Η ραγδαία επέκταση των δικτύων οπτικών ινών, συμπεριλαμβανομένων των υπηρεσιών δεδομένων που μετρώνται σε όγκο δεδομένων ή εύρος ζώνης, δείχνει ότι η τεχνολογία μετάδοσης οπτικών ινών είναι και θα συνεχίσει να είναι ένα σημαντικό μέρος των μελλοντικών συστημάτων δικτύου. Οι σχεδιαστές δικτύων είναι ολοένα και πιο εξοικειωμένοι με τις λύσεις οπτικών ινών, καθώς η χρήση λύσεων οπτικών ινών επιτρέπει πιο ευέλικτες αρχιτεκτονικές δικτύου και άλλα οφέλη, όπως η ανθεκτικότητα στις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI) και η ασφάλεια των δεδομένων. Οι πομποδέκτες οπτικών ινών παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο σε αυτές τις συνδέσεις οπτικών ινών. Κατά το σχεδιασμό ενός πομποδέκτη οπτικών ινών, υπάρχουν τρεις πτυχές που πρέπει να ληφθούν υπόψη: οι περιβαλλοντικές συνθήκες, οι ηλεκτρικές συνθήκες και η οπτική απόδοση.
Τι είναι ένας πομποδέκτης οπτικών ινών;
Ένας πομποδέκτης οπτικών ινών είναι ένα ανεξάρτητο εξάρτημα που μεταδίδει και λαμβάνει σήματα. Συνήθως, συνδέεται σε μια συσκευή που παρέχει μία ή περισσότερες υποδοχές μονάδας πομποδέκτη, όπως έναν δρομολογητή ή μια κάρτα διασύνδεσης δικτύου. Ο πομπός λαμβάνει ηλεκτρική είσοδο και τη μετατρέπει σε έξοδο φωτός από μια δίοδο λέιζερ ή LED. Το φως από τον πομπό συνδέεται στην οπτική ίνα μέσω του συνδετήρα και μεταδίδεται μέσω της συσκευής καλωδίου οπτικών ινών. Το φως από το άκρο της οπτικής ίνας συνδέεται στη συνέχεια με έναν δέκτη, όπου ένας ανιχνευτής μετατρέπει το φως σε ηλεκτρικό σήμα, το οποίο στη συνέχεια προετοιμάζεται κατάλληλα για χρήση από τη συσκευή λήψης.
Σκέψεις Σχεδιασμού
Οι συνδέσεις οπτικών ινών μπορούν πράγματι να χειριστούν υψηλότερους ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων σε μεγαλύτερες αποστάσεις σε σύγκριση με τις λύσεις με χάλκινα σύρματα, γεγονός που έχει οδηγήσει στην ευρύτερη χρήση πομποδεκτών οπτικών ινών. Κατά το σχεδιασμό πομποδεκτών οπτικών ινών, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι ακόλουθες πτυχές.
Περιβαλλοντική κατάσταση
Μία πρόκληση προέρχεται από τις εξωτερικές καιρικές συνθήκες — ειδικά από τις αντίξοες καιρικές συνθήκες σε μεγάλα ή εκτεθειμένα ύψη. Αυτά τα εξαρτήματα πρέπει να λειτουργούν υπό ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες και σε ευρύτερο εύρος θερμοκρασιών. Μια δεύτερη περιβαλλοντική ανησυχία που σχετίζεται με τον σχεδιασμό του πομποδέκτη οπτικών ινών είναι το περιβάλλον της μητρικής πλακέτας, το οποίο περιλαμβάνει την κατανάλωση ενέργειας και τα θερμικά χαρακτηριστικά του συστήματος.
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των πομποδεκτών οπτικών ινών είναι οι σχετικά χαμηλές απαιτήσεις ηλεκτρικής ισχύος. Ωστόσο, αυτή η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας δεν σημαίνει ακριβώς ότι ο θερμικός σχεδιασμός μπορεί να αγνοηθεί κατά τη συναρμολόγηση των διαμορφώσεων του κεντρικού υπολογιστή. Θα πρέπει να περιλαμβάνεται επαρκής αερισμός ή ροή αέρα για να βοηθήσει στην απαγωγή της θερμικής ενέργειας που αποβάλλεται από τη μονάδα. Μέρος αυτής της απαίτησης καλύπτεται από ένα τυποποιημένο κλωβό SFP τοποθετημένο στη μητρική πλακέτα, το οποίο λειτουργεί επίσης ως αγωγός θερμικής ενέργειας. Η θερμοκρασία του περιβλήματος που αναφέρεται από τη Διεπαφή Ψηφιακής Οθόνης (DMI) όταν το mainframe λειτουργεί στη μέγιστη θερμοκρασία σχεδιασμού του είναι η απόλυτη δοκιμή της αποτελεσματικότητας του συνολικού θερμικού σχεδιασμού του συστήματος.
Ηλεκτρικές συνθήκες
Ουσιαστικά, ένας πομποδέκτης οπτικών ινών είναι μια ηλεκτρική συσκευή. Για να διατηρηθεί η απόδοση των δεδομένων που διέρχονται από τη μονάδα χωρίς σφάλματα, η τροφοδοσία της μονάδας πρέπει να είναι σταθερή και χωρίς θόρυβο. Το πιο σημαντικό, η τροφοδοσία που κινεί τον πομποδέκτη πρέπει να φιλτράρεται σωστά. Τυπικά φίλτρα καθορίζονται στη Συμφωνία Πολλαπλών Πηγών (MSA), η οποία καθοδήγησε τον αρχικό σχεδιασμό αυτών των πομποδεκτών. Ένα τέτοιο σχέδιο στην προδιαγραφή SFF-8431 φαίνεται παρακάτω.
Οπτικές ιδιότητες
Η οπτική απόδοση μετριέται σε ποσοστό σφάλματος bit ή BER. Το πρόβλημα με το σχεδιασμό ενός οπτικού πομποδέκτη είναι ότι οι οπτικές παράμετροι του πομπού και του δέκτη πρέπει να ελέγχονται έτσι ώστε οποιαδήποτε πιθανή εξασθένηση του οπτικού σήματος καθώς ταξιδεύει κατά μήκος της οπτικής ίνας να μην οδηγεί σε κακή απόδοση του BER. Η κύρια παράμετρος που μας ενδιαφέρει είναι το BER ολόκληρης της σύνδεσης. Δηλαδή, το σημείο εκκίνησης της σύνδεσης είναι η πηγή του ηλεκτρικού σήματος που οδηγεί τον πομπό και, στο τέλος, το ηλεκτρικό σήμα λαμβάνεται από τον δέκτη και ερμηνεύεται από τα κυκλώματα στον κεντρικό υπολογιστή. Για τις συνδέσεις επικοινωνίας που χρησιμοποιούν οπτικούς πομποδέκτες, ο κύριος στόχος είναι να εγγυηθεί την απόδοση του BER σε διαφορετικές αποστάσεις σύνδεσης και να διασφαλιστεί η ευρεία διαλειτουργικότητα με πομποδέκτες τρίτων από διαφορετικούς προμηθευτές.
Ώρα δημοσίευσης: 28 Ιουνίου 2022