Waa maxay kabelka oo isticmaalaya transceivers ee opticaalka?

Ku xidhiidh Noolaha Caabaha ku saabsan Foomaha Caabaha Optikaal

Sidaa uu foomaha SFP+, QSFP28, OSFP, iyo COBO ku saabsan isku mid ah ee caabaha

Isku-xirka kala duwan ee qalabka wax lagu soo diro sida SFP +, QSFP28, OSFP, iyo COBO waxay la yimaadaan shuruudahooda gaarka ah marka ay timaado booska jireed, isku xirka korontada, iyo maaraynta kuleylka, kuwaas oo dhammaan saameyn ku leh nooca fiilooyinka ay dhab aha Dekedaha SFP+ waxay maareynayaan xawaaraha 10G ilaa 25G waxayna qaataan midkood LC fiber duplex ama kuwa aan shaqeyn ama firfircoon ee tooska ah ee Copper (DAC) oo inta badan dadku yaqaanaan. U wareejinta QSFP28 ee 100G waxay ka dhigan tahay in la macaamilo fiber MPO-12 oo cufan ama fiilooyinka DAC ee u baahan isku dheelitirka impedance-ka ee taxaddar leh. Kadibna waxaa jira heerka OSFP ee cusub oo taageera xawaaraha ballaaran ee 400G ilaa 800G iyada oo loo marayo qaboojiyaha qoto dheer iyo nidaamyada qaboojinta ee wanaagsan. Kuwani waxay u baahan yihiin fiilooyinka MPO-16 ama fiilooyinka naxaasta ee gaarka ah ee loo yaqaan 'twinax copper cables' oo awood u leh inay maareeyaan in ka badan 56 Gbps halkii waddo. ugu danbeyn waxaan leenahay COBO, oo ah gaaban ee Consortium for On-Board Optics, taas oo wax ka sii dheer qaadata iyadoo meesha ka saartay isku xirahaas. taa bedelkeeda, indhaha ayaa si toos ah ugu dhex gala guddiga wareegga daabacan ee isku xira, taas oo macnaheedu yahay in farsamoyaqaannada ay u baahan yihiin fiilooyin heerka guddiga ah oo loo sameeyay halkii ay kaliya ku beddeli lahaayeen qaybaha goobta. Isku dayga in lagu qasbo nooca qaladka ah ee fiilada, waxaad ku tidhaahdaa inaad ku dhejiso fiilada OSFP dekedda QSFP28, waxay badanaa keentaa qalab waxyeelo leh sababtoo ah kala duwanaanshaha cabirka ee ka dhexeeya qaybaha, wax OSFP MSA Specification version 3.0 si adag uga

Kuwa Elektrik ah ama Kuwa Optika ah ee Xasiloonka Sigaan: Waayo Eegta Kooxka Kaabalka Wuxuu Ii Kala Dhexeeya Bugetka Link iyo BER

Xagga kabilka ayaa leh ugu yar ee caawinaadka siyaasadda isku dhafan, sida ku muuqata marka la eego qaybta xagga isku dhafan (link budgets) iyo xagga xadgudubka bit (bit error rates - BER). Kabilka bakar (Copper Direct Attach Cables - DACs) waxay leedahay dhaqso ka yar oo weyn, taasoo ah in ay ugu yar yahay 30 dB kilaamaytar marka la eego xagga 25 Gbps. Kabilka bakarka waxay sidoo kale ku jirin xadgudubka elektromagnitik (EMI), taasoo ka dhigaya xagga ugu yar ee la isticmaalo si aad ugu fududayn karo, taasoo ah in ay ugu yar yahay 7 mitir. Qofka optika wuxuu leh caawinaad weyn oo ka badan ku saabsan dhaqso ka yar. Qofka optika ee leh mod (Single mode fiber - SMF) waxay ugu yar yahay 0.4 dB kilaamaytar, halkaasoo qofka optika ee leh midab (multimode fiber - MMF) waxay ugu yar yahay 2.5 ilaa 3.5 dB kilaamaytar, taasoo ku saabsan xagga qofka optika iyo xagga geeska la isticmaalo. Laakiin waxaa jira xaalad dheer oo ku saabsan MMF marka la eego xagga weyn: dhaqso ka yar ee midab (modal dispersion) waxay ku daranaysaa xagga xadgudubka bit (BER) marka la eego xagga 25G iyo ka badan, sida ku muuqata marka xagga ay ka badan yihiin 100 mitir. Taariikhda dambe ee la soo baxay IEEE Photonics Journal sanadkii 2023 ayaa muujisay in qofka optika OM5 waxay ka saabsanaysaa xagga xadgudubka bit (BER) 60% ka badan oo ku saabsan qofka optika OM3 marka la eego xagga 400G iyo xagga 150 mitir. Tani waxay muujisaysaa in ay jirto xaalad dheer oo ku saabsan xagga qofka optika, dhaqso ka yar, iyo xagga ugu yar ee transceivers. Marka dhaqso ka yar ee siyaasadda ay ka badan yihiin xagga transceiver ee la isticmaalo (sida ku muuqata QSFP28 modules ee leh xagga siyaasadda ugu yar ee -12 dBm), waxay ku dhacaysaa xaaladood xaqiis ah sida dhaqso ka yar ee kabilka ama xagga soo noqoshada (reflections) oo ka dhigaya xagga jitter. Tani waxay ku dhacaysaa in pacxetka ay la kulmayn doonaan si guuldar. Sidaa darteed, muhandisada ma ay should inay eegayso xagga data ugu yar marka la eego isku dhafan. Waa inay eegayso xagga kabilka ugu yar ee dhaqso ka yar (attenuation levels), xagga soo noqoshada (return loss measurements), iyo xagga dhaqso ka yar (dispersion) ku saabsan xagga link budget ee la isticmaalo iyo xagga tijaabooyinka ugu yar ee la isticmaalo, ka dib marka la eego xagga ugu yar ee la isticmaalo.

Kaboolada Fiber Optic ee Kala Dhex Adaahka Optika Ugu Sarreeya

Fiber Ee Waaqfayn (SMF) vs. Fiber Ee Kaalayn (MMF): Jirka, Bandwidthka, iyo Isku Xidhka Qaarkooda

Marka aad u eegto xidhiidhaha optika ee ka badan 300 mitir, isku daynta badeecada midka qofka (SMF) iyo midka ka badan (MMF) waa in la eego saddex qaybaha muhiimka ah: ka farcanka oo ay ugu yar tahay, qaabta ay ku jiraan in ay kala duwan yihiin, iyo waxyaabaha ay ku jiraan in ay ku jiraan in ay ku jiraan. SMF waa mid ka yar oo leh qayb ka yar oo ka badan 8–10 mikromiitar, taas oo ugu dhasha inuu u soo saari doono qaybka midka ah. Tani wuxuu ka saaray xaladaha qaybka midka ah oo leh xidhiidhaha si loo sameeyo 100 km ilaa in la isticmaalo repeater, taas oo waxay ugu yar tahay in ay isticmaalan doonaan shirkadda telecom iyo shirkadda xidhiidhaha metropolitaanka. Sidoo kale, SMF wuxuu leeyahay xidhiidh ka yar oo leh 0.4 dB/km marka uu noqdo 1550 nm. Iyo marka la qoray moduulka xidhiidhka ka saaraya ama teknoolojiyada optika coherente, waxaan ku dhaartaa xidhiidhaha ka badan. Waana, MMF wuxuu leeyahay qayb ka weyn oo leh 50–62.5 mikromiitar. Wuxuu ka saaray in la xidhiidho VCSEL, laakiin waxay leedahay xaladaha qaybka midka ah oo ka saaray xidhiidhaha ka badan. Tusaale ahaan, OM4 wuxuu ku dhaartaa 150 mitir marka uu noqdo 400G-SR8, waana OM3 ka horreysa wuxuu ka saaray in uu ugu yar yahay 70 mitir. Midkii labaad ee xidhiidhaha ay leedahay xaladaha chromatic dispersion, laakiin SMF wuxuu leeyahay xidhiidh ka yar oo leh 1310 nm iyo hababka xidhiidhka ka saaraya oo dhan, taas oo ugu yar tahay in ay ku jiraan xidhiidhka ka yar. Waana graded-index MMF wuxuu ku jira in ay xidhiidhka qaybka midka ah ka saaro, laakiin wuxuu ugu dhasha in ay ku jiraan xidhiidhka ka yar oo leh qaybka midka ah oo leh xidhiidhka ka yar.

Qorshaha Doorashada OM3/OM4/OM5 MMF ee Ku Saabsan Kaga Dhexeeya Qaabka Ugu Sareeyo ee Kaabta Optika

Boqorka daata-ka, oo kala duwan kuwa la xidhiidha 150 mitirro ka yar, qalabka qofka leh (multimode) OM3, OM4, iyo OM5 waxay si degdeg ah ugu yaraan qalabka qofka leh (optical transceivers) parallel ee la xidhiidha SR4, SR8, ama SWDM4. Hadda aynu eegno taariikhda qeexitaanka. OM3 wuxuu uga leeyahay isku dhafan 10 Gigabit Ethernet ee 300 mitirro, markaas oo uga leeyahay isku dhafan 40 ama 100GbE ee 100 mitirro. OM4 wuxuu ka badbaadiyaa intaasiyada hore ee 400 mitirro ee 10GbE iyo 150 mitirro ee 40/100GbE, waana ku jira inuu leeyahay qeexitaanka ugu weyn ee bandwidth-ka effective modal ee 4,700 MHz·km. Markaas waxaa jira OM5, oo uu ku jiraa inuu leeyahay compatibility-ka leh kaaloo OM4, laakiinse waxaa ku daray wax kasta oo kale. Wuxuu ku badbaadiyaa qeexitaanka bandwidth-ka mid between wavelengths 850 iyo 953 nanometers, taas oo waxaa laga heli karaa in lagu sameeyo shortwave wavelength division multiplexing (SWDM) ee dhaqameedka 40 ilaa 400GbE iyadoo la isticmaalayo tiro kasta oo kala duwan ee fiber pair, aan la isticmaalo tiro badan. Iyadoo la isticmaalayo wavelength-ka 953 nm, OM5 wuxuu leeyahay minimum effective modal bandwidth ee 6,000 MHz·km, sidaas darteed 400G-SWDM4 wuxuu shaqayn karaa si degdeg ah 150 mitirro, oo ku jira in la yareeyo tiroka fiber iyo arraangementska cabling ee fudud. Markaas OM5 waxaa la isticmaalo 20% ka badan oo la isticmaalo OM4, laakiinse ina maalgashada wuxuu ku jiraa inuu ku saabsanayo shabakadaha dhammaynta transceiver technologies ee soo socda, aan la isticmaalo projectiyada cabling ee caalamiyeed ee ka dambe. Waxa laga yaabaa in la ogaado: in la xidhiidho si sax ah waa muhim ah. Qofka leh (fiber types) kan oo dhan waa in la xidhiidho si sax ah oo la isticmaalo specific transceiver emitters ee la xidhiidha VCSEL oo la isticmaalo qofka leh (multimode fiber) oo la xidhiidha, aan la isticmaalo optionska LED ee ka hor. Waxa laga yaabaa in la hubiyo in wavelength settings-ka ay la isticmaalo si sax ah iyadoo la isticmaalayo installation-ka, in la gacantaado issueska differential mode delay ee la isticmaalo in la xidhiidho bit error rates ee la isticmaalo si degdeg ah.

Kaboolada oo la isticmaalayo Koper ee si loo xidho Qalabaha Optika ee la eegayo

Kaboolada oo la isticmaalayo koper ee si loo xidho qalabaha optika ee ka yar marka 7 mitir—sida xidhka ku jira guriga ama xidhka ku jira gurigaha la xidha—waxay leedahay faa’iidayaal ugu wanaagsan ee lacag, awood ee ku saabsan ammaanka, iyo fashil. Waxay ka saaraysaa xidhka ku saabsan guulaha iyo elektrinka, taasoo ku saaraysaa xidhka iyo tirada qalabaha, halkaas oo ku dhisaysa natiijada si toos ah ee xidhka.

Kaboolada Direct Attach Copper (DAC): Lacag, Awood ee Ammaanka, iyo Xidhka Dheer ee Ku Saabsan 7m

Kabalka DAC waxay ku dhex jiraan qalabka dhinaca laba ee copper oo la isku dhaafaynayaa qalabka plug-in transceiver sida SFP+ iyo QSFP28 si ay ugu sameeyaan xidhiidh aan la isticmaalinayo (passive) oo leh xadgudub yar ka badan. Kabalkani waxay ku yaal 30 ilaa 50 boqolka ah kala duwan oo la isticmaalo wixii loo iibiyey transceiver optical iyo kabalka fiber oo la isticmaalo kala duwan. Markaas ma jirin qalabka la isticmaalo (active components) gudaheeda, kabalka DAC ma isticmaalin doona natiijo badan oo joojinta, iyo ma soo saari doona joolta badan, taas oo ku sameeyaa in la sameeyo xidhiidhka joolinta (cooling systems) ee quruxda server iyo switches oo leh qurux badan. Laakiin waxaa jira xaalad. Sida ay ugu soo saartaa ishaha elektrikada waxay ku jiraan xadgudubka ishaha (signal loss) oo ka badan yahay marka aad ugu yaraan taas oo ku sameeyaa in xadgudubka ishaha (interference) ee dhinaca laba ee qabalka waxay ku jiraan xaalad. Taas oo ku sameeyaa in ay ku yaal 7 mitir oo ka badan oo la isticmaalo 25G NRZ iyo 3 mitir oo la isticmaalo 56G PAM4. Markaas marka ay ka tagtaan 5 mitir, xadgudubka elektromagnetika waxay ku jiraan xaalad badan, sida muuqata, marka ay la jirto qalabka joolinta (power supplies) oo la isticmaalo iyo la kala gooyo ama wararka radio frequency. Iyo marka aad ugu yaraysaa xogta iyo dheerka kabalka, kabalka waxay ku yaal joolta badan, sidaa darteed inta badan oo ugaamayaasha waxay ku sugayeen in la dabaqo heatsinks oo la isticmaalo 25G iyo ka badan marka la isticmaalo guud ahaan.

Kablaada Optikaal Ah (AOCs): Badbaadinta Ka Dhow, EMI-Ka Dhow, Iyo Kala Dhow

Fiilooyinka indhaha ee firfircoon waxay la yimaadaan qaybo indhaha yaryar oo ku jira isku xirahooda, gaar ahaan VCSELs iyo fotodiodes, kuwaas oo si dhab ah u beddelaya calaamadaha korontada iftiin dhexda fiilooyinka laftiisa. Taas macnaheedu waa waxay haystaan isla shaqeynta fudud ee isku xirnaanta iyo ciyaarta sida fiilooyinka caadiga ah ee DAC laakiin waxay u fidin karaan masaafo aad u dheer, meel kasta oo ka mid ah 30 mitir ilaa 100 mitir iyadoo ku xiran sida ugu dhakhsaha badan ee xogta loo baahan yahay in ay u safraan fiilooyinkan waxay leeyihiin daahitaan aad u hooseeya, oo ka yar nus nanosecond oo daahitaan ah, mana ku wareeriyaan faragelin elektaroonig ah. Taasi waxay ka dhigeysaa inay ku habboon yihiin meelaha sida dabaqa warshadaha oo ay ka buuxaan mashiinada ama meelaha ku dhow qalabka raadiyaha ee awoodda badan. Inkastoo AOCs ay ku kacayso 20 ilaa 30 boqolkiiba DACs caadiga ah ee aan waxqabadka lahayn, waxay lacag ku keydsanayaan waqti ka dib sababtoo ah waxay abuuraan kuleyl yar. Isticmaalka awoodda ayaa caadi ahaan u dhexeeya 1.5 iyo 2.5 watts marka la barbar dhigo qiyaastii 3 ilaa 4 watts ee DAC-yada firfircoon ee xawaaraha la midka ah. Intaa waxaa dheer, maadaama fiilooyinkan ay si fiican ula qabsadaan gariirka mana saameynayaan dhibaatooyinka dhulka, waxay si gaar ah u shaqeeyaan codsiyada sida nidaamyada ganacsiga heerka sare ama qaababka xisaabinta ee meesha microsecond kasta ay ka tirsan tahay waxqabadka.

Dhibaatooyinka soo galay

Waa maxay xagga muhiimka ah ee ku saabsan isku dhafan kabadooda (cable compatibility) leh oo la isticmaalo qalabaha soo celinta opticaalka sida SFP+, QSFP28, OSFP, iyo COBO?

Isku dhafan kabadooda (cable compatibility) waxa laga xidhi doonaa xagga muhiimka ah ee goobta fiisiga, xagga muhiimka ah ee isku dhexeeya qalabaha elektirki, iyo xagga muhiimka ah ee hawsha ka saaraya (heat management) ee la isticmaalo qalabaha soo celinta opticaalka. Isticmaalaya kabadooda caadi ah waa muhiim ah inaad ugu dhaqaaqdo dhibaatooyin kuwa lagu dhaqaaqdo kabadooda oo aan lahayn goobta caadi ah ee qalabaha.

Sida kuugu jira kabadooda copper (DACs) oo la isticmaalo si toos ah (Direct Attach Cables) iyo kabadooda opticaalka (optical fiber) ku saabsan isku dhafan kabadooda (signal integrity)?

Kabadooda copper (DACs) waxa ay ku jiraan isku dhafan kabadooda (insertion loss) weyn, iyo waxa ay ku jiraan isku dhafan kabadooda (electromagnetic interference), taasoo ku saabsan doorashooyinka ugu yar ee ay ku jiraan. Kabadooda opticaalka ee leh modulka (single-mode) waxa ay ku jiraan isku dhafan kabadooda (performance) weyn, iyo isku dhafan kabadooda (signal loss) yar, iyo raacidda weyn, halkaas oo kabadooda opticaalka ee leh modulka (multimode) waxa ay ku jiraan isku dhafan kabadooda (dispersion) marka ay ku jiraan xagga muhiimka ah ee xisaabta weyn.

Waa maxay faaiidada kabadooda opticaalka ku dhexeeya (Active Optical Cables - AOCs) ku saabsan kabadooda copper (DAC) ee la isticmaalo si toos ah (Direct Attach Copper)?

Kabalka Optika Caalamiyeed (Active Optical Cables) ayaa isticmaalaya qorshooyin optika ee ku jira kabalka ilaa ku badbaadiya ishka elektrik ee ku yidhaahda light, taasoo kaga dhisaya doorasho dheer oo aan la xiriirin karo xanuuska elektromagnatiga. Waxay ku xidhan doonaan xanuus ka yar (low latency) iyo waxay leeyihiin qaar ka yar oo lacag bixinta iyo gacanta dhaxalka, mararka qaar ka badan, iyada oo la compareyaa kabalka DACs.