Tillämpningsscenarier för optiska sändtagare

Med utvecklingen av 5G, big data, Internet of Things, cloud computing och artificiell intelligens, datatrafiken växer snabbt, och marknadsutsikterna för optisk kommunikation är ljusa. Funktionen hos den optiska modulen är fotoelektrisk omvandling. Optiska transceivrar används i stor utsträckning i olika industrier. Aerech Networks kommer att använda den här artikeln för att introducera dig till tillämpningsscenarierna för optiska transceivrar.

Innan vi introducerar tillämpningsscenarierna för optiska sändtagare, låt mig presentera dig för marknadssegmenten för optiska transceivrar.

1. Ethernet: Används främst i lokala nätverk, ansluta nätverkshårdvaruenheter genom att skicka och ta emot datasignaler.
2. Fiber Chanel: Används huvudsakligen i Fibre Channel-lagringsnätverkslänkar i datacenter.
3. Optiska sammankopplingar: IP-nätverk med WDM-överföringsteknik, används främst för överföring av IP-paket. Telekommarknaden
4. CWDM/DWDM: Används huvudsakligen vid sammankoppling av switchar inom datacentret och fronthaul och backhaul av 5G-nätverk.
5. Trådlös fronthaul: Används huvudsakligen i nätverket mellan basbandsenheten BBU och fjärrradioenheten RRU i den mobila basstationen.
6. Trådlös backhaul: Används huvudsakligen i nätverket mellan basbandsenheten BBU och S-G W/MME i den mobila basstationen.
7. FTT: Fiber till X, x kan vara hemma, byggnad , etc. Teknikerna som realiserar FTTx inkluderar PON, Kallelse, GPON, etc., som används för att koppla samman teleoperatörer och slutanvändare.

Tillämpningen av optiska transceivrar är främsttelekommunikation ochdatacenter.

Datacenter

Ett datacenter är en plats att hantera (Lagra, beräkna, utbyta) data. Datacentersammankoppling är massutbyte av information i realtid mellan datacenter, och optisk fiberkommunikation kan realisera samordnad drift mellan datacenter. Växlingsutrustning måste ha högre hastighet, lägre strömförbrukning, och mer miniatyrisering, optiska transceivrar spelar en stor roll. Eftersom informationsnät huvudsakligen bygger på optisk signalöverföring, medan beräkning och analys baseras på elektriska signaler.

Optiska sändtagare kan delas in i tre kategorier beroende på typen av datacenterkommunikationsanslutning.

1. Datacenter och användare: Slutanvändare får tillgång till molnet för att surfa på webbsidor, skicka och ta emot e-post, streama video, etc.
2. Sammankoppling av datacenter: används främst för datareplikering, mjukvara och systemuppgraderingar;
3. Datacenter internt: används främst för informationslagring och generering.

Enligt Ciscos statistik, datacenter internkommunikation står för mer än 70% av datacenterkommunikation. Byggandet och uppgraderingen av datacenter har ökat efterfrågan på optiska höghastighetssändtagare, och främjade även utvecklingen av optiska sändtagare i följande tre aspekter:

1. Tillväxt i efterfrågan på överföringshastigheter
2. Tillväxt efterfrågan på kvantitet
3. Tillväxt i efterfrågan på överföringsavstånd

Kostnaden för den optiska fiberlänken beror på den optiska modulen och den optiska fibern. Olika avstånd har olika nätverkslösningar. För den mellan- och långdistanssammankoppling som krävs för datacenterkommunikation, MSA har skapat två revolutionerande lösningar, PSM4 (Parallellt enkelläge 4 körfält) och CWDM4 (Coarse Wavelength Division Multiplexer 4 körfält). Eftersom användningen av PSM4-fiber är fyra gånger så stor som för CWDM4, när avståndet till länken är långt, kostnaden för CWDM4-lösningen är relativt låg, och det är ett bättre val.

Mobil kommunikationsbasstation

Kärnfunktionen för den mobila kommunikationsbasstationen är att fungera som en mellanliggande enhet som ansluter trådlösa kommunikationsenheter såsom mobiltelefoner till det trådlösa kommunikationsnätverket. Det är en form av radiostation. Det är en radiotransceiverstation som sänder information med informationsterminaler såsom mobiltelefoner genom en mobilkommunikationsväxel i vissa radiotäckningsområden.

För 4G-nätverksbasstation, det finns främst RRU- och BBU-utrustning. För att förverkliga sammankopplingen av de två enheterna, optiska transceivrar och fiberbyglar krävs för att ansluta länken. De optiska sändtagare som används för RRU- och BBU-utrustningsanslutningar inkluderar huvudsakligen 1,25G SFP, 2.5G SFP, 6G SFP och 10G SFP+, etc.

Passiv våglängdsdelningssystem

Passiva WDM-system används främst i storstadsnätverk, stomnät, och breda nätverk. Passiv WDM står för den högsta andelen av de tekniska lösningar som används i 5G front-haul.

Det passiva våglängdsdelningssystemet består av färgljusmoduler, multiplexorer, och optiska fibrer. Optiska CWDM- och DWDM-sändtagare kallas färgljusmoduler, och konventionella singelmods- och multimods optiska transceivrar kallas gråljusmoduler.

Kärnprincipen för ett passivt våglängdsdelningssystem är WDM-teknik, och anslutning av en extern våglängdsmultiplexor. En våglängdsmultiplexer kan koppla optiska signaler med olika våglängder tillsammans och sända dem genom en enda fiber. Våglängdsmultiplexern kan separera dessa optiska signaler med olika våglängder vid den mottagande änden, sparar därmed fiberresurser.

Med CWDM-våglängdsmultiplexeringssystemet som ett exempel, sätt in den optiska CWDM-modulen i switchen, och använd bygeln för att ansluta den optiska CWDM-modulen och CWDM-våglängdsmultiplexern eller OADM för att fungera.

SAN/NAS-lagringsnätverk

På grund av den snabba utvecklingen av Internet och nätverksapplikationer, de typer av data som behandlas av datainformationslagringssystemet har ökat, och lagringssystemet för datainformation står inför enorma utmaningar. NAS(Nätverksanslutet lagringsutrymme) och SAN(Storage Area Network) tillhandahålla den mest effektiva lösningen för centraliserad datahantering. Eftersom de kan separera datainformationslagringsenheten från nätverket och värdsystemet, den hanterar informationsdata centralt och har god skalbarhet.

SAN/NAS-lagringsnätverkets funktion är att lagra data. Bland dem, SAN-nätverket består huvudsakligen av servrar, Fiber Channel switchar, lagringsenheter, och transmissionsbärare (optiska sändtagare, optiska fiberbyglar); NAS-lagringsnätverket består huvudsakligen av NAS-lagring, växlar, terminalutrustning (datorer), transmissionsbärare (optiska sändtagare, optiska fibrer) hoppare). Observera att SAN-nätverket använder fiberkanals optiska transceivrar och behöver stödja FC(Fiberkanal) protokoll. De optiska transceivrarna som används i NAS-lagringsnätverket krävs endast för att följa Ethernet-protokollet.

5G Bärarnätverk

Ankomsten av 5G ger obegränsade affärsmöjligheter för optisk kommunikation. Optiska transceivrar baserade på 5G-basstationer har blivit en forskningshotspot under de senaste två åren. 5G-nätverket består av tre delar, accessnätet, bärarnätverket, och kärnnätet. 5G-bärarnätverket är i allmänhet uppdelat i tunnelbaneaccessskikt, tunnelbaneaggregationsskikt, tunnelbanekärnskikt/provinsial stambana, och realiserar front-haul- och mid-backhaul-funktionerna för 5G-tjänster. Enheterna vid varje lager förlitar sig huvudsakligen på optiska sändtagare för att uppnå sammankoppling.

Typiska tillämpningsscenarier för 5G front-haul inkluderar direktanslutning av optisk fiber, passiv WDM, och aktivt WDM/optiskt transportnätverk (OTN)/skiva paketnätverk (SPN).

Scenarier för direkt anslutning av optisk fiber använder i allmänhet 25 Gb/s gråljusmoduler, som stöder dubbel-fiber dubbelriktade och enkelfiber dubbelriktade typer, huvudsakligen inklusive två överföringssträckor på 300m och 10km. Passiva WDM-scenarier inkluderar huvudsakligen punkt-till-punkt passiv WDM och WDM-PON, etc. Använd ett par eller en optisk fiber för att realisera kopplingen mellan flera AAU och DU, och 10Gb/s eller 25Gb/s färgljusmoduler krävs.

I aktiva WDM/OTN-scenarier, 10Gb/s eller 25 Gb/s kortdistans gråljusmoduler krävs mellan AAU/DU och WDM/OTN/SPN-enheter. Dubbelfiber dubbelriktade eller enkelfiber dubbelriktade färgljusmoduler med hastigheter på N×10/25/50/100 Gb/s krävs mellan WDM/OTN/SPN-enheter.

I utomhusarbetsmiljön, den front-haul optiska modulen måste uppfylla det industriella temperaturområdet -40°C till +85°C och vara dammtät. Efterfrågan på 5G optiska sändtagare mycket överstiger det för optiska 4G-sändtagare, speciellt front-haul optiska transceivrar, som kan ha mycket stor efterfrågan, så kostnadskontroll är också en av de frågor som måste beaktas.

5G backhaul använder huvudsakligen 25G, 50G, 100G, 200G, och 400G optiska transceivrar, som stöder CPRI, eCPRI, Ethernet, OTN, och andra gränssnittsprotokoll och NRZ, PAM4, DMT, och andra moduleringsformat.

5G mid-transmission kan använda de befintliga mogna 25G optiska enheterna och ta PAM4-teknik för att fördubbla bandbredden för optiska enheter. Överföringsavståndet på 10 km och 40 km kommer att täcka mer än 90% av tillämpningsscenarierna, och överföringsavståndet på mer än 80 km kommer att använda koherent teknik.

Slutsats

Vi introducerade 5 Tillämpningsscenarier för optiska sändtagare i den här artikeln, Datacenter, Mobil kommunikationsbasstation, Passiva våglängdsdelningssystem, SAN/NAS-lagringsnätverk, och 5G Bearer-nätverk. Vilket applikationsscenario används din optiska modul i?

Aerech Networks är en ledande leverantör av optiska transceivrar, om några frågor relaterade till applikationsscenarier för optiska sändtagare, nå oss fritt.