تعريف جهاز الإرسال والاستقبال: ما الذي يحدث فعليًا في هذه الأشياء

 

لذلك أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية. إنها في الأساس الصناديق التي تجعل شبكات الألياف الضوئية تعمل - على تحويل الإشارات الكهربائية إلى ضوء والعودة مرة أخرى. يقوم جانب المرسل بإطلاق نبضات ضوئية عبر الألياف، بينما يلتقطها جانب المستقبل ويحولها مرة أخرى إلى بيانات كهربائية يمكن أن تستخدمها أجهزتك.

ستجد هذه الأشياء في مراكز البيانات، والبنية التحتية للاتصالات، وفي أي مكان تقريبًا تنتقل فيه كميات كبيرة من البيانات. أبلغت شركة Cisco عن وصول أجهزة الإرسال والاستقبال 400G الخاصة بها إلى حجم الإنتاج في عام 2019، مما يمنحك فكرة عن مدى سرعة تطور هذه الأشياء - حيث انتقلنا من 10G بشكل قياسي إلى 400G في خمسة عشر عامًا تقريبًا.

 

 

كيفية عمل مقايضة التصميم-.

 

يحارب المهندسون الفيزياء باستمرار هنا. تبدو عوامل الشكل الأصغر رائعة حتى تدرك أنك تحشر المزيد من كثافة الطاقة في مساحة أقل، مما يعني مشاكل الحرارة. دفع عامل الشكل QSFP28 100 جيجابت في الثانية عبر وحدة بحجم إبهامك تقريبًا - أي ما يقرب من 25 جيجابت في الثانية لكل قناة إذا كنت تجري العمليات الحسابية.

نطاقات درجات الحرارة مهمة أكثر مما يعتقده الناس. ربما تعمل عناصر درجة المستهلك-من 0 إلى 70 درجة. تحتاج التطبيقات الصناعية والعسكرية إلى -40 إلى +85 درجة أو أعلى، وأحيانًا تصل إلى +90 درجة . ولهذا السبب تركز شركات مثل Radiall على التصميمات القوية - تتعامل عائلاتها S-Light وD-Light مع تلك النطاقات الموسعة مع الحفاظ على استهلاك الطاقة بشكل معقول.

ميزة التداخل الكهرومغناطيسي

الألياف الزجاجية لا تهتم بالـ EMI. ضع النحاس بجانب المحرك أو جهاز إرسال الراديو وسوف تحصل على الضوضاء. الألياف فقط... لا. ولهذا السبب تفضل الغواصات والطائرات والمنشآت الصناعية الألياف للوصلات الحيوية. يمكنك تشغيل الألياف بجانب خطوط الجهد العالي-بدون مشاكل.

 

أرقام الأداء الحقيقية من الميدان

 

نشرت شركة Juniper Networks بيانات توضح أن وحداتها الضوئية المتماسكة حققت سعة تبلغ 14.4 تيرابايت في الثانية على زوج ألياف واحد في عام 2023 باستخدام تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي. هذا ليس - نظريًا يتم نشره في شبكات شركات الاتصالات.

تصل سرعة سلسلة D-Radiall التي تصنعها إلى 120 جيجابت في الثانية وما بعدها، حيث تجمع قنوات متعددة في وحدة واحدة. 12-توجد إصدارات القنوات، مما يعني أنه يمكنك نظريًا دفع ما يزيد عن تيرابت عبر جهاز إرسال واستقبال واحد إذا تجاوز الحد الأقصى لكل قناة حوالي 100 جيجا. تتيح لك خيارات التثبيت على السطح والقابلة للتوصيل إمكانية اللحام مباشرة على اللوحات أو وحدات التبديل السريع-اعتمادًا على ما يحتاجه تطبيقك.

يختلف استهلاك الطاقة بشكل كبير. قد يسحب 10G SFP + 1.5 واط. يمكن لجهاز إرسال واستقبال 400 جيجا سحب 12-15 واط. قم بضرب ذلك عبر مئات المنافذ في المحول وفجأة تنفجر متطلبات التبريد الخاصة بك - تنفق مراكز البيانات تقريبًا نفس المبلغ على التبريد كما تنفق على الحوسبة في بعض الأحيان.

 

 

عوامل الشكل ومعايير MSA

 

تعمل اتفاقيات المصادر المتعددة- على توحيد الأمور بحيث لا تكون مقيدًا بمورد واحد. SFP، SFP+، QSFP، QSFP28، QSFP-DD... تتراكم الاختصارات. يدعم كل جيل عادة سرعات أعلى أو المزيد من الممرات. قام QSFP-DD بمضاعفة الممرات من 4 إلى 8، وهو ما أدى إلى انتقالنا من وحدات 400G إلى 800G دون إعادة تصميم كل شيء بالكامل.

لا تزال الحزم المخصصة موجودة للتطبيقات المتخصصة. تحتاج البيئات العسكرية والفضاءية والصناعية القاسية - إلى أجهزة إرسال واستقبال يمكنها تحمل الاهتزازات والصدمات ورذاذ الملح والإشعاع. تفشل أجهزة الإرسال والاستقبال التجارية القياسية بسرعة كبيرة في ظل هذه الظروف.

تكامل القناة يصبح كثيفًا

يتطلب حشر المزيد من القنوات في نفس المساحة إدارة حرارية أفضل وتفاوتات تصنيع أكثر صرامة. يجب أن يظل استقرار الطول الموجي على جهاز إرسال واستقبال DWDM ضمن ما يقرب من 0.01 نانومتر أو تحصل على تداخل بين القنوات. لهذا السبب تكلف هذه الأشياء ما تكلفه - الدقة المطلوبة صعبة من الناحية المشروعة.

يتيح لك أسلوب Radiall مع أعداد القنوات المختلفة (2، 4، 12) مطابقة جهاز الإرسال والاستقبال مع احتياجاتك الفعلية بدلاً من الدفع مقابل القدرة التي لن تستخدمها. لا تحتاج نقطة نهاية شبكة الاستشعار التي تعمل بسرعات أقل إلى وحش مكون من 12-قناة -، حيث يكون إصدار قناة S-Light الفردية أو المزدوجة أكثر منطقية هناك.

 

 

حيث يتم استخدام هذه التكنولوجيا فعليًا

 

تعمل شبكات الاتصالات الأساسية على توصيل المدن والبلدان - التي تستخدم أجهزة إرسال واستقبال عالية-طويلة المدى-مع تضخيم خارجي. تتعامل سلسلة OptiXtrans من Huawei مع ما يصل إلى 800 كيلومتر دون تجديد باستخدام الكشف المتماسك وتصحيح الأخطاء الأمامي.

عادةً ما تعمل وصلات مركز البيانات بين المباني أو مرافق الحرم الجامعي بسرعة 10 جيجا أو 25 جيجا لكل حارة لمسافات أقصر، ربما 2-10 كيلومتر. تكلفة أجهزة الإرسال والاستقبال أقل لأنك لا تحتاج إلى البصريات الفاخرة بعيدة المدى وتصحيح الأخطاء بشكل كبير.

داخل حامل مركز البيانات الذي يربط الخوادم بالمحولات، فإنك تنظر إلى مدى وصول أقصر يبلغ - 100 متر أو أقل في بعض الأحيان. تعمل أجهزة الإرسال والاستقبال هذه على تحسين التكلفة المنخفضة والطاقة المنخفضة بدلاً من المسافة.

التوافق مع واجهات FPGAs وSERDES مهم لتطبيقات معالجة الإشارات. أنت بحاجة إلى الواجهة الكهربائية الموجودة على جهاز الإرسال والاستقبال لتتوافق مع ما تتوقعه شريحة المعالجة الخاصة بك، وإلا فإنك تضيف مراحل تحويل تستهلك الطاقة وتضيف زمن الوصول.

إن البناء غير المعدني للألياف يعني أنه يمكنك سحب الكابلات عبر المساحات التي قد يلتقط فيها النحاس التداخل أو يخلق مشاكل في الحلقة الأرضية. معدات التصوير الطبي، والأدوات العلمية، وإنتاج الصوت/الفيديو - الكثير من الأماكن التي يكون فيها نقل الإشارات النظيفة أكثر أهمية من التكلفة الأولية.