Den raske utvidelsen av fiberoptiske nettverk, inkludert datatjenester målt i datavolum eller båndbredde, indikerer at fiberoptisk overføringsteknologi er og vil fortsette å være en viktig del av fremtidige nettverkssystemer. Nettverksdesignere er stadig mer komfortable med fiberoptiske løsninger, ettersom bruk av fiberoptiske løsninger muliggjør mer fleksible nettverksarkitekturer og andre fordeler som EMI (elektromagnetisk interferens) robusthet og datasikkerhet. Fiberoptiske transceivere spiller en svært viktig rolle i disse fiberoptiske forbindelsene. Når man designer en fiberoptisk transceiver, er det tre aspekter å vurdere: miljøforhold, elektriske forhold og optisk ytelse.
Hva er en fiberoptisk sender/mottaker?
En fiberoptisk transceiver er en uavhengig komponent som sender og mottar signaler. Vanligvis kobles den til en enhet som har ett eller flere transceivermodulspor, for eksempel en ruter eller et nettverkskort. Senderen tar imot elektrisk inngang og konverterer den til lysutgang fra en laserdiode eller LED. Lys fra senderen kobles inn i fiberen gjennom kontakten og overføres gjennom fiberoptisk kabelenhet. Lyset fra enden av fiberen kobles deretter til en mottaker, hvor en detektor konverterer lyset til et elektrisk signal, som deretter kondisjoneres på riktig måte for bruk av mottakerenheten.
Designhensyn
Fiberoptiske lenker kan faktisk håndtere høyere datahastigheter over lengre avstander sammenlignet med kobbertrådløsninger, noe som har drevet den utbredte bruken av fiberoptiske transceivere. Ved design av fiberoptiske transceivere bør følgende aspekter vurderes.
Miljøforhold
En utfordring kommer fra værforhold utenfor – spesielt hardt vær i store eller eksponerte høyder. Disse komponentene må operere under ekstreme miljøforhold og over et bredere temperaturområde. En annen miljøhensyn knyttet til design av fiberoptiske transceivere er hovedkortmiljøet, som inkluderer systemets strømforbruk og termiske egenskaper.
En stor fordel med fiberoptiske transceivere er deres relativt lave strømbehov. Dette lave strømforbruket betyr imidlertid ikke akkurat at termisk design kan ignoreres når man setter sammen vertskonfigurasjoner. Tilstrekkelig ventilasjon eller luftstrøm bør inkluderes for å bidra til å spre termisk energi som utledes fra modulen. En del av dette kravet oppfylles av et standardisert SFP-bur montert på hovedkortet, som også fungerer som en termisk energikanal. Kabinetttemperaturen som rapporteres av Digital Monitor Interface (DMI) når stormaskinen opererer ved sin maksimale designtemperatur, er den ultimate testen på effektiviteten til det generelle systemets termiske design.
Elektriske forhold
En fiberoptisk transceiver er i hovedsak en elektrisk enhet. For å opprettholde feilfri ytelse for data som passerer gjennom modulen, må strømforsyningen til modulen være stabil og støyfri. Enda viktigere er det at strømforsyningen som driver transceiveren må filtreres riktig. Typiske filtre er spesifisert i Multi-Source Agreement (MSA), som veiledet den opprinnelige utformingen av disse transceiverne. En slik design i SFF-8431-spesifikasjonen er vist nedenfor.
Optiske egenskaper
Optisk ytelse måles i bitfeilrate eller BER. Problemet med å designe en optisk transceiver er at de optiske parametrene til senderen og mottakeren må kontrolleres slik at enhver mulig demping av det optiske signalet når det beveger seg nedover fiberen ikke resulterer i dårlig BER-ytelse. Hovedparameteren av interesse er BER for hele lenken. Det vil si at utgangspunktet for lenken er kilden til det elektriske signalet som driver senderen, og til slutt mottas det elektriske signalet av mottakeren og tolkes av kretsene i verten. For de kommunikasjonslenkene som bruker optiske transceivere, er hovedmålet å garantere BER-ytelse over forskjellige lenkeavstander og å sikre bred interoperabilitet med tredjeparts transceivere fra forskjellige leverandører.
Publisert: 28. juni 2022