Rychlý rozvoj sítí s optickými vlákny, včetně datových služeb měřených objemem dat nebo šířkou pásma, naznačuje, že technologie přenosu optickými vlákny je a bude i nadále důležitou součástí budoucích síťových systémů. Návrháři sítí se stále více cítí spokojeni s řešeními z optických vláken, protože jejich použití umožňuje flexibilnější síťové architektury a další výhody, jako je odolnost vůči elektromagnetickému rušení (EMI) a zabezpečení dat. Optické transceivery hrají v těchto optických spojeních velmi důležitou roli. Při návrhu optického transceiveru je třeba zvážit tři aspekty: podmínky prostředí, elektrické podmínky a optický výkon.
Co je to optický transceiver?
Optický transceiver je nezávislá součástka, která vysílá a přijímá signály. Obvykle se zapojuje do zařízení, které má jeden nebo více slotů pro transceiverové moduly, jako je router nebo síťová karta. Vysílač přijímá elektrický vstup a převádí jej na světelný výstup z laserové diody nebo LED. Světlo z vysílače je přivedeno do vlákna přes konektor a přenášeno přes zařízení s optickým kabelem. Světlo z konce vlákna je poté přivedeno do přijímače, kde detektor převádí světlo na elektrický signál, který je následně vhodně upraven pro použití přijímacím zařízením.
Úvahy o designu
Optická spojení skutečně zvládají vyšší datové rychlosti na delší vzdálenosti ve srovnání s řešeními s měděnými dráty, což vedlo k širšímu používání optických transceiverů. Při navrhování optických transceiverů je třeba zvážit následující aspekty.
Stav prostředí
Jednou z výzev je venkovní počasí – zejména nepříznivé počasí ve vysokých nebo exponovaných nadmořských výškách. Tyto komponenty musí pracovat v extrémních podmínkách prostředí a v širším teplotním rozsahu. Druhým environmentálním problémem souvisejícím s konstrukcí optických transceiverů je prostředí základní desky, které zahrnuje spotřebu energie systému a tepelné charakteristiky.
Hlavní výhodou optických transceiverů jsou jejich relativně nízké nároky na elektrickou energii. Tato nízká spotřeba energie však neznamená, že při sestavování hostitelských konfigurací lze ignorovat tepelný návrh. Mělo by být zahrnuto dostatečné větrání nebo proudění vzduchu, které pomůže rozptýlit tepelnou energii unikající z modulu. Část tohoto požadavku je splněna standardizovanou klecí SFP namontovanou na základní desce, která slouží také jako vedení tepelné energie. Teplota skříně hlášená rozhraním Digital Monitor Interface (DMI), když mainframe pracuje na maximální konstrukční teplotě, je konečným testem účinnosti celkového tepelného návrhu systému.
Elektrické podmínky
V podstatě je optický transceiver elektrické zařízení. Aby byl zajištěn bezchybný výkon dat procházejících modulem, musí být napájení modulu stabilní a bez šumu. A co je důležitější, musí být napájení transceiveru řádně filtrováno. Typické filtry jsou specifikovány v dohodě Multi-Source Agreement (MSA), která řídila původní návrh těchto transceiverů. Jeden takový návrh ve specifikaci SFF-8431 je uveden níže.
Optické vlastnosti
Optický výkon se měří bitovou chybovostí neboli BER. Problém s návrhem optického transceiveru spočívá v tom, že optické parametry vysílače a přijímače musí být řízeny tak, aby případný útlum optického signálu při jeho šíření vláknem nevedl ke špatnému výkonu BER. Hlavním parametrem, který nás zajímá, je BER celého spoje. To znamená, že počátečním bodem spoje je zdroj elektrického signálu, který řídí vysílač, a na konci je elektrický signál přijímán přijímačem a interpretován obvody v hostitelském zařízení. U komunikačních spojů používajících optické transceivery je hlavním cílem zaručit výkon BER na různých vzdálenostech spoje a zajistit širokou interoperabilitu s transceivery třetích stran od různých dodavatelů.
Čas zveřejnění: 28. června 2022