Optik Elektrik Sinyal Dönüştürme İçin Temel Işıksal Alıcı-Göndericiler

Optik transceiver çözümleri, fiber optik ağlar üzerinden yüksek hızlı veri iletimi için elektriksel sinyallerin optik sinyallere (ve bunun tersine) dönüştürülmesini sağlayan bir dizi donanım ve tasarım stratejisini kapsar. Bu çözümler, kısa mesafeli veri merkezi bağlantıları (DCI'ler) ile uzun mesafeli telekom bağlantılara kadar çeşitli uygulamalara yönelik olarak hız, mesafe, güç verimliliği ve ağ ölçeklenebilirliği ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde uyarlanmıştır. Her optik transceiver çözümünün kalbinde, SFP (Küçük Form Faktörlü Takılabilir), QSFP (Dört Kat Küçük Form Faktörlü Takılabilir) ve CFP (C Form Faktörlü Takılabilir) gibi form faktörlerinde sunulan transceiver modülü yer alır. Bu modüller, belirli veri hızları (10G, 40G, 100G, 400G, 800G) ve iletim mesafeleri için optimize edilmiştir. Örneğin, SFP+ modüller, kurumsal ağlarda 10G kısa mesafeli (10 km'ye kadar) uygulamalarda öne çıkar; QSFP DD (Çift Yoğunluklu) modüller ise yüksek yoğunluklu veri merkezi bağlantıları için 400G ve 800G desteği sunar. Bu çözümlerin temel bileşenlerinden biri optik teknoloji seçimidir: Düşük maliyeti ve enerji verimliliği nedeniyle, VCSEL (Dikey Oyuk Yüzey Emici Lazer) diyotlar, çok modlu fiber (MMF) üzerinde kısa mesafeli (≤100m) uygulamalar için tercih edilir ve veri merkezleri içi bağlantılar için idealdir. Tek modlu fiber (SMF) üzerinden daha uzun mesafelerde (≥1km), daha yüksek güç ve dar dalga boyu toleransı sunan kenar emici lazerler (EEL'ler) veya dağıtılmış geri besleme (DFB) lazerler kullanılır. Koherer optik transceiver'lar, QPSK (Kuadratür Faz Kaydırma Anahtarlama) ve 16 QAM (Kuadratür Genlik Modülasyonu) gibi gelişmiş modülasyon tekniklerinden yararlanarak, yoğun dalga boyu bölünmüş çoğullama (DWDM) ile uzun mesafeli telekom ağlarında binlerce kilometre boyunca terabit ölçekli iletimi sağlar. Güç verimliliği, modern çözümlerde (örneğin 400G ZR transceiver'lar) kritik bir tasarım kriteridir ve yüksek yoğunluklu raf sistemlerinde ısı üretimini en aza indirgemek için 8W'ın altında çalışır; bu, soğutma maliyetlerini düşürmek isteyen veri merkezleri için gerekliliktir. Isıl yönetim, entegre ısıtıcıların ve adaptif güç kontrolünün yanı sıra, çalışma sıcaklıklarında (veri merkezi modülleri için 5°C ila 70°C, dış mekan telekom üniteleri için 40°C ila 85°C) stabil performansı garanti altına alır. Ağ protokolleriyle uyumluluk diğer bir temel unsurdur: mevcut altyapı ile entegrasyon için çözümler, Ethernet, Fibre Channel, InfiniBand ve OTN (Optik Taşıma Ağı) standartlarını desteklemelidir. Örneğin, kurumsal ağlar için 100G transceiver'lar, eski sistemlerden geçişi kolaylaştırmak amacıyla çoklu hız desteği (10G/25G/100G) içerebilir. Ölçeklenebilirlik, takılabilir tasarımlar aracılığıyla sağlanır; bu sayede ağ operatörleri tüm sistemleri değiştirmeden veri hızlarını yükseltebilirler. Örneğin, uyumlu anahtarlar içinde 100G QSFP28 modüller, 400G QSFP DD modüller ile değiştirilebilir. Yeni çıkan çözümlerden ko-paketlenmiş optikler (CPO), transceiver'ları doğrudan anahtar uygulama özel entegre devreleri (ASIC) ile entegre ederek gecikmeyi ve güç tüketimini azaltmayı hedefler; bu yapılar, gelecek nesil 800G ve 1.6T ağlar için uygundur. Güvenilirlik, sıcaklık, voltaj ve lazer gücü hakkında gerçek zamanlı veriler sunan dijital teşhis izleme (DDM) gibi özellikler sayesinde sağlanır ve bu da öngörülebilir bakım imkanı sunar. Standartlara (örneğin Ethernet için IEEE 802.3, fiber için ITU-T G.652) uygunluk, satıcı ekosistemleri arasında birlikte çalışabilirliği garanti altına alır. Bulut veri merkezlerinde, 5G baz istasyonlarında ya da deniz altı kablolarında kullanılsın, optik transceiver çözümler modern yüksek hızlı iletişim ağlarının omurgasını oluşturur ve dijital dönüşümün temelini oluşturan verilerin kesintisiz akışını sağlar.