Transceiver-definitie: wat er feitelijk in deze dingen zit

 

Optische zendontvangers dus. Het zijn eigenlijk de dozen die ervoor zorgen dat glasvezelnetwerken werken - door elektrische signalen om te zetten in licht en weer terug. De zenderzijde schiet lichtpulsen door glasvezel, de ontvangerzijde vangt ze op en zet ze weer om in elektrische gegevens die uw apparatuur kan gebruiken.

Je vindt deze in datacenters, telecominfrastructuur en vrijwel overal waar grote hoeveelheden gegevens rondgaan. Cisco meldde dat hun 400G-transceivers in 2019 in volumeproductie gingen, wat je een idee geeft hoe snel dit spul opschaalt - we zijn in ongeveer vijftien jaar van standaard 10G naar 400G gegaan.

 

 

Hoe de ontwerpafwegingen- werken

 

Ingenieurs vechten hier voortdurend tegen de natuurkunde. Kleinere vormfactoren klinken geweldig totdat je beseft dat je meer vermogensdichtheid in minder ruimte propt, wat hitteproblemen betekent. De QSFP28-vormfactor duwde 100 Gbps door een module die ongeveer zo groot was als je duim - dat is ongeveer 25 Gbps per kanaal als je de berekeningen doet.

Temperatuurbereiken zijn belangrijker dan mensen denken. Consumenten-apparatuur werkt misschien tussen 0 en 70 graden. Industriële en militaire toepassingen hebben -40 tot +85 graden of hoger nodig, soms zelfs +90 graden. Dat is de reden waarom bedrijven als Radiall zich richten op robuuste ontwerpen - hun S-Light- en D-Light-families kunnen deze grotere bereiken aan, terwijl het stroomverbruik redelijk blijft.

Het voordeel van elektromagnetische interferentie

Glasvezel geeft niets om EMI. Leg koper naast een motor of radiozender en je krijgt ruis. Vezels doen dat gewoon niet. Dat is de reden dat onderzeeërs, vliegtuigen en industriële fabrieken allemaal de voorkeur geven aan glasvezel voor cruciale verbindingen. U kunt zonder problemen glasvezel naast hoogspanningslijnen aanleggen.

 

Echte prestatiecijfers uit het veld

 

Juniper Networks publiceerde gegevens waaruit bleek dat hun coherente optische modules in 2023 een capaciteit van 14,4 Tbps bereikten via één enkel glasvezelpaar met behulp van golflengteverdelingsmultiplexing. Dat is geen theoretische - die wordt ingezet in netwerkaanbieders.

De D-Light-serie die Radiall maakt gaat tot 120 Gbps en hoger, waarbij meerdere kanalen in één module worden verpakt.. 12-Er bestaan ​​kanaalversies, wat betekent dat je theoretisch een terabit via één transceiver zou kunnen overbrengen als elk kanaal een maximum van ongeveer 100G zou bereiken. Met de opties voor opbouwmontage en plug-in kunt u direct op de printplaat solderen of hot-swap-modules gebruiken, afhankelijk van wat uw toepassing nodig heeft.

Het stroomverbruik varieert enorm. Een 10G SFP+ kan 1,5 watt trekken. Een 400G-zendontvanger kan 12-15 watt trekken. Vermenigvuldig dat over honderden poorten in een switch en plotseling exploderen uw koelingsbehoeften: datacenters geven bijna net zoveel uit aan koeling als soms aan rekenkracht.

 

 

Vormfactoren en MSA-normen

 

Multi-overeenkomsten met bronnen standaardiseren de zaken, zodat u niet aan één leverancier gebonden bent. SFP, SFP+, QSFP, QSFP28, QSFP-DD... de acroniemen stapelen zich op. Elke generatie ondersteunt doorgaans hogere snelheden of meer rijstroken. QSFP-DD verdubbelde de rijstroken van 4 naar 8, en zo kwamen we van 400G naar 800G-modules zonder alles volledig opnieuw te ontwerpen.

Er bestaan ​​nog steeds aangepaste pakketten voor gespecialiseerde toepassingen. Militairen, ruimtevaart en zware industriële omgevingen - deze hebben zendontvangers nodig die trillingen, schokken, zoutnevel en straling kunnen overleven. Standaard commerciële zendontvangers falen onder deze omstandigheden vrij snel.

Kanaalintegratie wordt compacter

Om meer kanalen op hetzelfde oppervlak te proppen, zijn een beter thermisch beheer en nauwere productietoleranties nodig. De golflengtestabiliteit op een DWDM-transceiver moet binnen ongeveer 0,01 nm blijven, anders krijg je overspraak tussen de kanalen. Dat is de reden waarom deze dingen kosten wat ze kosten - de vereiste nauwkeurigheid is legitiem moeilijk.

Dankzij de aanpak van Radiall met verschillende kanalen (2, 4, 12) kunt u de transceiver afstemmen op uw werkelijke behoeften, in plaats van te betalen voor mogelijkheden die u niet zult gebruiken. Een sensornetwerkeindpunt dat op lagere snelheden draait, heeft geen 12-kanaalsbeest nodig. - De S-Light-versie met één of twee kanalen is daar logischer.

 

 

Waar deze technologie daadwerkelijk wordt gebruikt

 

Telecom-backbone-netwerken verbinden steden en landen, - die gebruikmaken van hoog-krachtige, lange- zendontvangers met externe versterking. Huawei's OptiXtrans-serie kan tot 800 km afleggen zonder regeneratie met behulp van coherente detectie en voorwaartse foutcorrectie.

Datacenterverbindingen tussen gebouwen of campusfaciliteiten gebruiken doorgaans 10G of 25G per baan voor kortere afstanden, misschien 2-10 km. De zendontvangers kosten minder omdat je geen dure optica met groot bereik en zware foutcorrectie nodig hebt.

In een datacenterrack dat servers met switches verbindt, heb je soms een nog korter bereik van - 100 meter of minder. Deze zendontvangers optimaliseren voor lage kosten en een laag vermogen in plaats van voor afstand.

Compatibiliteit met FPGA's en SERDES-interfaces is van belang voor signaalverwerkingstoepassingen. De elektrische interface op de transceiver moet overeenkomen met wat uw verwerkingschip verwacht, anders voegt u conversiefasen toe die stroom verbruiken en latentie toevoegen.

Dankzij de niet-metalen constructie van glasvezel kunt u kabels door ruimtes trekken waar koper interferentie zou oppikken of problemen met de aardlus zou veroorzaken. Medische beeldapparatuur, wetenschappelijke instrumenten, audio-/videoproductie - veel plaatsen waar schone signaaloverdracht belangrijker is dan de ruwe kosten.