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光收发模块深度解析

得益于光纤带来的高带宽和低衰减,网络速度正在实现飞跃。光收发器技术也在迅速发展,以满足对速度和容量不断增长的需求。让我们来看看这种进步将如何影响数据中心

光收发模块深度解析

光收发模块是一种集成电路(IC),可以独立地双向发送和接收数据。该设备将发射器和接收器组合成一个模块,将电信号转换为光信号,使这些信号能够通过光纤电缆在服务器之间高效传输。

 发射器将电输入转换为来自激光二极管或 LED 光源的光输出(光通过连接器耦合到光纤中并通过光缆传输)。  来自光纤末端的光被耦合到接收器,然后检测器将光转换成电信号,该电信号经过调节以供接收设备使用。

光收发模块深度解析

光收发器内部是什么?

光纤收发器由发射器、接收器、光器件和芯片组成。其中芯片通常被视为光纤模块的心脏。近年来,人们越来越关注在收发器芯片中使用硅光子学——在硅上构建激光器,然后将光学元件与硅集成电路融合在一起。它满足了机架与机架之间以及整个数据中心之间更快连接的需求。它有效地简化了装配过程。此外,收发器可以做得更紧凑,从而减少服务器的整体占用空间,使数据中心更小、更精简,同时保持高端口密度。另一方面,更小的尺寸意味着更少的功耗和更低的成本。

光收发模块简史

将硅光子学应用于收发器芯片部分证明了光收发器技术的巨大进步。趋势是光纤收发器正在向更紧凑的尺寸和更高的数据速率发展,以适应因特网革命带来的飞速增长的数据流量。下图很好地说明了光模块这些年来的发展历程。

数据速率 模块 最新修订年份 描述 应用
1Gbps GBIC 2000 千兆接口转换器 千兆以太网、SDH/SONET (2.5 Gb/s) 和光纤通道 (4Gb/s)
单反 2001年 小型可插拔 千兆以太网、SDH/SONET (2.5 Gb/s) 和光纤通道 (4Gb/s)
10Gbps 新派克 2001年 用于 10Gb 以太网的光收发器 典型的路由器线卡应用、存储、IP 网络和 LAN
X2 2005年 用于 10Gb 以太网的光收发器 数据中心、企业配线柜和服务提供商传输网络
XFP 2005年 用于 10Gb 以太网的光收发器 支持光纤通道 (8Gb/s)、10 Gb/s 以太网和光传输网络
光纤+ 2013 增强型小型可插拔 支持光纤通道 (8Gb/s)、10 Gb/s 以太网和光传输网络标准 OTU2
40/100 Gbps CFP 2013 C 外形可插拔 (100G) 支持 40G 和 100G 以太网、OC-768/STM-256、OTU3 和 OTU4
QSFP+/QSFP28 2013 四路小型可插拔 10G 和 28G 支持高达 40Gb/s 和 100Gb/s 的以太网、光纤通道、InfiniBand 和 SONET/SDH 标准

光收发器:选择单模还是多模?

技术人员有时会发现自己在单模收发器和多模收发器之间进退两难。以下是需要考虑的三个因素:

第一,距离。由于其低衰减和低色散损失,单模收发器非常适合长距离数据传输。它们广泛应用于运营商网络、MAN和PON。然而,多模收发器在企业数据中心和 LAN 中的使用范围相对较短。

其次,成本。多模收发器的价格比单模收发器低近两到三倍。

最后一个是速度。单模收发器可以在电信应用中支持更高的速率和更长的传输距离。在数据通信环境中,单模和多模收发器目前都可以达到高达 100G 的速度。

除了上述方面,您还应该考虑端口速度、所需范围、互连拓扑和总成本。请注意,由于激光波长、光纤芯尺寸以及速度和范围规格不同,单模和多模收发器不能互换。

光收发器:OEM 或第三方

市场上有原始设备制造商(如思科)提供或制造的 OEM 光学器件,以及第三方收发器光学器件。

质量——光收发器由 MSA(多源协议)标准化,这意味着 OEM 光收发器和第三方收发器均按此规则制造。所以官方品牌的光模块和靠谱的第三方光模块在硬件上绝对没有区别。第三方兼容收发器可以像您设备上的 OEM 收发器一样工作。

价格——如果您通过搜索 SFP 光学器件价格,您会发现 OEM 和许多第三方之间的光收发器定价存在巨大的价格差异。OEM 光端机通过销售光学器件赚取巨额利润,因此他们总是对光学器件收取过高的价格。但是第三方的光模块比原装的要便宜很多。它可以让您节省很多钱,尤其是当您的预算有限时,但更好的系统设备质量和巨大的节省使您能够在未来进行额外的网络升级。

结论

光收发器模块是光纤网络的主要组成部分,它为您的光学系统跨通信通道传输信息。本文介绍了光纤收发器的一些概况,同时分析了其发展路径和未来趋势。现在我们已经有 100G 光收发器成为主流,200/400G 以太网网络也迫在眉睫。光收发器将不断提高性能和功能,以满足日益增长的带宽需求。

本文由 @小鱼 发布于弱电智能网 。

题图来自Unsplash,基于CC0协议

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文章名称:《光收发模块深度解析》

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综合布线

什么是ODTR?光时域反射仪是什么?

2023-5-4 3:05:29

综合布线

什么是欧姆定律?记住它施工的时候会用到。

2023-5-4 22:46:58

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