Kuituoptisten verkkojen nopea laajeneminen, mukaan lukien datapalvelut, joita mitataan datamäärällä tai kaistanleveydellä, osoittaa, että kuituoptinen siirtotekniikka on ja tulee olemaan tärkeä osa tulevaisuuden verkkojärjestelmiä. Verkkosuunnittelijat ovat yhä tottuneempia kuituoptisiin ratkaisuihin, sillä kuituoptisten ratkaisujen käyttö mahdollistaa joustavammat verkkoarkkitehtuurit ja muita etuja, kuten sähkömagneettisten häiriöiden (EMI) sietokyvyn ja tietoturvan. Kuituoptisilla lähetin-vastaanottimilla on erittäin tärkeä rooli näissä kuituoptisissa yhteyksissä. Kuituoptisen lähetin-vastaanottimen suunnittelussa on otettava huomioon kolme näkökohtaa: ympäristöolosuhteet, sähköiset olosuhteet ja optinen suorituskyky.
Mikä on kuituoptinen lähetin-vastaanotin?
Kuituoptinen lähetin-vastaanotin on itsenäinen komponentti, joka lähettää ja vastaanottaa signaaleja. Tyypillisesti se kytketään laitteeseen, jossa on yksi tai useampi lähetin-vastaanotinmoduulipaikka, kuten reitittimeen tai verkkokorttiin. Lähetin ottaa vastaan sähköistä syötettä ja muuntaa sen laserdiodin tai LEDin valoksi. Lähettimestä tuleva valo kytketään kuituun liittimen kautta ja lähetetään valokuitukaapelilaitteen kautta. Kuidun päästä tuleva valo kytketään sitten vastaanottimeen, jossa ilmaisin muuntaa valon sähköiseksi signaaliksi, joka sitten käsitellään asianmukaisesti vastaanottavan laitteen käyttöön.
Suunnittelunäkökohdat
Kuituoptiset linkit pystyvät todellakin käsittelemään suurempia tiedonsiirtonopeuksia pidemmillä etäisyyksillä verrattuna kuparilankaratkaisuihin, mikä on edistänyt kuituoptisten lähetin-vastaanottimien laajempaa käyttöä. Kuituoptisten lähetin-vastaanottimien suunnittelussa on otettava huomioon seuraavat näkökohdat.
Ympäristöolosuhteet
Yksi haaste tulee ulkoisesta säästä – erityisesti ankarasta säästä korkeilla tai paljailla korkeuksilla. Näiden komponenttien on toimittava äärimmäisissä ympäristöolosuhteissa ja laajemmalla lämpötila-alueella. Toinen kuituoptisten lähetin-vastaanottimien suunnitteluun liittyvä ympäristöongelma on emolevyn ympäristö, johon kuuluvat järjestelmän virrankulutus ja lämpöominaisuudet.
Kuituoptisten lähetin-vastaanottimien merkittävä etu on niiden suhteellisen alhainen sähkönkulutus. Tämä alhainen virrankulutus ei kuitenkaan tarkoita, että lämpösuunnittelua voitaisiin jättää huomiotta isäntäkokoonpanoja koottaessa. Riittävä ilmanvaihto tai ilmavirtaus tulisi varmistaa moduulista purkautuvan lämpöenergian haihduttamiseksi. Osa tästä vaatimuksesta täyttyy standardoidulla SFP-häkillä, joka on asennettu emolevylle ja toimii myös lämpöenergiakanavana. Digitaalisen näyttöliitännän (DMI) ilmoittama kotelon lämpötila keskusyksikön toimiessa suurimmalla suunnittelulämpötilallaan on lopullinen testi järjestelmän koko lämpösuunnittelun tehokkuudelle.
Sähköiset olosuhteet
Pohjimmiltaan kuituoptinen lähetin-vastaanotin on sähkölaite. Jotta moduulin läpi kulkeva data kulkisi virheettömästi, moduulin virransyötön on oltava vakaa ja kohinaton. Vielä tärkeämpää on, että lähetin-vastaanotinta käyttävä virransyöttö on suodatettava asianmukaisesti. Tyypilliset suodattimet on määritelty Multi-Source Agreement (MSA) -sopimuksessa, joka ohjasi näiden lähetin-vastaanottimien alkuperäistä suunnittelua. Yksi tällainen SFF-8431-spesifikaation mukainen suunnittelu on esitetty alla.
Optiset ominaisuudet
Optista suorituskykyä mitataan bittivirhesuhteella eli BER:llä. Optisen lähetin-vastaanottimen suunnittelun ongelmana on, että lähettimen ja vastaanottimen optisia parametreja on hallittava siten, että optisen signaalin mahdollinen vaimeneminen sen kulkiessa kuidussa ei johda huonoon BER-suorituskykyyn. Tärkein kiinnostava parametri on koko linkin BER. Toisin sanoen linkin lähtöpiste on lähetintä ohjaavan sähköisen signaalin lähde, ja lopuksi vastaanotin vastaanottaa sähköisen signaalin ja isännän piirit tulkitsevat sen. Optisia lähetin-vastaanottimia käyttävien tietoliikenneyhteyksien päätavoitteena on taata BER-suorituskyky eri linkkien etäisyyksillä ja varmistaa laaja yhteentoimivuus eri toimittajien kolmansien osapuolten lähetin-vastaanottimien kanssa.
Julkaisun aika: 28. kesäkuuta 2022