Grundlegende Einführung in das optische Modul
Das optische Modul besteht aus optoelektronischen Bauteilen, Funktionsschaltungen und optischen Schnittstellen. Die optoelektronischen Geräte bestehen aus zwei Teilen: Senden und Empfangen. Kurz gesagt besteht die Funktion des optischen Moduls darin, das elektrische Signal auf der Sendeseite in ein optisches Signal umzuwandeln. Nachdem das optische Signal über die Glasfaser übertragen wurde, wandelt der Empfänger das optische Signal in ein elektrisches Signal um.
Der Übertragungsteil besteht darin, dass das eingegebene elektrische Signal einer bestimmten Bitrate vom internen Treiberchip verarbeitet wird und dann den Halbleiterlaser (LD) oder die Leuchtdiode (LED) antreibt, um das modulierte optische Signal der entsprechenden Rate auszusenden. Die interne automatische Steuerschaltung für die optische Leistung ist so ausgestattet, dass die optische Ausgangssignalleistung stabil bleibt.
Der Empfangsteil ist: Das optische Signaleingangsmodul mit einer bestimmten Bitrate wird von der optischen Erkennungsdiode in ein elektrisches Signal umgewandelt und das elektrische Signal mit der entsprechenden Bitrate wird nach dem Vorverstärker ausgegeben.
-Grundkonzept des optischen Moduls-
„Portoptisches Modul“ ist der allgemeine Name verschiedener Modulkategorien und bezieht sich im Allgemeinen auf integrierte Module mit optischem Transceiver
-Funktion des optischen Moduls-
Seine Funktion besteht lediglich darin, die Umwandlung zwischen optischen Signalen und elektrischen Signalen zu realisieren.
-Optische Modulstruktur-
Ein optisches Modul besteht üblicherweise aus optischem Sender, optischem Empfänger, Funktionsschaltkreis und optischer (elektrischer) Schnittstelle.
Am Sender verarbeitet der Treiberchip das ursprüngliche elektrische Signal und treibt dann den Halbleiterlaser (LD) oder die Leuchtdiode (LED) an, um ein moduliertes optisches Signal auszusenden.
Der Port befindet sich auf der Empfangsseite. Nachdem das optische Signal eingegangen ist, wird es von der optischen Erkennungsdiode in ein elektrisches Signal umgewandelt und dann über den Vorverstärker ein elektrisches Signal ausgegeben.
-Optische Modusklassifizierung-
-Entwicklungsgeschichte des optischen Modus-
-Einführung in die Verpackung optischer Module-
Es gibt eine Vielzahl von Verpackungsstandards für optische Module, vor allem aus folgenden Gründen:
„Die Entwicklungsgeschwindigkeit der Glasfaser-Kommunikationstechnologie ist zu hoch. Die Geschwindigkeit des optischen Moduls nimmt zu und gleichzeitig schrumpft das Volumen, so dass alle paar Jahre neue Verpackungsetiketten herausgegeben werden
genau Es ist auch schwierig, zwischen neuen und alten Verpackungsstandards kompatibel zu sein.
„Die Einsatzszenarien optischer Module sind vielfältig. Unterschiedliche Übertragungsentfernungen, Bandbreitenanforderungen und Einsatzorte, entsprechend den unterschiedlichen Arten der verwendeten Glasfasern, unterscheiden sich auch in den optischen Modulen.
Port-GBIC
GBIC ist ein Giga-Bitrate-Schnittstellenkonverter.
Vor dem Jahr 2000 war GBIC die beliebteste Verpackung für optische Module und die am weitesten verbreitete Form von Gigabit-Modulen.
SFP-Port
Aufgrund der Größe von GBIC erschien SFP später und begann, GBIC zu ersetzen.
SFP, der vollständige Name für Small Form-factor Pluggable, ist ein kleines, im laufenden Betrieb austauschbares optisches Modul. Seine geringe Größe ist im Vergleich zur GBIC-Verpackung gering. Die Größe des SFP ist halb so groß wie die des GBIC-Moduls und es können mehr als doppelt so viele Ports auf demselben Panel konfiguriert werden. Funktionell gibt es kaum Unterschiede und beide unterstützen Hot-Plugging. Die von SFP unterstützte maximale Bandbreite beträgt 4 Gbit/s
Orales XFP
XFP ist ein 10-Gigabit-Small-Form-Factor-Pluggable, das auf einen Blick verstanden werden kann. Es handelt sich um einen 10-Gigabit-SFP.
XFP verwendet ein serielles Einkanalmodul mit voller Geschwindigkeit, das über XFI (serielle 10-GB-Schnittstelle) verbunden ist und Xenpak und seine Derivate ersetzen kann.
Port SFP+
SFP+ ist wie XFP ein optisches 10G-Modul.
Die Größe von SFP+ ist die gleiche wie die von SFP. Es ist kompakter als XFP (um etwa 30 % reduziert) und auch sein Stromverbrauch ist geringer (durch einige Signalsteuerungsfunktionen reduziert).
O SFP28
Der SFP mit einer Rate von 25 Gbit/s ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass die optischen 40G- und 100G-Module zu dieser Zeit zu teuer waren, weshalb dieses Kompromiss-Übergangsschema getroffen wurde.
QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP28-DD
Vierfach steckbare SFP-Schnittstelle mit kleinem Formfaktor und vier Kanälen. Bei diesem Design wurden viele ausgereifte Schlüsseltechnologien in XFP angewendet. QSFP kann je nach Geschwindigkeit in 4 × 10G QSFP+、4 × 25G QSFP28、8 × 25G QSFP28-DD optisches Modul usw. unterteilt werden.
Nehmen Sie als Beispiel QSFP28, das auf 4 × 25GE-Zugangsports anwendbar ist. QSFP28 kann für ein Upgrade von 25G auf 100G ohne 40G verwendet werden, was die Verkabelungsschwierigkeiten erheblich vereinfacht und die Kosten senkt.
QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP28-DD
QSFP-DD, gegründet im März 2016, steht für „Double Density“. Fügen Sie den 4 Kanälen des QSFP eine Kanalreihe hinzu und wandeln Sie sie in 8 Kanäle um.
Es kann mit dem QSFP-Schema kompatibel sein. Das ursprüngliche QSFP28-Modul kann weiterhin verwendet werden, einfach ein anderes Modul einsetzen. Die Anzahl der Goldfinger von OSFP-DD ist doppelt so hoch wie die von QSFP28.
Jedes QSFP-DD verwendet das 25-Gbit/s-NRZ- oder 50-Gbit/s-PAM4-Signalformat. Mit PAM4 können bis zu 400 Gbit/s unterstützt werden.
OSFP
OSFP, Octal Small Form Factor Pluggable, „O“ steht für „Octal“, offiziell eingeführt im November 2016.
Es ist darauf ausgelegt, 8 elektrische Kanäle zu nutzen, um 400 GbE zu realisieren (8 * 56 GbE, aber das 56 GbE-Signal wird durch einen 25 G DML-Laser unter der Modulation von PAM4 gebildet), und seine Größe ist etwas größer als die von QSFP-DD. Die optische Engine und der Transceiver mit höherer Wattzahl weisen eine etwas bessere Wärmeableitungsleistung auf.
CFP/CFP2/CFP4/CFP8
Centum Gigabits bilden ein steckbares optisches Kommunikationsmodul mit dichter Wellenlängenteilung. Die Übertragungsrate kann 100–400 Gbit/s erreichen
CFP basiert auf der SFP-Schnittstelle, ist größer und unterstützt eine Datenübertragung mit 100 Gbit/s. CFP kann ein einzelnes 100G-Signal und ein oder mehrere 40G-Signale unterstützen.
Der Unterschied zwischen CFP, CFP2 und CFP4 ist das Volumen. Das Volumen von CFP2 beträgt die Hälfte des Volumens von CFP und das Volumen von CFP4 beträgt ein Viertel des Volumens von CFP. CFP8 ist eine speziell für 400G vorgeschlagene Verpackungsform, deren Größe der von CFP2 entspricht. Unterstützt Kanalraten von 25 Gbit/s und 50 Gbit/s und realisiert eine Modulrate von 400 Gbit/s über eine elektrische Schnittstelle von 16 x 25 G oder 8 x 50.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 14. Februar 2023