معرفی اولیه ماژول نوری

معرفی اولیه ماژول نوری

ماژول نوری از دستگاه های اپتوالکترونیکی، مدارهای عملکردی و رابط های نوری تشکیل شده است. دستگاه‌های الکترونیک نوری شامل دو بخش انتقال و دریافت هستند. به طور خلاصه، وظیفه ماژول نوری تبدیل سیگنال الکتریکی به سیگنال نوری در انتهای ارسال است. پس از انتقال سیگنال نوری از طریق فیبر نوری، انتهای گیرنده سیگنال نوری را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.

قسمت انتقال عبارت است از: سیگنال الکتریکی ورودی با نرخ بیت معین توسط تراشه درایو داخلی پردازش می شود و سپس لیزر نیمه هادی (LD) یا دیود ساطع نور (LED) را برای انتشار سیگنال نوری مدوله شده با نرخ متناظر هدایت می کند. مدار کنترل خودکار قدرت نوری داخلی برای ثابت نگه داشتن قدرت سیگنال نوری خروجی مجهز شده است.

قسمت دریافت کننده عبارت است از: ماژول ورودی سیگنال نوری با نرخ بیت معین توسط دیود تشخیص نوری به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود و سیگنال الکتریکی با نرخ بیت مربوطه پس از پیش تقویت کننده خروجی می شود.

-مفهوم اولیه ماژول نوری-

ماژول پورت نوری نام کلی دسته بندی های مختلف ماژول است که به طور کلی به ماژول یکپارچه فرستنده گیرنده نوری اشاره دارد.

-عملکرد ماژول نوری-

عملکرد آن صرفاً درک تبدیل بین سیگنال های نوری و سیگنال های الکتریکی است.

-ساختار ماژول نوری-

یک ماژول نوری معمولاً از فرستنده نوری، گیرنده نوری، مدار عملکردی و رابط نوری (الکتریکی) تشکیل شده است.

در فرستنده، تراشه راننده سیگنال الکتریکی اصلی را پردازش می کند و سپس لیزر نیمه هادی (LD) یا دیود ساطع نور (LED) را برای انتشار سیگنال نوری مدوله شده هدایت می کند.

پورت در انتهای دریافت است. پس از ورود سیگنال نوری، توسط دیود تشخیص نوری به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود و سپس سیگنال الکتریکی از طریق پیش تقویت کننده خروجی می شود.

-طبقه بندی حالت نوری-

-تاریخچه توسعه حالت نوری-

-مقدمه ای بر بسته بندی ماژول های نوری-

طیف گسترده ای از استانداردهای بسته بندی برای ماژول های نوری وجود دارد، عمدتاً به این دلیل:

》سرعت توسعه فناوری ارتباطات فیبر نوری بسیار سریع است. سرعت ماژول نوری در حال افزایش است و حجم آن نیز در حال کاهش است، به طوری که هر چند سال یک بار برچسب بسته بندی جدیدی صادر می شود.

دقیق همچنین سازگاری بین استانداردهای بسته بندی جدید و قدیمی دشوار است.

》سناریوهای کاربردی ماژول های نوری متنوع هستند. فاصله های مختلف انتقال، پهنای باند مورد نیاز و مکان های استفاده، مربوط به انواع مختلف فیبر نوری مورد استفاده، ماژول های نوری نیز متفاوت است.

بندر GBIC

GBIC مبدل رابط گیگا بیت ریت است.

قبل از سال 2000، GBIC محبوب ترین بسته بندی ماژول نوری و پرمصرف ترین شکل ماژول گیگابیتی بود.

پورت SFP

به دلیل اندازه بزرگ GBIC، SFP بعدها ظاهر شد و شروع به جایگزینی GBIC کرد.

SFP، نام کامل Small Form-factor Pluggable، یک ماژول نوری کوچک با قابلیت تعویض گرم است. اندازه کوچک آن نسبت به بسته بندی GBIC است. اندازه SFP نصف کوچکتر از ماژول GBIC است و بیش از دو برابر تعداد پورت ها را می توان در همان پنل پیکربندی کرد. از نظر عملکرد، تفاوت کمی بین این دو وجود دارد و هر دو از اتصال داغ پشتیبانی می کنند. حداکثر پهنای باند پشتیبانی شده توسط SFP 4Gbps است

XFP دهانی

XFP یک 10 گیگابیت Small Form-factor Pluggable است که با یک نگاه قابل درک است. این یک SFP 10 گیگابیتی است.

XFP از یک ماژول سریال تک کاناله با سرعت کامل متصل به XFI (رابط سریال 10 گیگابایت) استفاده می کند که می تواند جایگزین Xenpak و مشتقات آن شود.

پورت SFP+

SFP+ مانند XFP یک ماژول نوری 10G است.

اندازه SFP+ همان اندازه SFP است. جمع و جورتر از XFP است (حدود 30٪ کاهش می یابد)، و مصرف انرژی آن نیز کوچکتر است (با برخی از عملکردهای کنترل سیگنال کاهش می یابد).

O SFP28

SFP با نرخ 25 گیگابیت بر ثانیه عمدتاً به این دلیل است که ماژول‌های نوری 40G و 100G در آن زمان بسیار گران بودند، بنابراین این طرح انتقال مصالحه ایجاد شد.

QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP28-DD

رابط چهار کاناله SFP چهار کاناله با فرم فاکتور کوچک. بسیاری از فناوری‌های کلیدی بالغ در XFP برای این طراحی استفاده شده‌اند. QSFP را می توان با توجه به سرعت × 10G QSFP+، 4 × 25G QSFP28، 8 × 25G QSFP28-DD ماژول نوری و غیره تقسیم کرد.

QSFP28 را به عنوان مثال در نظر بگیرید که برای پورت دسترسی 4 × 25 GE قابل استفاده است. QSFP28 را می توان برای ارتقاء از 25G به 100G بدون 40G استفاده کرد که دشواری کابل کشی را بسیار ساده کرده و هزینه ها را کاهش می دهد.

QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP28-DD

QSFP-DD، که در مارس 2016 تأسیس شد، به "چگالی دوگانه" اشاره دارد. یک ردیف از کانال ها را به 4 کانال QSFP اضافه کنید و آنها را به 8 کانال تبدیل کنید.

می تواند با طرح QSFP سازگار باشد. ماژول اصلی QSFP28 هنوز قابل استفاده است، فقط ماژول دیگری را وارد کنید. تعداد انگشتان طلای OSFP-DD دو برابر QSFP28 است.

هر QSFP-DD فرمت سیگنال 25 گیگابیت بر ثانیه NRZ یا 50 گیگابیت بر ثانیه PAM4 را اتخاذ می کند. با PAM4 می تواند تا 400 گیگابیت بر ثانیه را پشتیبانی کند.

OSFP

OSFP، Octal Small Form Factor Pluggable، "O" مخفف "octal" است که به طور رسمی در نوامبر 2016 راه اندازی شد.

این برای استفاده از 8 کانال الکتریکی برای تحقق 400GbE طراحی شده است (8 * 56GbE، اما سیگنال 56GbE توسط لیزر 25G DML تحت مدولاسیون PAM4 تشکیل می شود) و اندازه آن کمی بزرگتر از QSFP-DD است. موتور نوری و فرستنده و گیرنده با وات بالاتر عملکرد اتلاف حرارت کمی بهتری دارند.

CFP/CFP2/CFP4/CFP8

Centum Gigabits ماژول ارتباط نوری تقسیم طول موج متراکم و قابل اتصال را تشکیل می دهند. نرخ انتقال می تواند به 100-400Gbpso برسد

CFP بر اساس رابط SFP، با اندازه بزرگتر و پشتیبانی از انتقال داده 100Gbps طراحی شده است. CFP می تواند یک سیگنال 100G و یک یا چند سیگنال 40G را پشتیبانی کند.

تفاوت بین CFP، CFP2 و CFP4 در حجم است. حجم CFP2 نیمی از حجم CFP و CFP4 یک چهارم حجم CFP است. CFP8 یک فرم بسته بندی است که به طور خاص برای 400G پیشنهاد شده است و اندازه آن معادل CFP2 است. از نرخ کانال 25 گیگابیت بر ثانیه و 50 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی کنید و از طریق رابط الکتریکی 16x25G یا 8×50 نرخ ماژول 400Gbps را درک کنید.