्सी (डिटरमिनिस्टिक लेटेन्सी) को आवश्यकतालाई पनि बिर्सनु हुँदैन, जसले यी प्रणालीहरूलाई आधुनिक हाइपरस्केल डाटा केन्द्रहरू सञ्चालन गर्न र हाम्रो बढ्दो ५जी नेटवर्क अवसंरचनालाई समर्थन गर्न अत्यावश्यक बनाउँछ।

४००जी+ दक्षता प्रतिस्पर्धा: शक्ति, ताप र बैंडविड्थ बीच सन्तुलन कायम गर्ने

४०० जीबी प्रति सेकेण्डको सीमा लाघिएपछि तापन र विद्युत् खपतसँग सम्बन्धित गम्भीर समस्याहरू उत्पन्न हुन्छन्। प्रत्येक पटक डाटा दर दोब्बर हुँदा विद्युत् आवश्यकता लगभग ६० देखि ७० प्रतिशतसम्म बढ्छ, जसले घनित रूपमा स्थापित स्विच पोर्टहरूमा अधिक तापन उत्पन्न गर्छ। यदि यो अतिरिक्त तापन नियन्त्रण गरिएन भने, यसले संकेतहरूको विकृति गर्छ, घटकहरूको छिटो क्षय हुन्छ र अन्ततः प्रणालीको विश्वसनीयता घटाउँछ। यी समस्याहरू समाधान गर्न उद्योगले कतिपय विधिहरू विकास गरेको छ। कतिपय निर्माताहरूले सूक्ष्म-च्यानल हिटसिङ्कहरू समावेश गरेका छन्, अरूहरूले हल्का ट्राफिकको समयमा ऊर्जा प्रयोग लगभग ३० प्रतिशत कम गर्न सक्ने अनुकूलनशील विद्युत् प्रबन्धन प्रणालीहरू लागू गरेका छन्। साथै, घटकहरू बीचका लामा विद्युतीय संयोजनहरू छोटो बनाउन सिलिकन फोटोनिक्स प्रविधिको प्रयोग बढ्दै गएको छ, जसले संकेत ह्रास र तापन उत्पादन दुवै घटाउँछ। सामग्रीको मोर्चामा पनि सुधारहरू देखिन्छन्। इन्डियम फोस्फाइडबाट निर्मित लेजरहरू पारम्परिक विकल्पहरूको तुलनामा उत्तम वाल प्लग दक्षता (wall plug efficiency) प्रदान गर्छन्। यी सबै अग्रगतिहरूको कारण आधुनिक ट्रान्सिभरहरूले प्रति रैक युनिट ४०० वाटसम्मको क्षमता सँगै आफ्नो आन्तरिक तापक्रम ५० डिग्री सेल्सियस भन्दा कम राख्न सक्छन्, जुन IEEE र OIF ले निरन्तर उच्च गतिको सञ्चालनका लागि निर्धारित तापीय मापदण्डहरू पूरा गर्छ।

फर्म फ्याक्टरहरू र मानकहरू: ऑप्टिकल ट्रान्सीभरहरूलाई बुनियादी ढाँचाको आवश्यकतासँग मिलाउने

उचित फर्म फ्याक्टर छनौट गर्नाले पोर्ट घनत्व, थर्मल प्रबन्धन र विकासशील बुनियादी ढाँचामा अन्तरक्रियाशीलताको अनुकूलतम सुनिश्चित गर्दछ। SFP देखि QSFP-DD सम्मका मानकीकृत यान्त्रिक र विद्युतीय इन्टरफेसहरूले प्लग-एण्ड-प्ले संगतता सक्षम बनाउँदछन्, जसले पूर्ण सिस्टम अपग्रेड नगरीकन प्रगतिशील बैंडविड्थ अपग्रेडहरूलाई समर्थन गर्दछ।

SFP, QSFP, OSFP, र QSFP-DD — १G देखि ८००G सम्म घनत्व र गतिको विस्तार

SFP मोड्युलहरू एज नेटवर्किङ र एक्सेस पोइन्टहरूमा १G देखि १०G सम्मको गति प्रदान गर्नका लागि उत्कृष्ट छन्, जहाँ ठाउँको महत्त्व हुन्छ। त्यसपछि हामीसँग QSFP संस्करणहरू छन् जसले चारवटा लेनहरूलाई एकैठाउँमा सङ्कल्पित गर्छन्, जसले उनीहरूलाई आधुनिक क्लाउड डाटा केन्द्रहरूमा पाइने घनी रूपमा सङ्कल्पित स्विचहरूमा १००G सम्मको गति समर्थन गर्न उपयुक्त बनाउँछ। आउने कुराहरूको बारेमा हेर्दा, OSFP र QSFP-DD दुवै प्रारूपहरूले आठ-लेन संरचना र राम्रो ताप व्यवस्थापन समाधानहरूको कारण ४००G देखि ८००G सम्मको विशाल बैंडविड्थ आवश्यकताहरू सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँगै सँग...... यी नयाँ डिजाइनहरूले पुराना QSFP28 मापदण्डहरूको तुलनामा प्रति रैक युनिटमा पोर्टहरूको सङ्ख्या दोब्बर गरेका छन्। OFC २०२३ मा हालैका अनुसन्धान नतिजाहरू अनुसार, यो प्रगतिले प्रति गिगाबिट शक्ति खपतलाई लगभग ३०% सम्म कम गर्न सकेको छ, जसले कम्पनीहरूलाई आफ्नो विद्यमान १००G अवसंरचनाबाट कृत्रिम बुद्धिमत्ता र मेसिन लर्निङ कार्यभारहरूका लागि विशेष रूपमा अनुकूलित यी अग्रणी ८००G प्रणालीहरूतिर अद्यावधिक गर्न सजिलो बनाएको छ।

एसआर, एलआर, इआर, जेआर, डीआर, एफआर: वास्तविक-दुनिया प्रयोगका लागि पहुँच मापदण्डहरूको विवरण

पहुँच वर्गीकरणहरूले विभिन्न दूरीहरूमा विभिन्न प्रकारका फाइबरहरूबाट हामी के अपेक्षा गर्न सक्छौं भन्ने कुरालाई निर्धारण गर्न मद्दत गर्छन्। सामान्यतया रैक भित्र उपकरणहरू जोड्ने वा क्याम्पसहरू बीचको संयोजनमा प्रयोग हुने बहु-मोड फाइबर प्रयोग गरेर ३०० मिटरभन्दा कमका दूरीहरूका लागि काम गर्ने छोटो पहुँच (SR) हो। लामो पहुँच (LR) अझ बढी दूरी सम्म काम गर्छ, जुन एकल-मोड फाइबर प्रयोग गरेर १० किलोमिटर सम्मका संयोजनहरू सँगै काम गर्छ, जसले यसलाई शहरव्यापी नेटवर्क सेटअपहरूका लागि आदर्श बनाउँछ। विस्तारित पहुँच (ER) ले यसलाई अझै बढी दूरी—लगभग ४० किलोमिटर—सम्म लगाउँछ, जबकि लामो यात्रा (ZR) ले ८० किलोमिटर सम्मको दूरी सम्म पुग्छ। यी लामो पहुँचहरूका लागि मजबूत लेजरहरू र राम्रो त्रुटि सुधार प्रविधिहरूको आवश्यकता हुन्छ, जसले यीहरूलाई बैकबोन नेटवर्कहरू र समुद्र तलका केबलहरूमा उचित रूपमा काम गर्न सक्छ। हालैमा, डाटा केन्द्र पहुँच (DR) र फाइबर पहुँच (FR) जस्ता विशिष्ट श्रेणीहरू आधुनिक डाटा केन्द्रहरूका लागि उभरिएका छन्। DR सामान्यतया स्पाइन-लिफ वास्तुकल्पमा सर्भरहरू बीचका ५०० मिटरका लिङ्कहरू कभर गर्छ, जबकि FR ले IEEE ८०२.३ दिशानिर्देशहरू अनुसार विभिन्न प्रकारका फाइबरहरूमा काम गर्ने मानकीकृत विशिष्टताहरू प्रदान गर्छ, जसले विभिन्न निर्माताहरूबाट आएका उपकरणहरू बीच संगतता सुनिश्चित गर्छ।