Die rasante Expansion von Glasfasernetzen, einschließlich Datendiensten, die in Datenvolumen oder Bandbreite gemessen werden, zeigt, dass die Glasfaserübertragungstechnologie ein wichtiger Bestandteil zukünftiger Netzwerksysteme ist und bleiben wird. Netzwerkplaner setzen zunehmend auf Glasfaserlösungen, da diese flexiblere Netzwerkarchitekturen ermöglichen und weitere Vorteile wie Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen (EMI) und Datensicherheit bieten. Glasfaser-Transceiver spielen dabei eine entscheidende Rolle. Bei der Entwicklung eines Glasfaser-Transceivers sind drei Aspekte zu berücksichtigen: Umgebungsbedingungen, elektrische Bedingungen und optische Leistung.
Was ist ein Glasfaser-Transceiver?
Ein Glasfaser-Transceiver ist eine eigenständige Komponente zum Senden und Empfangen von Signalen. Er wird üblicherweise in ein Gerät mit einem oder mehreren Transceiver-Modulsteckplätzen, wie z. B. einem Router oder einer Netzwerkkarte, eingesteckt. Der Sender wandelt elektrische Eingangssignale in Lichtsignale einer Laserdiode oder LED um. Das Licht des Senders wird über den Stecker in die Glasfaser eingekoppelt und durch das Glasfaserkabel übertragen. Am Ende der Glasfaser wird das Licht an einen Empfänger weitergeleitet, wo ein Detektor es in ein elektrisches Signal umwandelt, das anschließend für die Verwendung durch das Empfangsgerät aufbereitet wird.
Gestaltungsüberlegungen
Glasfaserverbindungen ermöglichen im Vergleich zu Kupferdrahtverbindungen tatsächlich höhere Datenraten über größere Entfernungen, was zu einer breiteren Verwendung von Glasfaser-Transceivern geführt hat. Bei der Entwicklung von Glasfaser-Transceivern sollten folgende Aspekte berücksichtigt werden.
Umweltbedingungen
Eine Herausforderung stellen die Witterungsbedingungen dar – insbesondere extreme Wetterverhältnisse in großen oder exponierten Lagen. Diese Komponenten müssen unter extremen Umgebungsbedingungen und in einem breiten Temperaturbereich funktionieren. Ein weiterer Aspekt bei der Entwicklung von Glasfaser-Transceivern ist die Umgebung des Motherboards, einschließlich des Stromverbrauchs und der thermischen Eigenschaften des Systems.
Ein wesentlicher Vorteil von Glasfaser-Transceivern ist ihr vergleichsweise geringer Stromverbrauch. Dieser niedrige Stromverbrauch bedeutet jedoch nicht, dass die Wärmeabfuhr beim Zusammenbau des Hostsystems vernachlässigt werden kann. Eine ausreichende Belüftung bzw. Luftzirkulation ist erforderlich, um die vom Modul abgegebene Wärme abzuführen. Ein standardisierter SFP-Käfig auf dem Motherboard erfüllt diese Anforderung und dient gleichzeitig als Wärmeleiter. Die vom Digital Monitor Interface (DMI) gemeldete Gehäusetemperatur bei maximaler Betriebstemperatur des Mainframes ist der entscheidende Test für die Effektivität des gesamten Wärmedesigns.
Elektrische Bedingungen
Im Wesentlichen handelt es sich bei einem Glasfaser-Transceiver um ein elektrisches Gerät. Um eine fehlerfreie Datenübertragung zu gewährleisten, muss die Stromversorgung des Moduls stabil und rauschfrei sein. Noch wichtiger ist jedoch eine geeignete Filterung der Stromversorgung. Typische Filter sind im Multi-Source Agreement (MSA) spezifiziert, das die ursprüngliche Entwicklung dieser Transceiver vorgab. Ein Beispiel für eine solche Filterung gemäß der Spezifikation SFF-8431 ist unten dargestellt.
Optische Eigenschaften
Die optische Leistung wird in Bitfehlerrate (BER) gemessen. Die Herausforderung bei der Entwicklung optischer Transceiver besteht darin, die optischen Parameter von Sender und Empfänger so zu steuern, dass eine mögliche Dämpfung des optischen Signals während der Übertragung durch die Faser nicht zu einer schlechten BER führt. Der wichtigste Parameter ist die BER der gesamten Verbindung. Das heißt, der Ausgangspunkt der Verbindung ist die Quelle des elektrischen Signals, das den Sender ansteuert. Am Ende der Verbindung wird das elektrische Signal vom Empfänger empfangen und von der Schaltung im Host interpretiert. Bei Kommunikationsverbindungen mit optischen Transceivern ist das Hauptziel, eine gute BER über verschiedene Übertragungsdistanzen zu gewährleisten und eine umfassende Interoperabilität mit Transceivern anderer Hersteller sicherzustellen.
Veröffentlichungsdatum: 28. Juni 2022