Hitra širitev optičnih omrežij, vključno s podatkovnimi storitvami, merjenimi v količini podatkov ali pasovni širini, kaže, da je tehnologija prenosa z optičnimi vlakni in bo še naprej pomemben del prihodnjih omrežnih sistemov. Načrtovalci omrežij se vse bolj zavedajo pomena optičnih rešitev, saj njihova uporaba omogoča bolj prilagodljive omrežne arhitekture in druge prednosti, kot sta odpornost na elektromagnetne motnje (EMI) in varnost podatkov. Optični oddajniki-sprejemniki igrajo zelo pomembno vlogo pri teh optičnih povezavah. Pri načrtovanju optičnega oddajnika-sprejemnika je treba upoštevati tri vidike: okoljske pogoje, električne pogoje in optično zmogljivost.
Kaj je oddajnik-sprejemnik z optičnimi vlakni?
Optični oddajnik-sprejemnik je neodvisna komponenta, ki oddaja in sprejema signale. Običajno se priključi na napravo, ki ima eno ali več rež za oddajnik-sprejemnik, kot je usmerjevalnik ali omrežna vmesniška kartica. Oddajnik sprejema električni vhod in ga pretvori v svetlobni izhod iz laserske diode ali LED. Svetloba iz oddajnika se prek konektorja poveže z vlaknom in se prenaša prek naprave z optičnim kablom. Svetloba s konca vlakna se nato poveže s sprejemnikom, kjer detektor pretvori svetlobo v električni signal, ki ga nato ustrezno pripravi za uporabo v sprejemni napravi.
Oblikovalski vidiki
Optične povezave lahko dejansko prenesejo večje hitrosti prenosa podatkov na daljše razdalje v primerjavi z rešitvami z bakrenimi žicami, kar je spodbudilo širšo uporabo optičnih oddajnikov-sprejemnikov. Pri načrtovanju optičnih oddajnikov-sprejemnikov je treba upoštevati naslednje vidike.
Okoljsko stanje
En izziv predstavlja zunanje vreme – zlasti hudo vreme na velikih ali izpostavljenih višinah. Te komponente morajo delovati v ekstremnih okoljskih pogojih in v širšem temperaturnem območju. Druga okoljska skrb, povezana z zasnovo optičnih oddajnikov-sprejemnikov, je okolje matične plošče, ki vključuje porabo energije sistema in toplotne značilnosti.
Glavna prednost optičnih oddajnikov-sprejemnikov so njihove relativno nizke potrebe po električni energiji. Vendar pa ta nizka poraba energije ne pomeni, da je pri sestavljanju gostiteljskih konfiguracij mogoče zanemariti toplotno zasnovo. Vključeno mora biti zadostno prezračevanje ali pretok zraka, ki pomaga odvajati toplotno energijo, ki jo oddaja modul. Del te zahteve izpolnjuje standardizirana kletka SFP, nameščena na matični plošči, ki deluje tudi kot kanal za toplotno energijo. Temperatura ohišja, ki jo poroča vmesnik Digital Monitor Interface (DMI), ko glavni računalnik deluje pri svoji najvišji konstrukcijski temperaturi, je končni preizkus učinkovitosti celotne toplotne zasnove sistema.
Električni pogoji
V bistvu je optični oddajnik-sprejemnik električna naprava. Za ohranjanje brezhibnega delovanja podatkov, ki prehajajo skozi modul, mora biti napajanje modula stabilno in brez šuma. Še pomembneje je, da mora biti napajanje, ki poganja oddajnik-sprejemnik, ustrezno filtrirano. Tipični filtri so določeni v sporazumu o več virih (MSA), ki je vodil prvotno zasnovo teh oddajnikov-sprejemnikov. Ena takšnih zasnov v specifikaciji SFF-8431 je prikazana spodaj.
Optične lastnosti
Optična zmogljivost se meri s stopnjo bitnih napak ali BER. Težava pri načrtovanju optičnega oddajnika-sprejemnika je v tem, da je treba optične parametre oddajnika in sprejemnika nadzorovati tako, da morebitno slabljenje optičnega signala med potovanjem po vlaknu ne povzroči slabe zmogljivosti BER. Glavni parameter, ki nas zanima, je BER celotne povezave. To pomeni, da je začetna točka povezave vir električnega signala, ki poganja oddajnik, na koncu pa sprejemnik sprejme električni signal in ga interpretira vezje v gostitelju. Pri komunikacijskih povezavah, ki uporabljajo optične oddajnike-sprejemnike, je glavni cilj zagotoviti zmogljivost BER na različnih razdaljah povezave in zagotoviti široko interoperabilnost s oddajniki-sprejemniki drugih proizvajalcev različnih proizvajalcev.
Čas objave: 28. junij 2022