Rýchle rozširovanie sietí z optických vlákien, vrátane dátových služieb meraných objemom dát alebo šírkou pásma, naznačuje, že technológia prenosu optických vlákien je a bude naďalej dôležitou súčasťou budúcich sieťových systémov. Návrhári sietí sú čoraz viac spokojní s riešeniami z optických vlákien, pretože ich používanie umožňuje flexibilnejšie sieťové architektúry a ďalšie výhody, ako je odolnosť voči elektromagnetickému rušeniu (EMI) a bezpečnosť dát. Optické vysielače a prijímače zohrávajú v týchto optických pripojeniach veľmi dôležitú úlohu. Pri navrhovaní optického vysielača a prijímača je potrebné zvážiť tri aspekty: podmienky prostredia, elektrické podmienky a optický výkon.
Čo je to vysielač/prijímač s optickými vláknami?
Optický vysielač/prijímač je nezávislý komponent, ktorý vysiela a prijíma signály. Zvyčajne sa pripája k zariadeniu, ktoré má jeden alebo viac slotov pre modul vysielača/prijímača, ako je napríklad smerovač alebo sieťová karta. Vysielač prijíma elektrický vstup a premieňa ho na svetelný výstup z laserovej diódy alebo LED diódy. Svetlo z vysielača je pripojené k vláknu cez konektor a prenášané cez zariadenie s optickým káblom. Svetlo z konca vlákna je potom pripojené k prijímaču, kde detektor premieňa svetlo na elektrický signál, ktorý je potom vhodne upravený na použitie prijímacím zariadením.
Úvahy o dizajne
Optické spojenia skutočne dokážu zvládnuť vyššie dátové rýchlosti na dlhšie vzdialenosti v porovnaní s riešeniami s medenými drôtmi, čo viedlo k širšiemu používaniu optických transceiverov. Pri navrhovaní optických transceiverov by sa mali zvážiť nasledujúce aspekty.
Stav prostredia
Jednou z výziev je vonkajšie počasie – najmä nepriaznivé počasie vo vysokých alebo exponovaných výškach. Tieto komponenty musia fungovať v extrémnych podmienkach prostredia a v širšom teplotnom rozsahu. Druhým environmentálnym problémom súvisiacim s návrhom optického vysielača/prijímača je prostredie základnej dosky, ktoré zahŕňa spotrebu energie systému a tepelné charakteristiky.
Hlavnou výhodou optických transceiverov sú ich relatívne nízke požiadavky na elektrickú energiu. Táto nízka spotreba energie však neznamená, že pri zostavovaní hostiteľských konfigurácií možno ignorovať tepelný dizajn. Malo by byť zahrnuté dostatočné vetranie alebo prúdenie vzduchu, ktoré pomôže rozptýliť tepelnú energiu unikajúcu z modulu. Časť tejto požiadavky spĺňa štandardizovaná klietka SFP namontovaná na základnej doske, ktorá slúži aj ako vodič tepelnej energie. Teplota skrine hlásená rozhraním Digital Monitor Interface (DMI), keď mainframe pracuje na svojej maximálnej projektovanej teplote, je konečným testom účinnosti celkového tepelného dizajnu systému.
Elektrické podmienky
V podstate je optický transceiver elektrické zariadenie. Aby sa zachoval bezchybný výkon dát prechádzajúcich cez modul, musí byť napájanie modulu stabilné a bez šumu. A čo je dôležitejšie, napájanie transceiveru musí byť správne filtrované. Typické filtre sú špecifikované v dohode Multi-Source Agreement (MSA), ktorá riadila pôvodný návrh týchto transceiverov. Jeden takýto návrh v špecifikácii SFF-8431 je zobrazený nižšie.
Optické vlastnosti
Optický výkon sa meria bitovou chybovosťou alebo BER. Problém s návrhom optického transceivera spočíva v tom, že optické parametre vysielača a prijímača musia byť riadené tak, aby akékoľvek možné zoslabenie optického signálu pri jeho prenose po vlákne neviedlo k nízkemu výkonu BER. Hlavným parametrom záujmu je BER celého spojenia. To znamená, že východiskovým bodom spojenia je zdroj elektrického signálu, ktorý riadi vysielač, a na konci je elektrický signál prijatý prijímačom a interpretovaný obvodmi v hostiteľskom zariadení. Pre komunikačné spojenia používajúce optické transceivery je hlavným cieľom zaručiť výkon BER na rôznych vzdialenostiach spojenia a zabezpečiť širokú interoperabilitu s transceivermi tretích strán od rôznych dodávateľov.
Čas uverejnenia: 28. júna 2022