Sự mở rộng nhanh chóng của mạng cáp quang, bao gồm các dịch vụ dữ liệu được đo bằng khối lượng dữ liệu hoặc băng thông, cho thấy công nghệ truyền dẫn cáp quang đang và sẽ tiếp tục là một phần quan trọng của hệ thống mạng trong tương lai.Các nhà thiết kế mạng ngày càng thoải mái hơn với các giải pháp cáp quang, vì việc sử dụng các giải pháp cáp quang cho phép kiến trúc mạng linh hoạt hơn và các lợi ích khác như khả năng phục hồi EMI (nhiễu điện từ) và bảo mật dữ liệu.Bộ thu phát sợi quang đóng vai trò rất quan trọng trong các kết nối cáp quang này.Khi thiết kế bộ thu phát sợi quang, có ba khía cạnh cần xem xét: điều kiện môi trường, điều kiện điện và hiệu suất quang học.
Bộ thu phát sợi quang là gì?
Bộ thu phát sợi quang là một thành phần độc lập truyền và nhận tín hiệu.Thông thường, nó cắm vào một thiết bị cung cấp một hoặc nhiều khe cắm mô-đun thu phát, chẳng hạn như bộ định tuyến hoặc thẻ giao diện mạng.Máy phát lấy đầu vào điện và chuyển đổi nó thành đầu ra ánh sáng từ diode laser hoặc đèn LED.Ánh sáng từ máy phát được ghép vào sợi quang thông qua đầu nối và truyền qua thiết bị cáp quang.Sau đó, ánh sáng từ đầu sợi quang được ghép nối với bộ thu, trong đó bộ dò chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện, sau đó được điều chỉnh thích hợp để thiết bị thu sử dụng.
Cân nhắc thiết kế
Các liên kết sợi quang thực sự có thể xử lý tốc độ dữ liệu cao hơn trong khoảng cách xa hơn so với các giải pháp dây đồng, điều này đã thúc đẩy việc sử dụng rộng rãi hơn các bộ thu phát sợi quang.Khi thiết kế bộ thu phát sợi quang, cần xem xét các khía cạnh sau.
Điều kiện môi trường
Một thách thức đến từ thời tiết bên ngoài—đặc biệt là thời tiết khắc nghiệt ở độ cao hoặc độ cao lộ thiên.Các thành phần này phải hoạt động trong điều kiện môi trường khắc nghiệt và trong phạm vi nhiệt độ rộng hơn.Mối quan tâm thứ hai về môi trường liên quan đến thiết kế bộ thu phát sợi quang là môi trường bo mạch chủ bao gồm mức tiêu thụ điện năng của hệ thống và các đặc tính nhiệt.
Ưu điểm chính của máy thu phát sợi quang là yêu cầu năng lượng điện tương đối thấp.Tuy nhiên, mức tiêu thụ điện năng thấp này không có nghĩa chính xác là có thể bỏ qua thiết kế tản nhiệt khi lắp ráp cấu hình máy chủ.Phải có đủ thông gió hoặc luồng không khí để giúp tiêu tán năng lượng nhiệt thoát ra khỏi mô-đun.Một phần yêu cầu này được đáp ứng nhờ lồng SFP tiêu chuẩn được gắn trên bo mạch chủ, khung này cũng hoạt động như một ống dẫn năng lượng nhiệt.Nhiệt độ trường hợp được báo cáo bởi Giao diện màn hình kỹ thuật số (DMI) khi máy tính lớn đang hoạt động ở nhiệt độ thiết kế tối đa là thử nghiệm cuối cùng về hiệu quả của thiết kế nhiệt tổng thể của hệ thống.
Điều kiện điện
Về cơ bản, bộ thu phát sợi quang là một thiết bị điện.Để duy trì hiệu suất không có lỗi của dữ liệu truyền qua mô-đun, nguồn điện cho mô-đun phải ổn định và không có tiếng ồn.Quan trọng hơn, nguồn điện điều khiển bộ thu phát phải được lọc đúng cách.Các bộ lọc điển hình được chỉ định trong Thỏa thuận đa nguồn (MSA), hướng dẫn thiết kế ban đầu của các bộ thu phát này.Một thiết kế như vậy trong thông số kỹ thuật SFF-8431 được hiển thị bên dưới.
Tính chất quang học
Hiệu suất quang học được đo bằng tỷ lệ lỗi bit hoặc BER.Vấn đề khi thiết kế bộ thu phát quang là các thông số quang của máy phát và máy thu phải được kiểm soát sao cho bất kỳ sự suy giảm nào của tín hiệu quang khi nó truyền xuống sợi quang đều không dẫn đến hiệu suất BER kém.Tham số chính được quan tâm là BER của liên kết hoàn chỉnh.Nghĩa là, điểm bắt đầu của liên kết là nguồn tín hiệu điện điều khiển máy phát và ở điểm cuối, tín hiệu điện được máy thu nhận và được giải thích bởi mạch điện trong máy chủ.Đối với những liên kết truyền thông sử dụng bộ thu phát quang, mục tiêu chính là đảm bảo hiệu suất BER trên các khoảng cách liên kết khác nhau và đảm bảo khả năng tương tác rộng rãi với các bộ thu phát của bên thứ ba từ các nhà cung cấp khác nhau.
Thời gian đăng: 28/06/2022