หมายเหตุเกี่ยวกับการออกแบบทรานซีฟเวอร์ใยแก้วนำแสง!

การขยายตัวอย่างรวดเร็วของเครือข่ายใยแก้วนำแสง รวมถึงบริการข้อมูลที่วัดในแง่ของปริมาณข้อมูลหรือแบนด์วิดท์ บ่งชี้ว่าเทคโนโลยีการส่งสัญญาณผ่านใยแก้วนำแสงเป็นและจะยังคงเป็นส่วนสำคัญของระบบเครือข่ายในอนาคต นักออกแบบเครือข่ายมีความคุ้นเคยกับโซลูชันใยแก้วนำแสงมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากการใช้โซลูชันใยแก้วนำแสงช่วยให้สถาปัตยกรรมเครือข่ายมีความยืดหยุ่นมากขึ้น และมีข้อดีอื่นๆ เช่น ความทนทานต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) และความปลอดภัยของข้อมูล ตัวรับส่งสัญญาณใยแก้วนำแสงมีบทบาทสำคัญมากในการเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงเหล่านี้ ในการออกแบบตัวรับส่งสัญญาณใยแก้วนำแสง มีสามแง่มุมที่ต้องพิจารณา ได้แก่ สภาพแวดล้อม สภาพทางไฟฟ้า และประสิทธิภาพทางแสง
ตัวรับส่งสัญญาณใยแก้วนำแสงคืออะไร?

ตัวรับส่งสัญญาณใยแก้วนำแสงเป็นส่วนประกอบอิสระที่ส่งและรับสัญญาณ โดยทั่วไปแล้วจะเสียบเข้ากับอุปกรณ์ที่มีช่องเสียบโมดูลตัวรับส่งสัญญาณอย่างน้อยหนึ่งช่อง เช่น เราเตอร์หรือการ์ดอินเทอร์เฟซเครือข่าย ตัวส่งสัญญาณจะรับสัญญาณไฟฟ้าและแปลงเป็นแสงที่ส่งออกมาจากไดโอดเลเซอร์หรือ LED แสงจากตัวส่งสัญญาณจะถูกส่งเข้าไปในใยแก้วนำแสงผ่านตัวเชื่อมต่อและส่งผ่านอุปกรณ์สายเคเบิลใยแก้วนำแสง จากนั้นแสงจากปลายใยแก้วนำแสงจะถูกส่งไปยังตัวรับสัญญาณ ซึ่งตัวตรวจจับจะแปลงแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้า จากนั้นจึงปรับสภาพสัญญาณให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานโดยอุปกรณ์รับสัญญาณ
ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ
การเชื่อมต่อด้วยใยแก้วนำแสงสามารถรองรับอัตราการส่งข้อมูลที่สูงกว่าในระยะทางที่ไกลกว่าเมื่อเทียบกับการเชื่อมต่อด้วยสายทองแดง ซึ่งเป็นเหตุผลที่ทำให้มีการใช้งานตัวรับส่งสัญญาณใยแก้วนำแสงอย่างแพร่หลายมากขึ้น ในการออกแบบตัวรับส่งสัญญาณใยแก้วนำแสง ควรพิจารณาประเด็นต่อไปนี้
สภาพแวดล้อม
ความท้าทายประการหนึ่งมาจากสภาพอากาศภายนอก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสภาพอากาศรุนแรงในที่สูงหรือที่โล่งแจ้ง ชิ้นส่วนเหล่านี้ต้องทำงานภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรงและในช่วงอุณหภูมิที่กว้างขึ้น ข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อมประการที่สองที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบตัวรับส่งสัญญาณใยแก้วนำแสงคือสภาพแวดล้อมของเมนบอร์ด ซึ่งรวมถึงการใช้พลังงานของระบบและลักษณะทางความร้อน
ข้อดีสำคัญอย่างหนึ่งของทรานซีฟเวอร์ใยแก้วนำแสงคือการใช้พลังงานไฟฟ้าค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตาม การใช้พลังงานต่ำนี้ไม่ได้หมายความว่าเราสามารถละเลยการออกแบบด้านความร้อนได้เมื่อประกอบระบบโฮสต์ ควรมีการระบายอากาศหรือการไหลเวียนของอากาศที่เพียงพอเพื่อช่วยกระจายพลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นจากโมดูล ส่วนหนึ่งของข้อกำหนดนี้ได้รับการตอบสนองโดยโครง SFP มาตรฐานที่ติดตั้งบนเมนบอร์ด ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวนำความร้อนด้วย อุณหภูมิเคสที่รายงานโดยอินเทอร์เฟซตรวจสอบดิจิทัล (DMI) เมื่อเมนเฟรมทำงานที่อุณหภูมิสูงสุดที่ออกแบบไว้ คือการทดสอบขั้นสุดท้ายของประสิทธิภาพของการออกแบบความร้อนของระบบโดยรวม
สภาวะทางไฟฟ้า
โดยพื้นฐานแล้ว ตัวรับส่งสัญญาณใยแก้วนำแสงเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้า เพื่อรักษาประสิทธิภาพการส่งข้อมูลที่ปราศจากข้อผิดพลาดผ่านโมดูล แหล่งจ่ายไฟให้กับโมดูลจะต้องมีความเสถียรและปราศจากสัญญาณรบกวน ที่สำคัญกว่านั้น แหล่งจ่ายไฟที่ขับเคลื่อนตัวรับส่งสัญญาณจะต้องได้รับการกรองอย่างเหมาะสม ตัวกรองทั่วไปได้ระบุไว้ในข้อตกลงหลายแหล่งที่มา (Multi-Source Agreement หรือ MSA) ซึ่งเป็นแนวทางในการออกแบบตัวรับส่งสัญญาณเหล่านี้ในขั้นต้น การออกแบบหนึ่งในนั้นในข้อกำหนด SFF-8431 แสดงไว้ด้านล่าง
คุณสมบัติทางแสง
ประสิทธิภาพทางแสงวัดได้จากอัตราความผิดพลาดของบิต หรือ BER ปัญหาในการออกแบบตัวรับส่งสัญญาณแสงคือ พารามิเตอร์ทางแสงของตัวส่งและตัวรับจะต้องได้รับการควบคุม เพื่อไม่ให้การลดทอนของสัญญาณแสงที่อาจเกิดขึ้นขณะเดินทางผ่านใยแก้วนำแสง ส่งผลให้ประสิทธิภาพ BER ลดลง พารามิเตอร์หลักที่น่าสนใจคือ BER ของลิงก์ทั้งหมด กล่าวคือ จุดเริ่มต้นของลิงก์คือแหล่งกำเนิดสัญญาณไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนตัวส่ง และในตอนท้าย สัญญาณไฟฟ้าจะถูกรับโดยตัวรับและตีความโดยวงจรในอุปกรณ์หลัก สำหรับลิงก์การสื่อสารที่ใช้ตัวรับส่งสัญญาณแสง เป้าหมายหลักคือการรับประกันประสิทธิภาพ BER ในระยะทางลิงก์ที่แตกต่างกัน และเพื่อให้มั่นใจถึงความสามารถในการทำงานร่วมกันอย่างกว้างขวางกับตัวรับส่งสัญญาณจากผู้ผลิตรายอื่น ๆ