Yuri Petropavlovski
Haziran 2017'de Rusya'da başka bir tür yüksek teknoloji ürünü üretimi başladı - Fiber Trade LLC şirketi Novosibirsk'te fiber optik alıcı-vericilerin üretimi için bir tesis başlattı. Şirketin kendisine ve bu alandaki diğer uzmanların görüşüne göre, bu, Rusya'da bu tür cihazların tam bir seri üretim döngüsüne sahip ilk ve şimdiye kadarki tek tesis. Rusya'da optik alıcı-vericiler de dahil olmak üzere optoelektronik bileşenlerin, örneğin St. AF Ioffe Rus Akademisi Bilimler. Okuyuculara ayrıca, dünyanın önde gelen elektronik şirketlerinin bile hepsinin kendi mikro elektronik ve diğer elektronik bileşenler üretimine sahip olmadığı hatırlatılmalıdır. Kendi üretimi olmayan firmalara Fabless firmaları denir; onlar için mikroelektronik, sipariş üzerine uzmanlaşmış işletmeler (Dökümhaneler-şirketler) tarafından üretilir.
Fiber optik alıcı-vericilerin özelliklerine geçmeden önce firmanın kendisi hakkında biraz bilgi verelim. özel şirket Fiber Trade LLC, daha önce Novotelecom ve VimpelCom için çalışan 1974 doğumlu (Şekil 1) Aleksey Valentinovich Yunin tarafından 2010 yılında Novosibirsk'te kuruldu. Şirketin o zamanki ana faaliyeti, Rusya pazarına telekomünikasyon ekipmanı tedarikiydi. 2012 yılında şirkete, kendi FiberTrade (FT) ticari markası altında ürünler geliştirmeye ve tasarlamaya başlamayı mümkün kılan GOST 2.201-80 (2011'de değiştirildi) uyarınca geliştirme organizasyonu FCRD'nin kodu verildi.
Telsiz üretiminin oluşturulmasına yönelik pratik çalışmalar 2015 yılında başlamış ve 2017 yılında tesisin lansmanı ile sona ermiştir. Bu süre zarfında, 7. sınıf temiz odalar yaratma ve önde gelen dünya üreticilerinden yüksek hassasiyetli test ekipmanları kurma gibi zor görevler çözüldü. Projenin finansmanı (yaklaşık 40 milyon ruble), Alexey Yunin'in kendi fonları ve diğer özel yatırımcılar pahasına yapılırken, tesisin oluşturulması sürecine hiçbir üçüncü taraf şirket dahil olmadı. Beklenen üretim hacmi yılda 960 bin alıcı-verici ve gelir miktarı - yılda 3.8-4.2 milyar ruble olacak. Geri ödeme 2020 için planlanıyor.
2018 yılı sonuna kadar, şirketin personel sayısının 70 kişiye çıkarılması planlanmaktadır (şu anda 22 geliştirme mühendisi ve 23 üretim mühendisi ve diğer uzmanlar bulunmaktadır). Şirketin profilinde deneyime sahip kalifiye uzmanların bulunmaması nedeniyle, üniversite mezunlarını daha fazla eğitimle çekme olasılığı değerlendirilmektedir.
Şu anda şirket, PJSC VimpelCom, OJSC MegaFon, PJSC Rostelecom, PJSC MTS, Vkontakte LLC, Mail Ru LLC Group", CJSC "Comstar-Region" ve diğerleri dahil olmak üzere önde gelen telekomünikasyon ve BT şirketleriyle kalıcı olarak işbirliği yapmaktadır. Gelecekte, şirket Rusya'daki fiber optik alıcı-verici pazarının %50'sini alabilir; ana ihracat yönleri BDT ülkeleridir. Firmanın halihazırda dünyada benzeri olmayan projeleri olduğu göz önüne alındığında, Avrupa ülkelerine ürün ihraç etme olasılığı değerlendirilmektedir.
Bu projelerden biri, çeşitli satıcıların telekomünikasyon ekipmanlarında (aynı anda 5'e kadar) çalışmasına izin veren çok satıcılı alıcı-vericileri içerir. 19 Ekim 2017 Federal Hizmet fikri mülkiyet bilgisayar programının devlet tescil belgesini yayınladı "Anahtarlama ekipmanında SFR + modülünün birleşik bir tanımının oluşturulması çeşitli üreticiler". Fiber Trade çok satıcılı alıcı-vericiler, şirketlerin sistemlerinde farklı üreticilerin ekipmanlarını kullanarak maliyetleri düşürmelerine ve farklı satıcılardan (satıcı - tedarikçi ve ticari marka sahibi) modüllerin bir deposunu sürdürmek için ek maliyetlerden kaçınmalarına olanak tanır.
Başka bir proje, veri kripto korumasını destekleyen optik modüllerdir.
Bazı "uzman teorisyenler" Rusya'da mikroelektronik üretiminin zor ve ümitsiz olduğunu düşünüyor. Gerçekten de, bu tür üretim, en başından beri büyük finansal maliyetler gerektirir. Bu alandaki projeleri uygulamak için, yalnızca iyi bir profil eğitimi ve kapsamlı iş deneyimine sahip değil, aynı zamanda Alexei Yunin'e göre Rusya'da bu alanı geliştirmek için büyük bir istek duyan uzmanlara ihtiyaç var. Bununla birlikte, yerli fiber optik alıcı-vericilerin üretiminin bir takım avantajları vardır.
Yabancı cihazların temel dezavantajları, yazılımın operatörlerin gereksinimlerine göre değiştirilememesi ve bildirilmemiş olma olasılığıdır. işlevsellik sağlanan cihazlar. Daha ucuz Çinli alıcı-vericiler ayrıca, kusurlu modüllerin iadeleri / değiştirilmesi için tüketicilerden ek maliyetler gerektiren daha yüksek kusur yüzdesi ile karakterize edilir. Alexei Yunin'e göre, fiber optik alıcı-vericilerin üretiminin ana hedeflerinden biri ülkenin güvenliğini sağlamak. Rusya'da onlar için ürün ve yazılım geliştirirken, üretici ürünleri hakkında kelimenin tam anlamıyla her şeyi bilir ve onları kontrol edebilir. Bu durumda aslında uyumdan bahsedebiliriz. bilgi Güvenliği siber savaş çağında ve hacker saldırıları. Ülkede radyo elektronik ürünlerinin üretiminin bir diğer önemli avantajı, ortaya çıkan tüm konularda yerli müşterilerle ilişkilerde çok daha fazla esneklik.
Tesis ürünlerinin ana tüketicileri, ülkenin önde gelen telekom operatörleri ve veri merkezleridir. Şirketin gelecekte, örneğin Rusya pazarının fiber optik alıcı-vericilerdeki ihtiyaçlarının %50'ye kadarını karşılama ve dış pazarlara girme gibi büyük planları var. İç pazardaki satışları önemli ölçüde artırmaya yardımcı olacak ithal ikame projesine (IMVEI) üye olma arzusu var. Alıcı-vericilere olan ihtiyaç yalnızca artacaktır, örneğin, 2024 yılına kadar Rusya'da, 5G ağlarının şu veya bu şekilde 300 binden fazla nüfusu olan şehirlerde konuşlandırılması planlanmaktadır, bu da baz istasyonu ekipmanının değiştirilmesini ve sayılarında önemli bir artış.
Ülkenin önde gelen telekomünikasyon operatörleri tarafından gerçekleştirilenler de dahil olmak üzere Fiber Ticaret ekipmanının testleri, şirketin fiber optik alıcı-vericilerinin güvenilirlik ve işlevsellik açısından Avrupalı benzerleriyle rekabet edebilirliğini göstermiştir.
Şirketin 2017'deki katalogları, gerçek alıcı-vericilere ek olarak, diğer ürün türlerini de içerir: medya dönüştürücüler, kanal sızdırmazlık ekipmanı, uzun hatlar için ekipman, pasif ekipman.
Fiber Optik Alıcı-Vericiler
Fiber optik alıcı-vericiler (FOTS) veya optoelektronik alıcı-vericiler, fiber optik iletişim hatları (FOCL) üzerinden iletilen optik sinyalleri elektrik sinyallerine ve tam tersi elektrik sinyallerini optik sinyallere dönüştürmek için tasarlanmıştır. VOT ihtiyacı 1990'lı yılların başlarında, ağ ve ağ ile geniş bant erişimi için fiber optik ağların aktif olarak tanıtılmasıyla ortaya çıktı. mobil operatörler bağlantılar. O zaman, WOT üzerinde gerçekleştirildi baskılı devre kartı aktif telekomünikasyon ekipmanı. Bununla birlikte, bu tür cihazların (anahtarlar, çoklayıcılar, yönlendiriciler, medya dönüştürücüler) yelpazesindeki büyüme nedeniyle, bilgi işleme ve veri aktarım cihazlarının ayrılmasına ihtiyaç vardır. Ayrıca, birleştirme amacıyla FOCL üzerinden sinyalleri iletmek için kullanılan cihazlar şu veya bu şekilde standartlaştırılmalıdır.
Oldukça uzun bir süredir, çeşitli üreticilerin YİD'leri, aktif telekomünikasyon ekipmanının standart elektrik bağlantı noktalarına monte edilmiş birleşik kompakt eklenti modülleri olmuştur. Bir ağ altyapısının oluşturulmasına yönelik bu yaklaşım, tasarımda ve en önemlisi, optik ağların yeniden yapılandırılmasında, örneğin veri aktarım hızını, iletilen bilgi miktarını ve sinyal aralığını artırmak için maliyetleri optimize etmeyi mümkün kılar. FOCL üzerinden iletim.
YİD modülleri çeşitli tasarımlarda üretilir - form faktörleri. SFP (Small Form-factor Pluggable) modülleri, Şekil 2'de gösterildiği gibi şu anda en yaygın kullanılanlardır. metal kasalar modüllerin elektronik bileşenlerinin elektromanyetik radyasyondan korunmasını sağlamak ve mekanik hasar. Modüller genellikle iki optik bağlantı noktasına sahiptir - bir lazer yayıcı (TX - verici) ve modülün iki dalga modunda çalışmasını sağlayan bir fotodedektör (RX - alıcı). Tek dalga boylu SFP modüllerinde yalnızca bir bağlantı noktası bulunurken, iletim yönünü değiştirmek için çoğullama kullanılır.
Modüllerin baskılı devre kartlarında, yayıcılara ve fotodedektörlere ek olarak, diğer elektronik bileşenler ve bileşenler kurulur - lazer diyot kontrol devreleri, doğrusal koda sinyal dönüştürücüler, fotodiyot öngerilim devreleri, çeşitli amplifikatörler ve filtreler, dijital devreler izleme. Modül kartları ayrıca bir kontrole sahip bir EEPROM (Elektrikle Silinebilir Yeniden Programlanabilir Bellek) içerir. yazılım(SFP modülünün blok şemasının bir çeşidi Şekil 4'te gösterilmiştir).
Çeşitli mekanik ve elektriksel özellikler YİD, uluslararası standartlarla değil, çeşitli ekipman üreticileri arasındaki anlaşmalar temelinde geliştirilen MSA (Çok Kaynaklı Anlaşma) spesifikasyonlarıyla tanımlanır. Çoklu spesifikasyon geliştirme sürecinin bu "doğası", MSA anlaşmalarına katılan şirketlerin "belirsiz aralığı" ile karakterize edilir. MSA spesifikasyonlarını etkin bir şekilde geliştirmek için 1990 yılında, bilgi depolama endüstrisindeki form faktörlerini belirlemek için ABD'de bir grup (komite) Küçük Form Faktörü Komitesi (SFF Komitesi) oluşturuldu. Onlarca komite üyesi arasında en büyük üreticiler elektronik ve bilgisayar Teknolojisi- Dell, Foxconn, Fujitsu, Hewlett Packard, Hitachi, IBM, Intel, Pioneer, Samsung, Seagate, Sun Microsystem, Texas Instruments, Toshiba. 2016 yılında, kuruluş adını SNIA SFF Technology Affiliate olarak değiştirdi. Bugüne kadar, SFF Komitesinin ortakları, yukarıda listelenenlere ek olarak, önde gelen diğer şirketlerdir - Microsoft, Broadcom, Cisco, Huawei, Lenivo, Micron, Microsemi, GiGNET ve diğerleri (toplamda 50'den fazla şirket) .
SFP ve SFP + form faktörünün genel olarak optik alıcı-vericilerinin neler olduğunu inceledik. Bu yazıda, birkaç ince noktaya daha yakından bakmak istiyoruz.
Özellikle, alıcı-vericilerin optik konektör tipi, standartlar ve spektral bölmeli çoğullama teknolojisine göre sınıflandırılmasına odaklanacağız.
Kablo kırpma
SFP modüllerine bağlanmak için bir optik kablo, bir LC (Lucent/Little/Local Connector) veya SC (Abone/Kare/Standart Konnektör) konnektöründe sonlandırılmalıdır.
Buna göre modüller iki tip kablo konnektörü ile mevcuttur: SC ve LC.
Burada belirtmek gerekir ki SFP, SFP+ biçimlerinin iki fiber optik alıcı-vericileri neredeyse her zaman bir LC konektörüyle birlikte gelir, SC daha büyük olduğundan ve bu tür iki konektör bir çift yönlü modüle sığmaz. SC kullanımı sadece tek fiberde mümkündür.
SC, optik kabloların çeşitli cihazlara bağlanmasını kolaylaştırmak ve kabloyu kontaminasyondan ve mekanik hasardan korumak için tasarlanmış ilk seramik konektörlerden biridir. Bir optik kablonun liflerinin mikroskobik kalınlığı göz önüne alındığında, bir toz zerresi bile iletişim kalitesinde önemli bir bozulmaya veya bağlantı kopmasına neden olabilir.
LC konektörü, Lucent tarafından SC'ye göre bir iyileştirme olarak geliştirilmiştir. Yarı boyutundadır ve yüksek yoğunluklu bağlantılarda/fiberlerde optik kabloların kullanımını kolaylaştıran bir geçmeli bağlantıya sahiptir.
Genel olarak, Ethernet standartları hem bir hem de ikinci konektörün kullanımına izin verir, ancak çoğu üretici hala modüllerine LC konektörleri kurar. Her zaman bir SC konektörüyle standart olarak gelen tek fiberli SFP WDM modülleri bile artık bir LC konektörüyle de mevcuttur.
Bu makalede optik konektörler hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.
standartlar
Optik alıcı-vericiler çalışır Ethernet ağları ve bu nedenle ilgili standartlardan birini karşılamalıdır. Kolaylık sağlamak için, tablodakilerin parametrelerini özetledik.
|
Alım-iletim hızı |
Standart |
Standart |
lif sayısı |
lif türü |
Verici dalga boyu, nm |
||
|
çok modlu, tam çift yönlü |
|||||||
|
garantili çarpışma algılamalı çok modlu, yarı çift yönlü |
|||||||
|
TIA/EIA-785-1-2002 |
çok modlu |
||||||
|
Tek mod |
|||||||
|
Tek mod |
|||||||
|
çok modlu |
|||||||
|
Tek mod |
|||||||
|
çok modlu |
|||||||
|
Tek mod |
|||||||
|
Tek mod |
|||||||
|
Tek mod |
|||||||
|
Tek mod |
|||||||
|
çok modlu |
|||||||
|
çok modlu |
1275, 1300, 1325, 1350 |
||||||
|
Tek mod |
1275, 1300, 1325, 1350 |
||||||
|
Tek mod |
|||||||
|
Tek mod |
|||||||
|
çok modlu |
|||||||
|
çok modlu |
|||||||
|
Tek mod |
|||||||
|
Tek mod |
|||||||
|
çok modlu |
|||||||
|
Tek mod |
1295, 1300, 1305, 1310 |
||||||
|
Tek mod |
1295, 1300, 1305, 1310 |
Optik tek modlu fiberin şeffaflık pencereleri
Modern optik kablonun büyük çoğunluğu SMF G.652 standardına aittir. farklı versiyonlar. En son sürüm G.652 (11/16) standardı Kasım 2016'da piyasaya sürüldü. Standart, sözde standart tek modlu fiberi tanımlar.
Bir optik fiberden ışığın iletimi, farklı optik yoğunluklara sahip ortamlar arasındaki arayüzde toplam iç yansıma ilkesine dayanır. Uygulama için bu ilke, lif iki veya çok katmanlı yapılır. Işık ileten çekirdek, katman sınırında toplam yansımanın meydana gelmesinden dolayı daha düşük kırılma indislerine sahip malzemelerden yapılmış şeffaf kabuk katmanları ile çevrilidir.
Bir iletim ortamı olarak optik fiber, zayıflama ve dağılma ile karakterize edilir. Zayıflama, fiberin geçişi sırasındaki sinyal gücü kaybı olup, kilometre başına düşen kayıp seviyesi (dB/km) olarak ifade edilir. Zayıflama, iletim ortamının malzemesine ve vericinin dalga boyuna bağlıdır. Absorpsiyon spektrumunun dalga boyu bağımlılığı, minimum zayıflama ile birkaç tepe içerir. Yayıcıları seçmek için temel olarak seçilen, şeffaflık pencereleri veya telekomünikasyon pencereleri olarak da adlandırılan grafikteki bu noktalardır..
Tek modlu fiberin altı şeffaflık penceresi vardır:
- O-bandı (Orijinal): 1260-1360 nm;
- E-bandı (Genişletilmiş): 1360-1460 nm;
- S-bandı ( Kısa dalga boyu: 1460-1530 nm;
- C-bandı ( Geleneksel): 1530-1565 nm;
- L-bandı ( Uzun dalga boyu): 1565-1625 nm;
- U bandı ( Ultra uzun dalga boyu): 1625-1675 nm.
yaklaşıyor her aralıktaki lif özellikleri yaklaşık olarak aynı kabul edilebilir. Şeffaflığın zirvesi, genellikle , uzun dalga sonuna E-bant . Spesifik zayıflama O-bandı yaklaşık bir buçuk kat daha yüksek S- ve C-bandından daha , özel kromatik dağılım - tersi, 1310 nm dalga boyunda sıfır minimum ve sıfırın üzerinde C-bandı.
Başlangıçta, bir optik kablo kullanarak çift yönlü bir bağlantı düzenlemek için, her biri kendi iletim yönünden sorumlu olan bir çift fiber kullanıldı. Bu uygundur, ancak döşenen kablonun kaynağına göre savurgandır. Bu sorunu çözmek için, spektral bölmeli çoğullama veya başka bir deyişle dalga çoğullama teknolojisi geliştirildi.
Dalga çoğullama teknolojileri, WDM/CWDM/DWDM
WDM
WDM teknolojisinin kalbinde, Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama, farklı ışık uzunluklarına sahip birkaç ışık akışının tek bir fiber üzerinden iletilmesidir.
Temel WDM teknolojisi, sırasıyla O- ve C-bandından en yaygın olarak kullanılan 1310/1550 nm dalga çifti ile bir çift yönlü bağlantı oluşturulmasına izin verir. Teknolojiyi uygulamak için, biri 1550 nm verici ve 1310 nm alıcılı, diğeri ise 1310 nm verici ve 1550 nm alıcılı bir çift “ayna” modülü kullanılır.
Her iki kanalın dalga boyundaki fark 240 nm'dir, bu da her iki sinyali özel algılama araçları kullanmadan ayırt etmeyi mümkün kılar. Kullanılan ana 1310/1550 çifti, 60 km'ye kadar mesafelerde kararlı bağlantılar oluşturmanıza olanak tanır.
Nadir durumlarda, 1490/1550, 1510/1570 çiftleri ve O-bandına göre daha düşük spesifik zayıflamaya sahip şeffaf pencerelerden diğer seçenekler de kullanılır, bu da daha "uzun menzilli" bağlantıların düzenlenmesine olanak tanır. Ek olarak, 1310/1490 kombinasyonu, bir kablolu televizyon sinyali 1550 nm dalga boyunda verilerle paralel olarak iletildiğinde ortaya çıkar.
CWDM
Geliştirmenin bir sonraki aşaması, Kaba WDM, CWDM, kaba spektral çoğullamaydı. CWDM iletmenizi sağlar 18 adede kadar veri akışı 20 nm'lik bir adımla 1270 ila 1610 nm dalga boyu aralığında.
Çoğu durumda CWDM modülleri iki fiberdir. Alım ve iletimin tek bir fiber üzerinden yapıldığı BiDi, çift yönlü SFP CWDM modülleri var, ancak Ukrayna'da hala oldukça nadir satılıyorlar.
SFP ve SFP+ CWDM vericileri (modülleri) belirli bir dalga boyunda iletir.
Bu tür modüllerin alıcısı geniş banttır, yani herhangi bir dalga boyunda bir sinyal alır, bu da CWDM uyumluluğu için onaylanmış herhangi iki modülle tek bir çift yönlü kanal düzenlemenize izin verir. Birkaç kanalın aynı anda iletimi için, "renkli" SFP modüllerinden (her biri kendi dalga boyuna sahip bir vericiye sahiptir) veri akışlarını fiber üzerinden iletim için tek bir ışında toplayan ve ayrı akışlara ayrıştıran pasif çoklayıcılar-çözücüler kullanılır. bitiş noktasında. Alıcıların çok yönlülüğü, ağ oluşturmada daha fazla esneklik sağlar.
DWDM
Bugüne kadarki en son gelişme - Yoğun WDM (DWDM), yoğun spektral çoğullama, bir adımla 1528.77-1563.86 nm dalga boyu aralığında 24'e kadar ve özel yapım sistemlerde - 80'e kadar çift yönlü iletişim kanalı düzenlemenize izin verir 0, 79-0.80 nm.
Doğal olarak, kanalların yerleşimi ne kadar yoğun olursa, emitörlerin imalatındaki toleranslar o kadar sıkı olur. Geleneksel modüller için dalga boyu hatası 40 nm içindeyse, WDM alıcı-vericiler için bu hata 20-30 nm'ye düşürülür, CWDM için zaten 6-7 nm ve DWDM için - sadece 0.1 nm. Toleranslar ne kadar küçük olursa, emitörlerin üretimi o kadar pahalı olur.
Bununla birlikte, çok daha yüksek ekipman maliyetine rağmen, DWDM, CWDM'ye göre aşağıdaki önemli avantajlara sahiptir:
1) fark edilir şekilde aktarmak daha fazla bir fiberdeki kanallar;
2) iletim daha fazla DWDM'nin en şeffaf aralıkta (1525-1565 nm) çalışması nedeniyle uzun mesafelerde kanallar.
Son olarak, orijinal WDM standardından farklı olarak, CWDM ve DWDM'de her bir kanalın hem 1 Gb/s hem de 10 Gb/s hızlarında veri iletebildiği belirtilmelidir. Buna karşılık, 40 Gb ve 100 Gb Ethernet standartları, birkaç 10 Gb kanalın bant genişliğini birleştirerek uygulanır.
OADM modülleri ve WDM filtreleri (bölücüler) nelerdir?
Ünsüz ismine rağmen, OADM modülü optik bir alıcı-verici değil, çoklayıcı türlerinden biri olan optik bir filtredir.
Resimde: OADM modülü.
Optik Ekleme Bırakma Çoklayıcı (OADM) düğümleri, ara noktalarda veri akışlarını ayırmak için kullanılır. OADM, aksi halde Ekle-Bırak modülü, bir optik kablonun boşluğuna takılan ve ortak bir ışından iki veri akışının filtrelenmesini sağlayan optik bir cihazdır. OADM, tüm çoklayıcılar gibi, SFP ve SFP + alıcı-vericilerin aksine pasif cihazlardır, bu nedenle güç kaynağı gerektirmezler ve en şiddetli olanlara kadar her koşulda kurulabilirler. Düzgün planlanmış bir OADM paketi, uç çoklayıcı olmadan yapmanıza ve veri akışlarını ara noktalara "dağıtmanıza" olanak tanır.
OADM'nin dezavantajı, hem ayrılmış hem de geçiş sinyallerinin gücündeki azalma ve dolayısıyla maksimum kararlı iletim aralığıdır. Çeşitli kaynaklara göre, her Ekle-Bırak'ta güç azalması 1,5 ila 2 dB arasındadır.
Daha da basitleştirilmiş bir cihaz olan WDM filtresi, toplam akıştan belirli bir dalga boyuna sahip yalnızca bir kanalı ayırmanıza olanak tanır. Böylece, bir ağ oluşturma esnekliğini maksimuma çıkaran keyfi çiftlere dayalı OADM analoglarını birleştirmek mümkündür.
Resimde: WDM filtresi (bölücü).
WDM filtresi, hem WDM çoğullamalı ağlarda hem de CWDM, DWDM çoğullamalı ağlarda kullanılabilir.
Tıpkı CWDM gibi, DWDM spesifikasyonu da OADM ve filtrelerin kullanımına dayanmaktadır.
Çok kaynaklı anlaşmalar (MSA'lar)
Genellikle SFP ve SFP + alıcı-vericiler için eşlik eden belgelerde MSA desteği hakkında bilgi görebilirsiniz. Ne olduğunu?
MSA'lar, farklı şirketlere ait alıcı-vericiler ve ağ ekipmanı arasında uçtan uca uyumluluğu sağlayan ve üretilen tüm alıcı-vericilerin genel kabul görmüş standartlara uygun olduğunu sağlayan modül üreticileri arasındaki endüstri anlaşmalarıdır. Ekipmana MSA uyumlu SFP bağlantı noktaları kurmak, uyumlu modüllerin yelpazesini genişletir ve değiştirilebilir ürünler için rekabetçi bir pazar sağlar.
SFP/SFP+ için MSA, aşağıdaki parametreleri ayarlayın:
1. Mekanik arayüz:
- modül boyutları;
- konektörlerin kartla mekanik bağlantısının parametreleri;
- elemanların baskılı devre kartına yerleştirilmesi;
- bir çaba, modülü yuvaya takmak/yuvadan çıkarmak için gerekli;
- etiketleme standartları
2. Elektrik arayüzü:
- Pin yapısı;
- güç seçenekleri;
- zamanlamaları ve G/Ç sinyalleri.
3. Yazılım arayüzü:
- PROM çipinin türü;
- veri biçimleri ve önceden ayarlanmış ürün yazılımı alanları;
- I2C kontrol arayüzü parametreleri;
- DDM işlevleri ( Dijital Teşhis İzleme).
Bugüne kadar, SFP/SFP+ format modülleri, SNIA SFF komitesi tarafından yayınlanan ve çoğu piyasa katılımcısının uymayı taahhüt ettiği üç MSA spesifikasyonunu içermektedir:
SFP - pdf olarak indir
SFP+ - pdf olarak indir
DDM - pdf olarak indirin
SFP, SFP+, XFP modülleri Teknik Açıklama(rus.) pdf formatında indirin
İnternet sitesi
Fiber optik iletişim hatları, bilgilerin "optik fiber" olarak bilinen optik dielektrik dalga kılavuzları aracılığıyla iletildiği bir iletişim türüdür. Optik fiber, şu anda bilgi iletmek için en gelişmiş fiziksel ortam ve aynı zamanda uzun mesafelerde büyük bilgi akışlarını iletmek için en umut verici ortam olarak kabul edilmektedir.
Geniş bant optik sinyaller, son derece yüksek taşıyıcı frekansından kaynaklanmaktadır. Bu, bilginin optik bir iletişim hattı üzerinden yaklaşık 1,1 Terabit/s hızında iletilebileceği anlamına gelir. Şunlar. Bir fiber aynı anda 10 milyon iletebilir. telefon konuşmaları ve bir milyon video sinyali. Işık dalgaları bir fiberde birbirinden bağımsız olarak yayılabileceğinden, bilgi aynı anda iki yönde iletilerek veri aktarım hızı artırılabilir. Ek olarak, bir optik fiberde iki ışık sinyali yayılabilir. farklı polarizasyonlar, hangi iki katına çıkar verim optik iletişim kanalı. Bugüne kadar, optik fiber üzerinden iletilen bilgi yoğunluğu sınırına ulaşılamadı.
En önemli bileşen fiber optik kablodur. Dünyada çeşitli amaçlar için optik kablolar üreten birkaç düzine şirket var. Bunların en ünlüsü: AT&T, General Cable Company (ABD); Siecor (Almanya); BICC Kablosu (İngiltere); Les kabloları de Lion (Fransa); Nokia (Finlandiya); NTT, Sumitomo (Japonya), Pirelli (İtalya). Optik kabloların maliyeti, standart "bakır" kabloların maliyeti ile orantılıdır. Fiber optik sinyal iletim araçlarının kullanımı, nispeten yüksek ekipman maliyeti ve kurulum işinin karmaşıklığı nedeniyle hala kısıtlıdır.
Optik kanallardan veri iletmek için, sinyallerin elektrikselden optiğe dönüştürülmesi, bir iletişim hattı üzerinden iletilmesi ve ardından alıcıda tekrar elektriğe dönüştürülmesi gerekir. Bu dönüşümler, optik bileşenlerle birlikte elektronik düzenekler içeren alıcı-vericilerde gerçekleşir.
Genel olarak, bir optik kanalın organizasyonu IrDA'ya benzer. Önemli farklılıklar, optik dalgaların aralığı ve iletilen verilerin hızıdır. Bu bağlamda emitör olarak yarı iletken lazerler, alıcı olarak ise yüksek frekanslı fotodiyotlar kullanılmaktadır. Optoelektronik veri alıcısının blok şeması, Şek. 5.19 ve şek. 5.20 - veri vericisi.
Pirinç. 5.19. Optoelektronik veri alıcısı
Pirinç. 5.20. Optoelektronik veri vericisi
Bir fiber optik kanal üzerinden bilgi iletmek için iki dalga boyu aralığı kullanılır: 1000 ^ 1300 nm (ikinci optik pencere) ve 1500 ^ 1800 nm (üçüncü optik pencere). Bu aralıklarda - birim kablo uzunluğu başına hattaki en küçük sinyal kaybı.
Optik iletim sistemleri için çeşitli optik kaynaklar kullanılabilir. Örneğin, ışık yayan diyotlar (LED'ler) genellikle düşük maliyetli olarak kullanılır. yerel ağlar Kısa mesafeli iletişim için. Ancak geniş bir spektral emisyon bandı ve ikinci ve üçüncü optik pencerelerin dalga boylarında çalışamaması telekomünikasyon sistemlerinde LED kullanımına izin vermemektedir.
Bir LED'den farklı olarak, optik olarak modüle edilmiş bir lazer verici üçüncü bir optik pencerede çalışabilir. Bu nedenle, maliyetin esas olmadığı ancak yüksek verimliliğin şart olduğu ultra uzun menzilli ve WDM iletim sistemleri için bir lazer optik kaynak kullanılır. Optik iletişim kanalları için farklı şekiller Doğrudan modülasyonlu yarı iletken lazer diyotlar, optimal bir maliyet/performans oranına sahiptir. Cihazlar hem ikinci hem de üçüncü optik pencerelerde çalışabilir.
Doğrudan modülasyon için kullanılan tüm yarı iletken lazer diyotlar, sinyal iletimi için çalışma noktasını ve modülasyon akımını ayarlamak için tipik olarak bir DC öngerilim akımı gereksinimine sahiptir. Önyargı akımının ve modülasyon akımının miktarı, lazer diyotun özelliklerine bağlıdır ve tipten tipe ve aynı tip içinde birbirinden farklılık gösterebilir. Bu özelliklerin zaman ve sıcaklık ile aralığı, verici ünitesi tasarlanırken dikkate alınmalıdır. Bu, özellikle ekonomik olarak daha karlı, soğutulmamış yarı iletken lazer türleri için geçerlidir. Lazer sürücüsünün, çok çeşitli lazer diyotları ile farklı optik vericilerin uzun süre ve farklı sıcaklıklarda çalışmasına izin vermek için yeterli bir aralıkta bir önyargı akımı ve modülasyon akımı sağlaması gerekir.
Lazer diyotun bozulan performansını telafi etmek için bir otomatik güç kontrol (APC) cihazı kullanılır. Lazerin ışık enerjisini orantılı bir akıma dönüştüren ve lazer sürücüsüne besleyen bir fotodiyot kullanır. Bu sinyale dayanarak, sürücü lazer diyotuna bir ön akım verir, böylece ışık çıkışı sabit kalır ve orijinal ayarla eşleşir. Bu, optik sinyalin "genliğini" korur. APC devresinde bulunan fotodiyot, otomatik modülasyon kontrolünde (AMC) de kullanılabilir.
Saat kurtarma ve serileştirme, saat darbelerinin sentezlenmesini gerektirir. Bu sentezleyici, paralelden seriye dönüştürücüye de entegre edilebilir ve genellikle bir faz kilitli döngü devresi içerir. Sentezleyici, bir optik iletişim sisteminin vericisinde önemli bir rol oynar.
Optik alıcılar, bir fiber optik kablo üzerinden iletilen sinyalleri algılar ve onu elektrik sinyallerine dönüştürür, bu sinyaller daha sonra yükseltilir, şekillerini ve saat sinyallerini eski haline getirir. Cihazın baud hızına ve sistem özelliklerine bağlı olarak, veri akışı seriden paralel formata dönüştürülebilir. Alıcıdaki amplifikatörü takip eden anahtar bileşen, saat ve veri kurtarma (CDR) devresidir. CDR, saat ölçümü gerçekleştirir, gelen sinyalin genlik düzeyine karar verir ve geri yüklenen veri akışını çıkış olarak verir.
Senkronizasyonu sağlamanın birkaç yolu vardır (harici SAW filtresi, harici kontrol saati sinyali vb.), ancak bu sorunu yalnızca entegre bir yaklaşım etkili bir şekilde çözebilir. Faz kilitli döngü (PLL) sisteminin kullanılması, saat darbelerinin veri akışıyla senkronize edilmesinde ayrılmaz bir parçadır, bu, saat sinyalinin bilgi kelimesinin ortası ile hizalanmasını sağlar.
LFO-1 serisinin lazer modülleri (Tablo 5.15), yüksek performanslı MQW InGaAsP/InP ve AlGaInP/GaAs lazer diyotları temelinde üretilir ve tek modlu veya çok modlu optik fiberli standart soğutmasız koaksiyel paketlerde mevcuttur. Bireysel modeller, soğutmasız versiyonlarla birlikte, yerleşik bir mikro-soğutucu ve termistörlü DIL-14 muhafazalarında üretilebilir. Tüm modüller geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına, yüksek radyasyon gücü kararlılığına, 500 bin saatten fazla hizmet ömrüne sahiptir ve dijital (622 Mbps'ye kadar) optik iletişim hatları, optik test cihazları ve optik telefonlar için en iyi radyasyon kaynaklarıdır.
|
Radyasyon gücü, (mW) |
Dalga boyu, (nm) |
tik. lifler |
mikro buzdolabı |
Kabuk türü |
|
1100-1650 nm spektral aralığı için PD-1375 serisinin fotodedektör modülleri (Tablo 5.16) InGaAs PIN fotodiyotları temelinde yapılır ve tek modlu (model PD-1375s-ip) veya çok modlu soğutmasız bir versiyonda mevcuttur (PD-1375m-ip), optik fiber ve ayrıca bir "FC / PC" konektörü (model PD-1375-ir) ile sonlandırılmış SM ve MM fiberleri ile yerleştirme için bir "optik soket" tipi muhafaza içinde. Modüller geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına, yüksek spektral hassasiyete, düşük karanlık akımlara sahiptir ve 622 Mbps'ye kadar veri aktarım hızları ile analog ve dijital fiber optik iletişim hatlarında çalışmak üzere tasarlanmıştır.
|
Dalga boyu, (nm) |
tik. lifler |
Hassasiyet, (A/W) |
Alma hızı, (Mbps) |
Kabuk türü |
|
|
"priz" |
MAXIM tarafından alıcı-vericiler için üretilen yonga seti, SDH/SONET optik iletim sistemlerinde dönüşümlere izin verir. SDH, veri iletimi için fiber optik için Avrupa standardıdır. SONET, bir fiber optik ağ üzerinden bir gigabit/sn'den daha yüksek hızlarda senkronize veri iletimi için hızları, sinyalleri ve arayüzleri tanımlayan bir standarttır.
MAX3664 ve MAX3665 amplifikatörleri (Şekil 5.21), fotodiyot sensöründen gelen akımı, yükseltilen ve bir diferansiyel sinyal olarak çıkan bir voltaja dönüştürür. Fotoakım yükselticisine ek olarak, mikro devreler Geri bildirim fotodedektörün karanlık akımının büyüklüğüne bağlı olan ve çok düşük bir sıcaklık ve zaman kararlılığına sahip olan sabit bileşeni telafi etmek için. Tipik bir MAX3665 bağlantı şeması, şekil 2'de gösterilmektedir. 5.22. Bu amplifikatörlerin temel amacı, elektrik sinyalinin genliğini eski haline getirmek ve geri yüklenen sinyali daha sonraki işlemler için iletmektir.
MAX3675 (MAX3676) yongası, alınan veri akışından saat kurtarma ve saat ölçümü gerçekleştirir. MAX3676'nın blok şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. 5.23. Bu cihazlarda sinyal işleme algoritmaları çok daha karmaşıktır. Sinyal dönüşümünün bir sonucu olarak, dijital veri akışının geri yüklenmesiyle birlikte, daha fazla doğru işleme için gerekli olan bir saat sinyali çıkarılır. Tipik bir MAX3676 bağlantı şeması, şekil 2'de gösterilmektedir. 5.24. MAX3676, fotoakım yükselticisinden gelen sinyali alır ve sinyali standart mantık seviyeleriyle çıkış diferansiyel verilerine ve saat sinyallerine dönüştürür. Tüm bu dönüşümlerin çok yüksek bir hızda seri formatta gelen sinyaller ile gerçekleştiği dikkate alınmalıdır.
Pirinç. 5.21. MAX3665 fotoakım amplifikatör blok şeması
Pirinç. 5.22. Tipik anahtarlama devresi MAX3665
Pirinç. 5.23. Fonksiyonel diyagram MAX3676
Pirinç. 5.24. Tipik anahtarlama devresi MAX3676
Alım sonucunda üretilen sinyalleri iletmek için standart arayüzler MAXIM, MAX3680 ve MAX3681'i sunar, bunlar seriden paralele dönüştürücülerdir. MAX3680, 622 Mbps'lik bir seri veri akışını 78 Mbps'lik sekiz bitlik bir kelime akışına dönüştürür. Veri ve saat çıkışı TTL seviyeleri ile uyumludur. Güç tüketimi - 3.3V besleme ile 165 mW. MAX 3681, 622 Mbps'lik bir seri veri akışını 155 Mbps'lik dört bitlik bir kelime akışına dönüştürür. Diferansiyel verileri ve saati, LVDS arayüzünün düşük voltajlı diferansiyel sinyalini destekler (Şekil 5.25).
MAX3693 yongası (Şekil 5.26), dört 155 Mbps LVDS veri akışını 622 Mbps seri akışa dönüştürür. İletim için gerekli saat, voltaj kontrollü bir osilatör, bir döngü filtre yükselticisi ve yalnızca harici saat referansları gerektiren bir faz-frekans dedektörü içeren yerleşik bir faz kilitli döngü kullanılarak sentezlenir. 3,3 V besleme ile güç tüketimi 215 mW'dir. Seri veri çıkış sinyalleri, standart pozitif-verici-bağlı-mantıksal diferansiyel sinyallerdir.
MAX3669 lazer sürücüsünün (Şekil 5.27) temel amacı, lazer diyot çıkışını doğrudan modüle etmek için öngerilim akımı ve modülasyon akımı sağlamaktır. Daha fazla esneklik için, diferansiyel girişler, PECL veri akışlarının yanı sıra Vcc=0.75 V'ta 320 mV'ye (p-p) kadar diferansiyel voltaj dalgalanmalarını kabul eder. BIASSET pimi ile toprak arasındaki harici direnç değiştirilerek, önyargı akımı 5'ten ayarlanabilir 90 mA'ya kadar ve MODSET pimi ile toprak arasındaki direnç, modülasyon akımını 5 ila 60 mA arasında ayarlayabilir. MAX3669'un lazer modülüne bağlanmasına ilişkin tipik bir şema, şekil 2'de gösterilmektedir. 5.28. Veriler paralel 4 bit kodla alınır ve MAX3693 dönüştürücü tarafından seri veri akışına saatlenir. Bu dönüştürücüden, seri formattaki sinyaller, bir lazer diyotunun emisyonunu kontrol etmek için gerekli parametrelerle modülasyonlu bir sinyal üreten MAX3669 lazer sürücüsüne iletilir.
Bu bileşenlerin kullanımıyla ilgili oldukça ayrıntılı bir malzeme seçimi, MAXIM'in BDT ülkelerindeki resmi distribütörü olan Rainbow Technologies'in www.rtcs.ru web sitesinde bulunabilir.
Pirinç. 5.25. LVDS arabirimi kullanarak bir optik alıcıyı veri yoluna bağlama
Pirinç. 5.26. MAX3693 blok şeması
Pirinç. 5.27. MAX3669 blok şeması
MAXIM ayrıca 2.5 Gb/sn fiber optik arayüz oluşturmak için MAX38xx serisi IC kitini de piyasaya sürüyor. Örneğin, otomatik modülasyon kontrollü (Şekil 5.29) MAX3865 lazer sürücüsü aşağıdaki ayırt edici özelliklere sahiptir:
Tek kutuplu besleme gerilimi 3,3 veya 5 V;
Tüketim 68 mA
2,5 Gbps'ye (NRZ) varan performansla çalışın;
Kontrollü geri bildirim;
Programlanabilir öngerilim ve modülasyon akımları;
Düşen/yükselen kenar süresi 84 ps;
Modülasyon ve önyargı akımlarının izlenmesi;
Arıza dedektörü;
ESD koruması.
Pirinç. 5.28. MAX3669'u bir lazer modülüne bağlamak için tipik şema
Pirinç. 5.29. MAX3865'i bir lazer modülüne bağlamak için tipik şema
SKEO, mevcut tüm tiplerde alıcı-vericiler tedarik eder, ortak modüller şirketin deposunda stokta tutulur. SKEO optik modülleri hattı, iletişim ağının kritik alanlarına kurulum için tasarlanmıştır, modüller garantili kararlı özelliklere sahiptir, bu seri için garanti 5 yıldır. Bu alıcı-vericiler, satıcılar tarafından sunulan pahalı modüllerin yerini alabilir.
SKEO optik modüllerinin seçimi, ekipmanın maliyet etkinliğinin çok değerli olduğu standart taşıyıcı ağlarda kullanım için idealdir.
Optik alıcı-vericiler (alıcı-verici, verici - verici ve alıcı - alıcı), telekomünikasyon ekipmanı için değiştirilebilir modüllerdir. Optik bir alıcı-vericinin görevi, bir elektrik sinyalini optik olana dönüştürmektir.
Optik Alıcı-Vericileri Kullanma
Optik alıcı-vericiler, ekipmana yerleşik alıcı-vericilerin yerini almıştır. Dahili vericilerin dezavantajları, veri iletim ortamının değiştirilememesi ve arıza durumunda ağ cihazında bakımın karmaşıklığıydı.
Değiştirilebilir optik alıcı-vericilere sahip ekipman, çoklu aktarım ortamını (tek modlu veya çok modlu fiber, bakır bükümlü çift, vb.) destekler ve bir arıza durumunda kolayca değiştirilebilir. Tek modlu optik fiberler üzerinden veri iletimi durumunda, hattın uzunluğu rejenerasyon ve amplifikasyon olmadan (155 Mbps için) 200 km'ye ulaşabilir.
Çeşitli alıcı-verici form faktörleri
Optik alıcı-vericiler, çalışma grupları önde gelen telekomünikasyon ekipmanı üreticilerini içeren SFF Komitesi (Small Form Factor Committee) tarafından belirlenen çeşitli form faktörlerine sahiptir. En yaygın optik alıcı-verici form faktörleri GBIC, SFP, SFP+, X2, XENPAK, XFP, CFP, qSFP'dir. Bu alıcı-vericiler, 100 Mbps'den 100 Gbps'ye kadar çeşitli protokolleri ve veri hızlarını destekler.
Alıcı-vericilerin parametreleri büyük ölçüde değişebilir, ancak aşağıdaki sınıflandırma en yaygın modül türleri için geçerlidir:
- GBIC ve SFP 155 Mbps, 622 Mbps, 1.25 Gbps, 2.5 Gbps, 4 Gbps (protokoller STM-1, STM-4, Gigabit Ethernet (Fiber Channel), STM-16)
- XENPAK, X2, XFP, SFP+ 10Gb/s (10GE, 10G Fiber Kanal, OC-192, STM-64, 10G OTU-2 protokolleri)
- QSFP+, CFP 40 Gb/sn, 100 Gb/sn (40GE, 100G OTU-4 protokolleri)
İletim mesafesi sınırı, optik bütçe ve kromatik dağılım toleransı tarafından belirlenir. Burada optik bütçe, vericinin radyasyon gücü ile alıcının duyarlılığı arasındaki farkı ifade eder. Form faktörü ve hız / protokol arasındaki yazışma listesine benzeterek, yine ortak alıcı-vericiler için bir mesafe listesi yapabilirsiniz:
- GBIC ve SFP 0.1, 0.3, 3, 20, 40, 80, 120, 160 km
- XENPAK, X2, XFP, SFP+ 0.3, 10, 40, 80 km
- QFSP28 - 10 veya 40 km
500 metreye kadar alıcı-vericiler için standart mesafe tanımları - SR, 20 km'ye kadar - LR, 60 km'ye kadar - ER, 60 km'den sonra - ZR.
CWDM ve DWDM Optik Alıcı-Vericiler
xWDM teknolojilerine destek sağlamak için alıcı-vericiler, CWDM / DWDM ağından bir çalışma dalga boyuna sahip vericilerle üretilir. CWDM sistemleri için 18 farklı dalga boyunda, DWDM için 44 dalga boyunda (100 GHz grid) veya 80 dalga boyunda (50 GHz grid) alıcı-vericiler üretilmektedir.
Optik alıcı-vericiler, izleme işlevi aracılığıyla kendi durum parametrelerinizi kontrol etmenizi sağlar. Bu özelliğe DDM (Dijital Teşhis İzleme) veya DOM (Dijital Optik İzleme) adı verilir. Bu fonksiyon ile izleyebilirsiniz. standart parametreler elektriksel özellikler, sıcaklık, yayılan güç ve dedektördeki sinyal gücü gibi alıcı-vericinin çalışması. Bu bilgi, negatif hat değişikliklerini zamanında tespit ederek veri iletim hatalarını önlemeye yardımcı olur.
Optik alıcı-vericilerin "ürün yazılımı", bir optik modülün kalıcı belleğinde, modül hakkında aşağıdakileri içerebilecek sınıflandırma bilgilerini içeren kısa bir kayıttır: seri numarası, üretici adı, form faktörü, aktarım aralığı ve daha fazlası. Bazı üreticiler, üçüncü taraf alıcı-vericilerle kendi ekipmanlarının çalışmasını engellemek için bellenim kullanır. Bunu yapmak için, ekipman doğru kaydın varlığını ve toplamı kontrol eder. sağlama toplamı kurulu alıcı-vericinin hafızasında.
