ด้วยการพัฒนาของ 5G, ข้อมูลใหญ่, อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ, คลาวด์คอมพิวติ้งและปัญญาประดิษฐ์, การรับส่งข้อมูลเติบโตอย่างรวดเร็ว, และโอกาสทางการตลาดของการสื่อสารด้วยแสงนั้นสดใส. ฟังก์ชั่นของโมดูลออปติคัลคือการแปลงโฟโตอิเล็กทริก. Optical modules are widely used in various industries. Aerech Networks will use this article to introduce you to the application scenarios of optical modules.
Before introducing the application scenarios of optical modules, let me introduce you to the market segments of optical modules.
(1) อีเธอร์เน็ต: ส่วนใหญ่ใช้ในเครือข่ายท้องถิ่น, การเชื่อมต่ออุปกรณ์ฮาร์ดแวร์เครือข่ายโดยการส่งและรับสัญญาณข้อมูล.
(2) ไฟเบอร์ชาแนล: ใช้เป็นหลักในการเชื่อมโยงเครือข่ายการจัดเก็บข้อมูล Fibre Channel ในศูนย์ข้อมูล.
(3) การเชื่อมต่อระหว่างกันทางแสง: เครือข่าย IP ที่ใช้เทคโนโลยีการส่ง WDM, ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการส่งแพ็กเก็ต IP. ตลาดโทรคมนาคม
(4) CWDM/DWDM: ใช้เป็นหลักในการเชื่อมต่อระหว่างสวิตช์ภายในศูนย์ข้อมูลและส่วนหน้าและส่วนหลังของเครือข่าย 5G.
(5)Fronthaul แบบไร้สาย: ใช้เป็นหลักในเครือข่ายระหว่างหน่วยเบสแบนด์ BBU และหน่วยวิทยุระยะไกล RRU ในสถานีฐานเคลื่อนที่.
(6) Backhaul แบบไร้สาย: ใช้เป็นหลักในเครือข่ายระหว่างหน่วยเบสแบนด์ BBU และ S-G W/MME ในสถานีฐานเคลื่อนที่.
(7) กยท: ไฟเบอร์ถึง X, xอยู่บ้านได้, อาคาร , เป็นต้น. เทคโนโลยีที่ตระหนักถึง FTTx รวมถึง PON, โทร, กปปส, เป็นต้น, ซึ่งใช้เพื่อเชื่อมต่อผู้ให้บริการโทรคมนาคมและผู้ใช้ปลายทาง.
The application of optical modules is mainly telecommunications and data centers.
ศูนย์ข้อมูล
ศูนย์ข้อมูลเป็นสถานที่ในการจัดการ (เก็บ, คำนวณ, แลกเปลี่ยน) ข้อมูล. การเชื่อมต่อระหว่างศูนย์ข้อมูลคือการแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบเรียลไทม์ระหว่างศูนย์ข้อมูล, และการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงสามารถดำเนินการประสานงานระหว่างศูนย์ข้อมูลได้. อุปกรณ์สวิตชิ่งจำเป็นต้องมีความเร็วสูงขึ้น, ลดการใช้พลังงาน, และการย่อขนาดเพิ่มเติม, optical modules play a major role. เนื่องจากเครือข่ายข้อมูลอาศัยการส่งสัญญาณแสงเป็นหลัก, ในขณะที่การคำนวณและการวิเคราะห์ขึ้นอยู่กับสัญญาณไฟฟ้า.
Optical modules can be divided into three categories according to the type of data center communication connection.
1. ศูนย์ข้อมูลและผู้ใช้: ผู้ใช้เข้าถึงระบบคลาวด์เพื่อเรียกดูหน้าเว็บ, ส่งและรับอีเมล, สตรีมวิดีโอ, เป็นต้น.
2. การเชื่อมต่อระหว่างศูนย์ข้อมูล: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการจำลองข้อมูล, การอัพเกรดซอฟต์แวร์และระบบ;
3. ภายในศูนย์ข้อมูล: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการจัดเก็บและสร้างข้อมูล.
ตามสถิติของซิสโก้, บัญชีการสื่อสารภายในศูนย์ข้อมูลมากกว่า 70% ของการสื่อสารดาต้าเซ็นเตอร์. The construction and upgrade of data centers have increased the demand for high-speed optical modules, and also promoted the development of optical modules in the following three aspects:
1. การเติบโตของความต้องการสำหรับอัตราการส่ง
2. ปริมาณความต้องการที่เพิ่มขึ้น
3. ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับระยะการส่งสัญญาณ
ต้นทุนของการเชื่อมโยงใยแก้วนำแสงขึ้นอยู่กับโมดูลออปติคัลและใยแก้วนำแสง. ระยะทางที่แตกต่างกันมีโซลูชั่นเครือข่ายที่แตกต่างกัน. สำหรับการเชื่อมต่อโครงข่ายระยะกลางและระยะไกลที่จำเป็นสำหรับการสื่อสารในศูนย์ข้อมูล, MSA ได้สร้างสองโซลูชันที่ปฏิวัติวงการ, PSM4 (โหมดคู่ขนาน 4 เลน) และ CWDM4 (มัลติเพล็กเซอร์การแบ่งความยาวคลื่นหยาบ 4 เลน). เนื่องจากการใช้ไฟเบอร์ PSM4 เป็นสี่เท่าของ CWDM4, เมื่อระยะทางเชื่อมโยงยาว, ต้นทุนของโซลูชัน CWDM4 ค่อนข้างต่ำ, และเป็นทางเลือกที่ดีกว่า.
สถานีฐานสื่อสารเคลื่อนที่
หน้าที่หลักของสถานีฐานการสื่อสารเคลื่อนที่คือทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ตัวกลางในการเชื่อมต่ออุปกรณ์สื่อสารไร้สาย เช่น โทรศัพท์มือถือเข้ากับเครือข่ายสื่อสารไร้สาย. เป็นรูปแบบของสถานีวิทยุ. เป็นสถานีรับส่งสัญญาณวิทยุที่ส่งข้อมูลด้วยเทอร์มินัลข้อมูล เช่น โทรศัพท์มือถือผ่านศูนย์เปลี่ยนการสื่อสารเคลื่อนที่ในพื้นที่ครอบคลุมของวิทยุบางแห่ง.
สำหรับสถานีฐานเครือข่าย 4G, มีอุปกรณ์ RRU และ BBU เป็นหลัก. เพื่อตระหนักถึงการเชื่อมต่อระหว่างกันของอุปกรณ์ทั้งสอง, optical modules and fiber jumpers are required to connect the link. The optical modules used for RRU and BBU equipment connection mainly include 1.25G SFP, 2.5G SFP, 6G SFP และ 10G SFP+, เป็นต้น.
ระบบการแบ่งความยาวคลื่นแบบพาสซีฟ
ระบบ WDM แบบพาสซีฟส่วนใหญ่จะใช้ในเครือข่ายเขตเมือง, เครือข่ายกระดูกสันหลัง, และเครือข่ายบริเวณกว้าง. WDM แบบพาสซีฟถือเป็นสัดส่วนสูงสุดของโซลูชันทางเทคนิคที่ใช้ใน 5G front-haul.
ระบบการแบ่งความยาวคลื่นแบบพาสซีฟประกอบด้วยโมดูลแสงสี, มัลติเพล็กเซอร์, และใยแก้วนำแสง. CWDM and DWDM optical modules are called color light modules, and conventional single-mode and multi-mode optical modules are called gray light modules.
หลักการสำคัญของระบบการแบ่งความยาวคลื่นแบบพาสซีฟคือเทคโนโลยี WDM, และการต่อมัลติเพล็กเซอร์แบบแบ่งความยาวคลื่นภายนอก. มัลติเพล็กเซอร์แบบแบ่งความยาวคลื่นสามารถจับคู่สัญญาณแสงของความยาวคลื่นต่างๆ เข้าด้วยกันและส่งผ่านไฟเบอร์เส้นเดียว. มัลติเพล็กเซอร์แบบแบ่งความยาวคลื่นสามารถแยกสัญญาณแสงเหล่านี้ด้วยความยาวคลื่นที่แตกต่างกันที่ปลายรับ, จึงช่วยประหยัดทรัพยากรไฟเบอร์.
ยกตัวอย่างระบบมัลติเพล็กซิ่งการแบ่งความยาวคลื่น CWDM, ใส่โมดูลออปติคัล CWDM ลงในสวิตช์, และใช้จัมเปอร์เพื่อเชื่อมต่อโมดูลออปติคัล CWDM และมัลติเพล็กเซอร์แบ่งความยาวคลื่น CWDM หรือ OADM ให้ทำงาน.
เครือข่ายที่เก็บข้อมูล SAN/NAS
เนื่องจากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของแอปพลิเคชันอินเทอร์เน็ตและเครือข่าย, ประเภทของข้อมูลที่ประมวลผลโดยระบบจัดเก็บข้อมูลสารสนเทศมีมากขึ้น, and the data information storage system is facing enormous challenges. แนส(พื้นที่เก็บข้อมูลที่แนบมากับเครือข่าย) และ SAN(เครือข่ายพื้นที่เก็บข้อมูล) ให้โซลูชันที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับการจัดการข้อมูลแบบรวมศูนย์. เนื่องจากสามารถแยกอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลออกจากเครือข่ายและระบบโฮสต์, จัดการข้อมูลส่วนกลางและปรับขนาดได้ดี.
หน้าที่ของเครือข่ายสตอเรจ SAN/NAS คือการจัดเก็บข้อมูล. ในหมู่พวกเขา, เครือข่าย SAN ประกอบด้วยเซิร์ฟเวอร์เป็นหลัก, สวิตช์ไฟเบอร์แชนแนล, อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล, และพาหะนำส่ง (optical modules, จัมเปอร์ใยแก้วนำแสง); เครือข่ายที่เก็บข้อมูล NAS ส่วนใหญ่ประกอบด้วยที่เก็บข้อมูล NAS, สวิตช์, อุปกรณ์ปลายทาง (คอมพิวเตอร์), ผู้ให้บริการส่ง (optical modules, เส้นใยแก้วนำแสง) จัมเปอร์). Please note that the SAN network uses Fibre Channel optical modules and needs to support the FC(ไฟเบอร์แชนแนล) มาตรการ. The optical modules used in the NAS storage network are only required to comply with the Ethernet protocol.
5เครือข่าย G Bearer
การมาถึงของ 5G นำมาซึ่งโอกาสทางธุรกิจที่ไร้ขีดจำกัดสำหรับการสื่อสารด้วยแสง. Optical modules based on 5G base stations have become a research hotspot in the past two years. เครือข่าย 5G ประกอบด้วยสามส่วน, เครือข่ายการเข้าถึง, เครือข่ายผู้ถือ, และเครือข่ายหลัก. โดยทั่วไป เครือข่ายผู้ถือ 5G จะแบ่งออกเป็นชั้นการเข้าถึงเมืองใหญ่, ชั้นรวมเมโทร, ชั้นแกนกลาง/สายหลักจังหวัด, และตระหนักถึงฟังก์ชั่น front-haul และ mid-backhaul ของบริการ 5G. The devices at each layer mainly rely on optical modules to achieve interconnection.
สถานการณ์การใช้งานทั่วไปของ 5G front-haul รวมถึงการเชื่อมต่อโดยตรงด้วยใยแก้วนำแสง, WDM แบบพาสซีฟ, และเครือข่าย WDM/การขนส่งทางแสงที่ใช้งานอยู่ (อปท)/เครือข่ายแพ็กเก็ตสไลซ์ (เอส.พี.เอ็น).
โดยทั่วไปสถานการณ์การเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงโดยตรงจะใช้โมดูลแสงสีเทา 25Gb/s, ซึ่งรองรับประเภทสองทิศทางแบบเส้นใยคู่และแบบสองทิศทางแบบเส้นใยเดี่ยว, ส่วนใหญ่รวมถึงระยะการส่งข้อมูลสองระยะคือ 300m และ 10km. สถานการณ์ WDM แบบพาสซีฟส่วนใหญ่ประกอบด้วย WDM แบบพาสซีฟแบบจุดต่อจุดและ WDM-PON, เป็นต้น. ใช้ใยแก้วนำแสงคู่หรือหนึ่งเส้นเพื่อรับรู้การเชื่อมต่อระหว่าง AAU และ DU หลายตัว, และต้องใช้โมดูลแสงสี 10Gb/s หรือ 25Gb/s.
ในสถานการณ์ WDM/OTN ที่ใช้งานอยู่, 10ต้องใช้โมดูลแสงสีเทาระยะทางสั้น Gb/s หรือ 25Gb/s ระหว่างอุปกรณ์ AAU/DU และ WDM/OTN/SPN. ต้องใช้โมดูลแสงสีสองทิศทางแบบเส้นใยคู่หรือเส้นใยเดี่ยวที่มีอัตรา N×10/25/50/100Gb/s ระหว่างอุปกรณ์ WDM/OTN/SPN.
ในสภาพแวดล้อมการทำงานกลางแจ้ง, โมดูลออปติคัลสำหรับลากด้านหน้าต้องเป็นไปตามช่วงอุณหภูมิอุตสาหกรรมที่ -40°C ถึง +85°C และต้องกันฝุ่น. The demand for 5G optical modules much exceeds that of 4G optical modules, especially front-haul optical modules, ซึ่งอาจมีความต้องการสูงมาก, ดังนั้นการควบคุมต้นทุนก็เป็นประเด็นหนึ่งที่ต้องพิจารณาเช่นกัน.
5G backhaul ส่วนใหญ่ใช้ 25G, 50ช, 100ช, 200ช, and 400G optical modules, ซึ่งสนับสนุนการทำ CPRI, eCPRI, อีเธอร์เน็ต, อปท, และโปรโตคอลอินเตอร์เฟสอื่นๆ และ NRZ, แพม4, ดี.เอ็ม.ที, และรูปแบบการมอดูเลตอื่นๆ.
5G การส่งสัญญาณระดับกลางสามารถใช้อุปกรณ์ออปติคัล 25G ที่โตเต็มที่แล้วและใช้เทคโนโลยี PAM4 เพื่อเพิ่มแบนด์วิดท์ของอุปกรณ์ออปติคัลเป็นสองเท่า. ระยะการส่งสัญญาณ 10 กม. และ 40 กม. จะครอบคลุมมากกว่า 90% ของสถานการณ์การใช้งาน, และระยะการส่งมากกว่า 80 กม. จะใช้เทคโนโลยีที่เชื่อมโยงกัน.
บทสรุป
เราแนะนำ 5 Application Scenarios of Optical Modules in this article, ศูนย์ข้อมูล, สถานีฐานสื่อสารเคลื่อนที่, ระบบการแบ่งความยาวคลื่นแบบพาสซีฟ, เครือข่ายหน่วยเก็บข้อมูล SAN/NAS, และเครือข่าย 5G Bearer. สถานการณ์การใช้งานแบบใดที่โมดูลออปติคัลของคุณใช้ใน? Aerech Networks is a leading provider of optical transceivers, if any questions, let us know.
