Gwałtowny rozwój sieci światłowodowych, w tym usług transmisji danych mierzonych wolumenem danych lub przepustowością, wskazuje, że technologia transmisji światłowodowej jest i będzie nadal ważnym elementem przyszłych systemów sieciowych. Projektanci sieci coraz chętniej korzystają z rozwiązań światłowodowych, ponieważ umożliwiają one bardziej elastyczne architektury sieciowe oraz zapewniają inne korzyści, takie jak odporność na zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) i bezpieczeństwo danych. Transceivery światłowodowe odgrywają bardzo ważną rolę w tych połączeniach światłowodowych. Projektując transceivery światłowodowe, należy wziąć pod uwagę trzy aspekty: warunki środowiskowe, parametry elektryczne oraz parametry optyczne.
Czym jest transceiver światłowodowy?
Transceiver światłowodowy to niezależny element, który nadaje i odbiera sygnały. Zazwyczaj podłącza się go do urządzenia, które oferuje jedno lub więcej gniazd modułu transceivera, takiego jak router lub karta sieciowa. Nadajnik pobiera sygnał elektryczny i przetwarza go na sygnał świetlny z diody laserowej lub diody LED. Światło z nadajnika jest wprowadzane do światłowodu przez złącze i przesyłane przez urządzenie światłowodowe. Światło z końca światłowodu jest następnie przesyłane do odbiornika, gdzie detektor przetwarza światło na sygnał elektryczny, który jest następnie odpowiednio kondycjonowany do wykorzystania przez urządzenie odbiorcze.
Rozważania projektowe
Łącza światłowodowe rzeczywiście umożliwiają przesyłanie danych z większą szybkością na większe odległości w porównaniu z rozwiązaniami opartymi na kablach miedzianych, co przyczyniło się do szerszego zastosowania transceiverów światłowodowych. Projektując transceivery światłowodowe, należy wziąć pod uwagę następujące aspekty.
Stan środowiska
Jednym z wyzwań są warunki atmosferyczne – zwłaszcza trudne warunki atmosferyczne na dużych wysokościach. Komponenty te muszą działać w ekstremalnych warunkach środowiskowych i w szerszym zakresie temperatur. Drugim problemem środowiskowym związanym z konstrukcją transceivera światłowodowego jest środowisko płyty głównej, na które składają się zużycie energii i charakterystyka termiczna systemu.
Główną zaletą transceiverów światłowodowych jest ich stosunkowo niskie zapotrzebowanie na energię elektryczną. Jednak to niskie zużycie energii nie oznacza, że można pominąć kwestię projektowania termicznego podczas montażu konfiguracji hosta. Należy zapewnić odpowiednią wentylację lub przepływ powietrza, aby pomóc w rozproszeniu energii cieplnej emitowanej z modułu. Częściowo ten wymóg spełnia standardowa klatka SFP zamontowana na płycie głównej, która pełni również funkcję kanału odprowadzającego energię cieplną. Temperatura obudowy raportowana przez interfejs Digital Monitor Interface (DMI), gdy komputer pracuje z maksymalną temperaturą projektową, jest ostatecznym testem skuteczności całego projektu termicznego systemu.
Warunki elektryczne
Zasadniczo transceiver światłowodowy to urządzenie elektryczne. Aby zapewnić bezbłędne przesyłanie danych przez moduł, jego zasilanie musi być stabilne i bezzakłóceniowe. Co ważniejsze, zasilanie transceivera musi być odpowiednio filtrowane. Typowe filtry są określone w umowie Multi-Source Agreement (MSA), która stanowiła podstawę pierwotnej konstrukcji tych transceiverów. Poniżej przedstawiono jeden z takich projektów w specyfikacji SFF-8431.
Właściwości optyczne
Wydajność optyczna jest mierzona za pomocą współczynnika błędów bitowych (BER). Problem z projektowaniem transceivera optycznego polega na tym, że parametry optyczne nadajnika i odbiornika muszą być kontrolowane tak, aby ewentualne tłumienie sygnału optycznego podczas przesyłu światłowodem nie powodowało niskiej wydajności BER. Głównym parametrem, który należy wziąć pod uwagę, jest współczynnik BER całego łącza. Oznacza to, że punktem początkowym łącza jest źródło sygnału elektrycznego, który steruje nadajnikiem, a na końcu sygnał elektryczny jest odbierany przez odbiornik i interpretowany przez układy w komputerze hosta. W przypadku łączy komunikacyjnych wykorzystujących transceivery optyczne, głównym celem jest zagwarantowanie wydajności BER na różnych odległościach oraz zapewnienie szerokiej interoperacyjności z transceiverami innych firm, pochodzącymi od różnych dostawców.
Czas publikacji: 28 czerwca 2022 r.