Šviesolaidinių siųstuvų-imtuvų tipai gaminami pritaikymui
Nov 07, 2025|
Šviesolaidinių siųstuvų-imtuvų tipai yra pagaminti taip, kad atitiktų specifinius taikymo reikalavimus, įskaitant perdavimo atstumą, duomenų perdavimo spartą, tinklo protokolą ir aplinkos sąlygas. Skirtingi siųstuvų-imtuvų formos faktoriai, pvz., SFP, QSFP ir OSFP, yra sukurti skirtingiems naudojimo atvejams-nuo trumpo-užsiekimo duomenų centro jungčių 850 nm bangos ilgio iki tolimų{4}}telekomunikacijų jungčių 1550 nm.
2025 m. optinių siųstuvų-imtuvų rinka pasiekė 14,7 milijardo dolerių, o iki 2032 m. prognozuojama, kad ji išaugs iki 42,5 milijardo dolerių, visų pirma dėl duomenų centro plėtros ir 5G diegimo. Šis augimas atspindi, kaip gamintojai nuolat pritaiko siųstuvų-imtuvų dizainą, kad atitiktų besikeičiančius tinklo poreikius.
Taikymas{0}}pagrįstas gamybos metodas
Siųstuvų-imtuvų gamintojai gaminių nekuria savavališkai. Kiekvienas šviesolaidinio siųstuvo-imtuvo tipas atsiranda dėl specifinių tinklo reikalavimų, kurie apibrėžia jo optines charakteristikas, energijos suvartojimą, formos koeficientą ir sąnaudų struktūrą.
Duomenų centrai sudaro 61 % optinių siųstuvų-imtuvų poreikio 2024 m, todėl jie yra pagrindinis siųstuvų-imtuvų naujovių variklis. Šioms priemonėms reikalingi skirtingi siųstuvų-imtuvai įvairioms funkcijoms: trumpo-pasiekimo moduliai jungia serverius stelažuose, vidutinio-pasiekimo siųstuvų-imtuvai susieja agregavimo sluoksnius, o ilgo-pasiekimo nuosekli optika įgalina duomenų centrų ryšį tarp didmiesčių.
Telekomunikacijų tinklams reikalingi skirtingiems apribojimams optimizuoti siųstuvai-imtuvai. Paslaugų teikėjams reikia modulių, kurie atlaikytų atšiaurias lauko sąlygas ir išlaikytų signalo vientisumą daugiau nei 80{3}}120 kilometrų atstumu. Įmonių tinklai teikia pirmenybę ekonominiam efektyvumui ir atgaliniam suderinamumui su esama infrastruktūra.
Gamybos metodas skiriasi priklausomai nuo taikymo srities. Didelės apimties duomenų centrų siųstuvuose-imtuvuose naudojama silicio fotonika, kad būtų pasiekta masto ekonomija. Ilgo nuotolio-telekomunikacijų siųstuvuose-imtuvuose įdiegtas sudėtingas skaitmeninių signalų apdorojimas, užtikrinantis nuoseklų aptikimą. Pramoniniams tikslams reikalingi tvirti dizainai, skirti nuo -40 laipsnių iki +85 laipsnių temperatūros diapazonams.
Duomenų centro siųstuvų-imtuvų tipai
Šiuolaikinė duomenų centro architektūra skatina nuolatinį siųstuvų-imtuvų tipų evoliuciją, o dirbtinio intelekto ir mašininio mokymosi darbo krūviai pagreitina didesnio -greičio modulių pritaikymą.
Trumpi-stovėjimo-prie{2}} stovo ryšio pasiekiamumo moduliai
Daugiamodiai siųstuvai-imtuvai, veikiantys 850 nm bangos ilgiudominuoja trumpo{0}}atstumo ryšiuose duomenų centruose. Šie moduliai perduoda per OM3 arba OM4 daugiamodį skaidulą iki 300{5}}400 metrų atstumu, naudodami vertikalius -ertminius paviršių spinduliuojančius lazerius (VCSEL), kurie kainuoja daug pigiau nei paskirstyto grįžtamojo ryšio lazeriai, reikalingi didesniems atstumams.
SFP28 formos faktorius valdo 25 Gigabit Ethernet ryšius, o QSFP28 sujungia keturis 25G kanalus, kad užtikrintų 100G pralaidumą. Naujesniems diegimams QSFP56 moduliai suteikia 200 G pajėgumą, naudodami keturias 50 G juostas su PAM4 moduliacija{10}}technika, kuri koduoja 2 bitus vienam simboliui vietoj tradicinio 1 bito, efektyviai padvigubinant pajėgumą nedidinant duomenų perdavimo spartos.
800G OSFP moduliai sparčiai populiarėja dirbtinio intelekto mokymo grupėse. Šie siųstuvai-imtuvai naudoja aštuonias lygiagrečias optines juostas, kurių kiekviena veikia 100 Gbps greičiu, kad sujungtų GPU serverius, generuojančius didžiulį rytų-vakarų srautą. „Hyperscale“ operatoriai, tokie kaip „Google“ ir „Meta“, 2024 m. įdiegė daugiau nei 5 milijonus 800G DR8 modulių, o 2025 m. siuntų skaičius išaugs 60 proc.
SR8 žymėjimas rodo trumpą-praeitį naudojant daugiamodį šviesolaidį, paprastai iki 100 metrų. DR8 moduliai išplečia jį iki 500 metrų, naudodami vieno-modės skaidulą, išlaikant lygiagrečią optikos architektūrą. Šios specifikacijos yra svarbios, nes vienas AI stovas su 16 GPU gali nukreipti 400+ Gbps srautą tarp{10}}serverių, sukurdamas kliūtis senoms 100G nuorodoms.
Vidutinio-pasiekimo vieno-režimo siųstuvai-imtuvai
Vienmodžiai{0}}pluoštiniai siųstuvai-imtuvai, veikiantys 1310 nm bangos ilgiuužpildyti vidutinį{0}}tarpą tarp 500 metrų ir 10 kilometrų. Šie moduliai sujungia skirtingus lizdus dideliuose duomenų centrų miesteliuose arba susieja netoliese esančius įrenginius.
400G QSFP-DD FR4 siųstuvas-imtuvas yra šios kategorijos pavyzdys. Jis naudoja keturis bangos ilgius, sutankintus į dvipusio pluošto porą, o kiekvienas bangos ilgis turi 100 G. Šis bangos ilgio padalijimo tankinimo metodas sumažina skaidulų skaičių, palyginti su lygiagrečia optika,{6}}svarbiu esamuose įrenginiuose, kuriuose skaidulų prieinamumas yra ribotas.
Linear Pluggable Optics (LPO) yra reikšmingas siųstuvo-imtuvo architektūros pokytis. Skirtingai nuo tradicinių iš naujo{1}}laikomų siųstuvų-imtuvų, kuriuose yra DSP lustai, skirti išvalyti ir pakeisti signalus, LPO moduliai perduoda analoginius signalus tiesiai į pagrindinio įrenginio DSP. Tai sumažina energijos sąnaudas 30-40 %, o delsą sumažina žemiau 1 mikrosekundės-, būtina dirbtinio intelekto išvadų darbo krūviams, kai reikia atsakyti realiuoju laiku.
Gaminant šiuos siųstuvus-imtuvus reikia griežtesnių optinio išlygiavimo tolerancijos ir aukštesnės kokybės{0}} lazerinių diodų, kad būtų kompensuotas signalo perreguliavimas. Kainos-galios kompromisas teikia pirmenybę LPO duomenų centrams, kuriuose yra pakankamai prieglobos-apdorojimo galimybių.
Ilgi{0}}Pasiekiami nuoseklūs siųstuvai-imtuvai
koherentiniai optiniai siųstuvai-imtuvaiįgalinkite duomenų perdavimą 80+ kilometrų atstumu be optinio stiprinimo, naudodami pažangius moduliavimo formatus, tokius kaip DP-QPSK (dvigubos poliarizacijos kvadratinės fazės poslinkio raktas) arba 16-QAM.
400ZR standartas, ratifikuotas Optinio tinklo darbo forumo, sujungia nuoseklią optiką į QSFP{1}}DD formos faktorius, suderinamus su standartiniais eterneto jungikliais. Šie moduliai perduoda 400 G per 80{5}}120 kilometrų vienmodės skaidulos esant 1550 nm bangos ilgiui, kur optinis pluoštas pasižymi minimaliu susilpnėjimu.
Duomenų centrų sujungimas leidžia pagreitinti 400 ZR priėmimą. Debesų paslaugų teikėjai, pakeitę specialią optinio perdavimo įrangą prijungiamais koherentiniais siųstuvai-imtuvais tiesiai maršrutizatoriuose, pasiekė 60 % greitesnį diegimo laiką ir nebereikėjo atskiros DWDM važiuoklės. Perėjimas nuo integruotų- prie prijungiamų nuoseklių modulių paspartino 800 ZR modulių prognozės augimą 2026–2027 m.
Gaminant koherentinius siųstuvus-imtuvus reikia integruoti miniatiūrinius DSP, galinčius apdoroti sudėtingus moduliavimo formatus, didelio{0}}pralaidumo moduliatorius ir vietinius generatorius lazerius. Techninis sudėtingumas paaiškina, kodėl koherentiniai moduliai kainuoja 5–8 kartus daugiau nei lygiavertė pilka optika, nors 2023–2025 m. kainos sumažėjo 40 %, kai padidėjo gamybos apimtys.
Telekomunikacijų tinklo siųstuvai-imtuvai
Paslaugų teikėjų tinklams reikalingi optinio pluošto siųstuvų-imtuvai, optimizuoti siekiant patikimumo, didesnio pasiekiamumo ir protokolų suderinamumo tarp įvairių įrangos pardavėjų.
DWDM siųstuvai-imtuvai, skirti didelės talpos{0}}stuburo kanalui
Tankaus bangos ilgio padalijimo tankinimo siųstuvai-imtuvaileisti telekomunikacijų operatoriams perduoti 80+ kanalus per vieną skaidulų porą, o kiekvienas kanalas veikia unikaliu bangos ilgiu, nutolusiu 50 GHz arba 100 GHz atstumu. Šis metodas padidina skaidulų pajėgumus nenaudojant naujų kabelių.
DWDM siųstuvai-imtuvai turi išlaikyti itin tikslų bangos ilgio stabilumą -paprastai ±2,5 GHz nuo ITU tinklo dažnio. Temperatūros valdymo mechanizmai ir bangos ilgio spintelės užtikrina, kad lazeris liktų įjungtas-kanale, nepaisant aplinkos temperatūros svyravimų nuo -5 laipsnių iki +70 laipsnių lauko spintose.
10G XFP ir SFP+ formos faktoriai dominavo diegiant DWDM iki 2020 m., tačiau operatoriai dabar diegia 100G CFP2 ir 400G QSFP{6}}DD nuoseklius modulius metro ir tolimojo{7}} maršrutams. Šie didesnės talpos-moduliai sumažina vieno bito{10}}transportavimo išlaidas 60–70 %, palyginti su 10G sistemomis, o sunaudoja panašios stelažo vietos ir energijos.
Gamintojai gamina derinamus ir fiksuotos{0}bangos DWDM siųstuvus-imtuvus. Derinami moduliai palaiko bet kokį ITU bangos ilgį savo diapazone, supaprastindami atsargų valdymą, bet kainuoja 2-3 kartus daugiau nei fiksuoto{5}}bangos ilgio ekvivalentai. Paslaugų teikėjai paprastai diegia derinamus siųstuvus-imtuvus tinklo šakotuvuose ir fiksuoto bangos ilgio modulius klientų svetainėse.
5G fronthaul ir Backhaul siųstuvai-imtuvai
5G bazinės stoties ryšyssukūrė naujus siųstuvų-imtuvų reikalavimus, derinančius mažą delsą, deterministinį laiką ir lauko aplinkos grūdinimą. Fronthaul jungtys, jungiančios 5G radijo įrenginius su bazinės juostos procesoriais, naudoja tokius protokolus kaip eCPRI, kurie nustato griežtus delsos biudžetus iki 100 mikrosekundžių.
BiDi (dvikrypčiai) siųstuvai-imtuvai perduoda ir priima vienu skaidulu, naudodami skirtingus bangos ilgius -paprastai 1270 nm siuntimui ir 1330 nm priėmimui arba atvirkščiai. Taikant šį metodą, perpus sumažėja šviesolaidžio poreikis ląstelių tinklo jungtims ir sumažėja įrengimo sąnaudos apribotose šviesolaidžio{4}}vietose.
25G SFP28 BiDi formos faktorius tapo standartiniu 5G priekiniam ryšiui, užtikrinant pakankamą pajėgumą trijų -sektorių ląstelių svetainei, išlaikant kompaktišką dydį, skirtą mažų ląstelių diegimui. Šiuose siųstuvuose-imtuvuose yra WDM filtrai, skirti atskirti perdavimo ir priėmimo bangos ilgius tame pačiame pluošte be skersinio perkalbėjimo.
Tvirti pramoniniai{0}}temperatūriniai siųstuvai-imtuvai, skirti veikti nuo -40 laipsnių iki +85 laipsnių, yra būtini mobiliųjų įrenginių bokštams ir lauko spintelėms. Standartiniai komercinio lygio siųstuvai-imtuvai veikia nuo 0 laipsnio iki +70 laipsnio, o tai atrodo netinkama atviroms instalijoms. Išplėstam temperatūrų diapazonui reikia aukštesnės kokybės lazerinių diodų, papildomo šilumos valdymo ir konformiškos dangos, kad būtų išvengta drėgmės patekimo.
Įmonės tinklo programos
Įmonių tinklai suderina našumo reikalavimus ir biudžeto suvaržymus, didindami{0}}optimizuotų siųstuvų-imtuvų tipus ir platų įrangos tiekėjų suderinamumą.
Campus tinklo siųstuvai-imtuvai
Gigabit Ethernet diegimasįmonių miestelių tinkluose daugiausia remiamasi SFP (Small Form{0}}factor Pluggable) siųstuvų-imtuvais. Modulis 1000BASE-SX veikia per daugiamodį šviesolaidį iki 550 metrų atstumu, esant 850 nm, to pakanka norint sukurti -į-jungtis įmonių miesteliuose.
Didesniems atstumams nuo 2-10 kilometrų įmonės diegia 1000BASE-LX modulius, veikiančius 1310 nm per vienmodį šviesolaidį. Šie siųstuvai-imtuvai kainuoja 50–100 USD, palyginti su 20–40 USD už daugiamodius ekvivalentus, tačiau investicijos į šviesolaidinę infrastruktūrą dominuoja visose projekto sąnaudose, kai atstumai viršija 1 kilometrą.
Variniai SFP siųstuvai-imtuvai (1000BASE-T) leidžia lanksčiai pereiti nuo vario į šviesolaidinę infrastruktūrą. Šie moduliai jungiami prie standartinių Cat5e/Cat6 kabelių, leidžiančių įmonėms panaudoti esamas vario jėgaines ruošiantis galimiems šviesolaidžių atnaujinimams. Elektrinės sąsajos ribos siekia 100 metrų ir padidina energijos suvartojimą iki 1,5 vato, palyginti su 0,5 vatų optiniams SFP.
2024–2025 m. paspartėjo 10 Gigabit Ethernet pritaikymaskaip organizacijos atnaujino tinklus, kad palaikytų bendradarbiavimą vaizdo įrašuose ir debesies programų veikimą. SFP+ formos veiksnys išlaiko tokį patį fizinį pėdsaką kaip ir Gigabit SFP, kartu palaikydamas 10 kartų didesnį duomenų perdavimo spartą, leidžiantį-naujinti tinklo komutatoriaus infrastruktūrą.
Storage Area Network siųstuvai-imtuvai
Fiber Channel siųstuvai-imtuvaiprijungti saugojimo masyvus prie taikomųjų programų serverių įmonės duomenų centruose. Šie moduliai palaiko 8G, 16G ir 32G Fibre Channel protokolus, o 32G tampa standartu diegiant naujus 2024 m.
Fiber Channel siųstuvai-imtuvai skiriasi nuo eterneto modulių savo protokolo{0}}specifinėmis ypatybėmis. Jie apima buferio kreditus srauto valdymui, palaiko 2 ir 3 klasės paslaugų lygius ir įdiegia zonavimo saugumą aparatūros lygiu. Šie protokolų skirtumai neleidžia naudoti eterneto siųstuvų-imtuvų pluošto kanalo programose, nepaisant panašių formos veiksnių ir bangos ilgių.
SFP+ formos faktorius palaiko 8G ir 16G pluošto kanalą, o SFP28 palaiko 32G spartą. Saugyklos administratoriai teikia pirmenybę siųstuvams-imtuvams su išplėstine diagnostika (skaitmeniniu optiniu stebėjimu), kad būtų galima stebėti priėmimo galią, perdavimo galią, temperatūrą, įtampą ir lazerio poslinkio srovę. Šios metrikos leidžia aktyviai pakeisti, kol gedimai nepaveiks gamybos darbo krūvių.
Kelių gamintojų suderinamumo iššūkiai labiau kenkia saugojimo tinklams nei Ethernet aplinkai. Pagrindiniai saugyklos pardavėjai įdiegia patentuotą kodavimą siųstuvų-imtuvų EEPROM, kuris neleidžia trečiųjų šalių moduliams veikti. Šis pardavėjo užraktas-padidina siųstuvų-imtuvų sąnaudas 300-500 %, palyginti su bendrais ekvivalentais, nors kai kurios įmonės sėkmingai diegia užkoduotus trečiųjų šalių siųstuvų-imtuvus, imituojančius OEM elgseną.
Specializuoti taikomieji siųstuvai-imtuvai
Tam tikroms programoms reikalingi šviesolaidinių siųstuvų-imtuvų tipai, kurių charakteristikos viršija standartinius duomenų perdavimo reikalavimus.
Pramoniniai ir atšiaurios aplinkos moduliai
Pramoniniai Ethernet protokolaiTokie kaip PROFINET ir EtherNet/IP reikalauja siųstuvų-imtuvų, kurie atlaikytų gamyklines grindų sąlygas, įskaitant vibraciją, elektromagnetinius trukdžius ir ekstremalias temperatūras. Šiuose moduliuose yra tvirti mechaniniai korpusai, patobulintas EMI ekranavimas ir pramoniniai -klasės komponentai, skirti 100,000+ valandų, o tai reiškia laiką tarp gedimų.
Cheminis atsparumas tampa itin svarbus siųstuvams-imtuvams, naudojamiems šalia gamybos procesų. Konformali danga apsaugo plokštes nuo korozinių garų, o sandarios optinės sąsajos neleidžia teršalams patekti į modulį. Šios apsaugos priemonės padidina gamybos sąnaudas 40-60 %, palyginti su biuro siųstuvų-imtuvais.
Geležinkelio ir transporto priemonės nustato unikalias vibracijos specifikacijas. Atitiktis EN 50155 reikalauja, kad siųstuvai-imtuvai veiktų esant 5G pagreičio jėgoms ir atlaikytų smūgio bandymus iki 50 G. Mechaninė konstrukcija turi užkirsti kelią optiniam nesutapimui, dėl kurio traukiniui judant pablogėtų signalo kokybė.
Transliacijos ir vaizdo įrašų gamybos siųstuvai-imtuvai
12G-SDI per šviesolaidinius siųstuvus-imtuvustransportuoti nesuspaustus 4K vaizdo signalus transliavimo įrenginiuose ir tiesioginių įvykių kūrime. Šie moduliai įgyvendina SMPTE 2022 standartus vaizdo įrašams per IP, išlaikant deterministinį delsą iki 1 milisekundės, kad būtų išvengta garso-vaizdo sinchronizavimo problemų.
Skirtingai nuo duomenų tinklo siųstuvų-imtuvų, kurie toleruoja atsitiktinį paketų praradimą, transliavimo modulių bitų klaidų dažnis turi būti mažesnis nei 10^-12, kad būtų išvengta matomų vaizdo artefaktų. Šis reikalavimas skatina pasirinkti aukščiausios kokybės lazerinius diodus ir fotodetektorius, turinčius puikų signalo{4}}ir triukšmo santykį.
Kadrų sinchronizavimo funkcijos išskiria transliavimo siųstuvus-imtuvus nuo standartinių Ethernet modulių. „Genlock“ palaikymas leidžia keliuose vaizdo įrašų šaltiniuose tiksliai suderinti kadrų laiką, o tai būtina vaizdo perjungimui ir kelių kamerų gamybai. Šios galimybės pateisina 2-3 kartus didesnę kainą, palyginti su lygiaverčio greičio duomenų siųstuvu-imtuvais.
Siųstuvo-imtuvo pasirinkimo sistema
Norint pasirinkti tinkamus šviesolaidinių siųstuvų-imtuvų tipus, reikia vienu metu įvertinti kelis veiksnius{0}}atstumo reikalavimus, šviesolaidžio infrastruktūrą, protokolų suderinamumą, aplinkos sąlygas ir biudžeto apribojimus, kad būtų galima susiaurinti perspektyvias galimybes.
Pradėkite nuo konkrečių programos{0}}reikalavimų.Duomenų centrų operatoriai teikia pirmenybę tankiui ir energijos vartojimo efektyvumui, nukreipdami į QSFP ir OSFP formos veiksnius. Telekomunikacijų paslaugų teikėjai pabrėžia patikimumą ir didesnį pasiekiamumą, pirmenybę teikdami nuosekliems moduliams su išankstinių klaidų taisymu. Įmonių tinklai subalansuoja išlaidas ir našumą, dažnai pasirenka SFP/SFP+ modulius, kurie siūlo platų tiekėjų suderinamumą.
Šviesolaidinė infrastruktūra riboja siųstuvų-imtuvų pasirinkimą labiau, nei mano dauguma organizacijų.Esami daugiamodžiai šviesolaidiniai įrenginiai riboja pasirinkimą iki trumpo{0}}850 nm pasiekiamumo modulių. Vienmodė -modelis skaidulos suteikia 1310 nm ir 1550 nm bangos ilgių parinktis, tačiau tikrasis pasiekiamumas priklauso nuo pluošto kokybės, sujungimo praradimo ir jungties švarumo. Organizacijos dažnai atranda, kad vardiniai „10 km“ siųstuvai-imtuvai pasiekia tik 7–8 km, palyginti su senesniu šviesolaidžiu ir didesniu slopinimu.
Protokolų ir platformų suderinamumassukurti praktines ribas. Šviesolaidžio kanalo siųstuvai-imtuvai neveiks Ethernet programose, nepaisant panašių fizinių savybių. Kai kurie įrangos pardavėjai taiko baltuosius siųstuvų-imtuvų sąrašus arba patentuotą kodavimą, kuris atmeta trečiųjų šalių modulius, todėl pirkėjai verčiami ieškoti brangių prekės ženklo atitikmenų arba koduotų suderinamumo sprendimų.
Aplinkos veiksniaiišbraukti tam tikrus siųstuvų-imtuvų tipus. Norint naudoti lauke, reikia pramoninės temperatūros. Didelės-vibracijos programoms reikia patobulintos mechaninės konstrukcijos. Korozinei aplinkai reikalingi sandarūs moduliai su apsauginėmis dangomis. Standartiniai komercinio lygio siųstuvai-imtuvai patikimai veikia tik kontroliuojamoje aplinkoje.
Galios ir aušinimo biudžetaivis labiau apriboja siųstuvo-imtuvo pasirinkimą, nes didėja prievadų tankis. 48{6}}prievado jungikliui su 10G SFP+ moduliais, kurių kiekvienas suvartoja po 1 vatą, reikia 48 vatų, kad būtų galima valdyti tik siųstuvų-imtuvais. Tam pačiam jungikliui su 100 G QSFP28 moduliais, kurių kiekvieno galia yra 3,5 vatai, reikia 168 vatų, o tai gali viršyti jungiklio aušinimo pajėgumą ir dėl to reikės perdaryti važiuoklę.
Išlaidų svarstymaiviršija pradinę pirkimo kainą. Nors bendrieji siųstuvai-imtuvai kainuoja 60–80 % pigiau nei OEM moduliai, kai kurios organizacijos vertina pardavėjų palaikymą ir garantijos aprėptį, kuri pridedama prie prekės ženklo gaminių. Apskaičiuojant visas nuosavybės sąnaudas turėtų būti įtrauktos taupančios strategijos, nes dėl kritinių grandžių gedimų reikia nedelsiant pakeisti, nepaisant vieneto kainos.
Naujos siųstuvų-imtuvų technologijos
Gamybos naujovės ir toliau tobulina šviesolaidinio siųstuvo-imtuvo galimybes, kad būtų patenkintas pralaidumo augimas ir nauji taikymo reikalavimai.
Bendra{0}}Supakuota optika (CPO)atspindi esminį architektūros pokytį integruojant optinius siųstuvus-imtuvus tiesiai į jungiklio ASIC paketus. Šis metodas pašalina elektrines SerDes sąsajas, kurios naudoja energiją ir padidina delsą. Ankstyvojo CPO diegimo tikslas yra 1,6 T ir 3,2 T bendras pralaidumas vienam prievadui, o tai efektyviai padvigubina pajėgumą, palyginti su prijungiamais moduliais.
CPO vertės pasiūlymas sutelktas į energijos vartojimo efektyvumą,{0}}pašalinus elektrinius „SerD“, bitui tenkanti galia sumažėja 40–50 %, o prievadų tankis yra didesnis tame pačiame šiluminiame apvalkale. Tačiau CPO priėmimas susiduria su kliūtimis, įskaitant gamybos sudėtingumą, susirūpinimą dėl tinkamumo naudoti vietoje ir lėtesnius atnaujinimo ciklus, nes optika tampa neatsiejama eksploatavimo trukmės perjungimo dalimi.
Silicio fotonikos gamybapasiekė gamybos brandą per 2024 m Ši technika gamina optinius komponentus, tokius kaip moduliatoriai, tankintuvai ir fotodetektoriai, naudojant puslaidininkių liejimo procesus, kad būtų pasiekta masto ekonomija, kurios neįmanoma naudojant tradicinį atskirą optinį surinkimą.
Silicio fotonika ypač naudinga duomenų centro siųstuvams-imtuvams, kurių kasmet pagaminama milijonais vienetų. 400 G QSFP-DD modulių gamybos sąnaudos sumažėjo 35 % 2023–2025 m., nes gamyba buvo perkelta į didelio tūrio silicio fotonikos platformas. Tačiau telekomunikacijų siųstuvai-imtuvai, kuriems reikalingas didesnis bangos ilgio diapazonas arba didelė optinė galia, ir toliau naudoja tradicinę indžio fosfido technologiją.
Aktyvieji elektros kabeliai (AEC)suliekite ribą tarp siųstuvų-imtuvų ir kabelių integruodami tvarkyklės ir imtuvo lustus tiesiai į kabelių mazgus. Šie produktai konkuruoja su tradiciniais siųstuvų-imtuvais dėl jungčių nuo stelažo-to{2}} iki 5 metrų, todėl sunaudoja 30 % mažiau energijos ir 50 % sumažina sąnaudas, nes nėra prijungiamų modulių korpusų.
800G OSFP AEC 2025 m. pasiekė didelį įsiskverbimą į AI mokymo grupes, kur didžiulis GPU-perjungti-jungimas yra naudingas dėl supaprastinto kabelių ir sumažintos prievado galios. Kompromisas susijęs su lankstumo paaukojimu{5}}AEC visam laikui prijungiami prie kabelių, o prijungiami siųstuvų-imtuvai leidžia atskirti kabelius ir modulius.
Dažnai užduodami klausimai
Kas lemia šviesolaidinio siųstuvo-imtuvo suderinamumą su įranga?
Siųstuvo-imtuvo suderinamumas priklauso nuo formos faktoriaus, protokolo palaikymo, elektrinės sąsajos specifikacijų ir konkretaus pardavėjo{0}}kodavimo. Formos veiksnys turi fiziškai atitikti prievadą-SFP moduliai veikia SFP prievaduose, QSFP moduliai – QSFP prievaduose. Protokolo palaikymas užtikrina, kad siųstuvas-imtuvas suprastų duomenų kodavimo metodą (Ethernet, Fibre Channel, SONET). Elektrinė sąsaja (SFF-8431, SFF-8636) turi atitikti tai, ko tikisi pagrindinė įranga. Kai kurie pardavėjai įdiegia kodavimą, kuris apriboja prievadus iki konkrečių siųstuvų-imtuvų prekių ženklų.
Ar galiu naudoti kelių režimų siųstuvus-imtuvus su vieno{0}}modžio šviesolaidžiu?
Daugiamodiai siųstuvai-imtuvai negali patikimai veikti per vieno{0}}modo skaidulą. Lazeris arba šviesos diodas daugiamodiuose moduliuose skleidžia šviesą, kuri prastai susijungia su mažesne 9-mikronų vienmodės skaidulos šerdimi, todėl prarandami dideli nuostoliai ir jungtys tampa nepatikimos. Atvirkštinis scenarijus-vieno-modulio siųstuvai-imtuvai per daugiamodį skaidulą-techniškai veikia nedideliais atstumais, nes vieno-modžio lazeriai gali susijungti į didesnį 50/62,5-mikronų daugiamodį šerdį, tačiau ši konfigūracija išeikvoja daugiau nei tinkamo vieno režimo modulio daugiamodės galimybės.
Kodėl duomenų centro siųstuvai-imtuvai kainuoja pigiau nei telekomunikacijų moduliai?
Duomenų centrų siųstuvų-imtuvų gamybos apimtys yra 10-100 kartų didesnės nei telekomunikacijų modulių, todėl galima pasiekti masto ekonomiją. Duomenų centrų moduliai skirti trumpesniems atstumams, kurių specifikacijos nesudėtingos-OM3/OM4 daugiamodis šviesolaidis 100-300 metrų, palyginti su vienmodžiu šviesolaidžiu 10–80 kilometrų. Paprastesniuose projektuose vietoj DFB lazerių naudojami pigesni VCSEL, pašalinami sudėtingi DSP lustai ir reikalaujama ne tokių griežtų bandymų. Telekomunikacijų siųstuvai-imtuvai turi atlaikyti atšiaurią lauko aplinką ir ilgesnį tarnavimo laiką, o tai pateisina aukštesnės kokybės komponentus ir išsamesnį kvalifikacijos patikrinimą.
Kuo 400G ir 800G siųstuvai-imtuvai skiriasi ne tik greičiu?
Be neapdoroto pralaidumo, 800G siųstuvai-imtuvai atspindi architektūrinę 400G dizaino raidą. Daugelyje 800G modulių naudojamos linijinės pavaros sąsajos, kurios pašalina DSP-pagrįstą pakartotinį nustatymą, sumažina galią ir delsą, tačiau apkrauna signalo apdorojimo naštą pagrindinei įrangai. Formos veiksniai skiriasi-400G daugiausia naudoja QSFP-DD, o 800G apima QSFP-DD, QSFP112 ir OSFP, priklausomai nuo taikymo. Energijos suvartojimas vienam bitui iš tikrųjų sumažėja nuo 400 G iki 800 G. Tipiški 800 G moduliai sunaudoja 15–18 vatų, palyginti su 12–14 vatų 400 G, o tai užtikrina 2 kartus didesnį pralaidumą ir tik 25 % daugiau energijos. Gamyboje naudojama pažangesnė silicio fotonikos integracija 800G moduliams, palyginti su hibridiniu surinkimu, įprasta 400G siųstuvų-imtuvuose.
Key Takeaways
Šviesolaidinių siųstuvų-imtuvų tipai yra specialiai gaminami skirtingoms reikmėms, o duomenų centrai 2024 m. sunaudos 61 % pasaulinės produkcijos.
Renkantis siųstuvą-imtuvą reikia suderinti bangos ilgį, pasiekiamumą, formos faktorių ir protokolą pagal konkrečius programos reikalavimus, o ne pasirinkti remiantis tik duomenų perdavimo sparta
800G moduliai sparčiai išstumia 400G AI mokymo grupėse, o 2025 m. pardavimų skaičius padidės 60%, kad būtų patenkinti GPU sujungimo poreikiai.
Daugiamodiai 850 nm siųstuvai-imtuvai dominuoja trumpo-pasiekimo duomenų centrų jungtyse iki 300 m, o vieno -režimo siųstuvai-imtuvai, esant 1310 nm ir 1550 nm, įgalina vidutinio ir ilgo nuotolio{6}}telekomunikacijų ryšius
Naujos technologijos, įskaitant bendrai supakuotą{0}optiką ir silicio fotonikos gamybą, keičia siųstuvo-imtuvo ekonomiką, sumažindamos energijos suvartojimą vienam bitui 40–50 %, palyginti su ankstesnėmis kartomis.