Với sự phát triển của 5G, dữ liệu lớn, Internet vạn vật, điện toán đám mây và trí tuệ nhân tạo, lưu lượng dữ liệu đang tăng nhanh, và triển vọng thị trường của truyền thông quang học là tươi sáng. Chức năng của mô-đun quang là chuyển đổi quang điện. 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) Ethernet: Chủ yếu được sử dụng trong các mạng cục bộ, kết nối các thiết bị phần cứng mạng bằng cách gửi và nhận tín hiệu dữ liệu.
(2) Chanel sợi: Chủ yếu được sử dụng trong các liên kết mạng lưu trữ Kênh sợi quang trong trung tâm dữ liệu.
(3) kết nối quang: Mạng IP sử dụng công nghệ truyền dẫn WDM, chủ yếu được sử dụng để truyền gói IP. thị trường viễn thông
(4) CWDM/DWDM: Chủ yếu được sử dụng trong việc kết nối các thiết bị chuyển mạch trong trung tâm dữ liệu và đường dẫn trước và đường dẫn sau của mạng 5G.
(5)Fronthaul không dây: Chủ yếu được sử dụng trong mạng giữa đơn vị băng cơ sở BBU và đơn vị vô tuyến từ xa RRU trong trạm gốc di động.
(6) Backhaul không dây: Chủ yếu được sử dụng trong mạng giữa đơn vị băng cơ sở BBU và S-G W/MME trong trạm gốc di động.
(7) FTT: Chất xơ đến X, x có thể về nhà, xây dựng , vân vân. Các công nghệ hiện thực hóa FTTx bao gồm PON, gọi, GPON, vân vân., được sử dụng để kết nối các nhà khai thác viễn thông và người dùng cuối.
The application of optical modules is mainly telecommunications and data centers.
Các trung tâm dữ liệu
Trung tâm dữ liệu là nơi quản lý (cửa hàng, tính toán, trao đổi) dữ liệu. Liên kết trung tâm dữ liệu là quá trình trao đổi thông tin hàng loạt theo thời gian thực giữa các trung tâm dữ liệu, và truyền thông sợi quang có thể thực hiện hoạt động phối hợp giữa các trung tâm dữ liệu. Thiết bị chuyển mạch cần có tốc độ cao hơn, tiêu thụ điện năng thấp hơn, và thu nhỏ hơn nữa, optical modules play a major role. Do mạng thông tin chủ yếu dựa trên truyền dẫn tín hiệu quang, trong khi tính toán và phân tích dựa trên tín hiệu điện.
Optical modules can be divided into three categories according to the type of data center communication connection.
1. Trung tâm dữ liệu và người dùng: Người dùng cuối truy cập đám mây để duyệt các trang web, gửi và nhận email, truyền phát video, vân vân.
2. Kết nối trung tâm dữ liệu: chủ yếu được sử dụng để sao chép dữ liệu, nâng cấp phần mềm và hệ thống;
3. Trung tâm dữ liệu nội bộ: chủ yếu được sử dụng để lưu trữ và tạo thông tin.
Theo thống kê của Cisco, tài khoản thông tin liên lạc nội bộ của trung tâm dữ liệu cho hơn 70% truyền thông trung tâm dữ liệu. 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. Tăng trưởng nhu cầu về tốc độ truyền dẫn
2. Tăng trưởng nhu cầu số lượng
3. Tăng trưởng nhu cầu về khoảng cách truyền dẫn
Chi phí của liên kết sợi quang phụ thuộc vào mô-đun quang và sợi quang. Khoảng cách khác nhau có các giải pháp mạng khác nhau. Đối với kết nối đường dài và trung bình cần thiết cho truyền thông trung tâm dữ liệu, MSA đã tạo ra hai giải pháp mang tính cách mạng, PSM4 (Chế độ đơn song song 4 làn đường) và CWDM4 (Bộ ghép kênh phân chia bước sóng thô 4 làn đường). Vì việc sử dụng sợi PSM4 gấp bốn lần so với CWDM4, khi khoảng cách của liên kết là dài, chi phí của giải pháp CWDM4 tương đối thấp, và nó là một sự lựa chọn tốt hơn.
Trạm cơ sở truyền thông di động
Chức năng cốt lõi của trạm gốc truyền thông di động là hoạt động như một thiết bị trung gian kết nối các thiết bị truyền thông không dây như điện thoại di động với mạng truyền thông không dây. Nó là một dạng của đài phát thanh. Là trạm thu phát vô tuyến truyền thông tin bằng các thiết bị đầu cuối thông tin như điện thoại di động thông qua trung tâm chuyển mạch thông tin di động ở một số vùng phủ sóng vô tuyến.
Đối với trạm gốc mạng 4G, chủ yếu là thiết bị RRU và BBU. Để nhận ra sự kết nối của hai thiết bị, 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 và 10G SFP+, vân vân.
Hệ thống phân chia bước sóng thụ động
Các hệ thống WDM thụ động chủ yếu được sử dụng trong các mạng khu vực đô thị, mạng đường trục, và mạng diện rộng. WDM thụ động chiếm tỷ lệ cao nhất trong số các giải pháp kỹ thuật được sử dụng trong 5G front-haul.
Hệ thống phân chia bước sóng thụ động gồm các module ánh sáng màu, bộ ghép kênh, và sợi quang. CWDM and DWDM optical modules are called color light modules, and conventional single-mode and multi-mode optical modules are called gray light modules.
Nguyên tắc cốt lõi của hệ thống phân chia bước sóng thụ động là công nghệ WDM, và kết nối một bộ ghép kênh phân chia bước sóng bên ngoài. Bộ ghép kênh phân chia bước sóng có thể ghép các tín hiệu quang có bước sóng khác nhau lại với nhau và truyền chúng qua một sợi quang. Bộ ghép kênh phân chia bước sóng có thể tách các tín hiệu quang này với các bước sóng khác nhau ở đầu nhận, do đó tiết kiệm tài nguyên sợi.
Lấy hệ thống ghép kênh phân chia bước sóng CWDM làm ví dụ, lắp mô-đun quang CWDM vào công tắc, và sử dụng nút nhảy để kết nối mô-đun quang CWDM và bộ ghép kênh phân chia bước sóng CWDM hoặc OADM để hoạt động.
Mạng lưu trữ SAN/NAS
Do sự phát triển nhanh chóng của Internet và các ứng dụng mạng, các loại dữ liệu được xử lý bởi hệ thống lưu trữ thông tin dữ liệu đã tăng lên, and the data information storage system is facing enormous challenges. NAS(Lưu trữ đính kèm mạng) và SAN(Mạng vùng lưu trữ) cung cấp giải pháp quản lý dữ liệu tập trung hiệu quả nhất. Vì chúng có thể tách thiết bị lưu trữ thông tin dữ liệu ra khỏi mạng và hệ thống máy chủ, nó quản lý dữ liệu thông tin tập trung và có khả năng mở rộng tốt.
Chức năng của mạng lưu trữ SAN/NAS là lưu trữ dữ liệu. Trong số đó, mạng SAN chủ yếu bao gồm các máy chủ, Công tắc kênh sợi quang, thiêt bị lưu trư, và các phương tiện truyền dẫn (optical modules, dây nhảy quang); mạng lưu trữ NAS chủ yếu bao gồm lưu trữ NAS, công tắc, thiết bị đầu cuối (máy vi tính), hãng truyền tải (optical modules, sợi quang) áo len). Please note that the SAN network uses Fibre Channel optical modules and needs to support the FC(Kênh sợi quang) giao thức. The optical modules used in the NAS storage network are only required to comply with the Ethernet protocol.
5Mạng mang G
Sự xuất hiện của 5G mang đến cơ hội kinh doanh không giới hạn cho truyền thông quang học. Optical modules based on 5G base stations have become a research hotspot in the past two years. Mạng 5G bao gồm ba phần, mạng truy cập, mạng mang, và mạng lõi. Mạng mang 5G thường được chia thành lớp truy cập tàu điện ngầm, lớp tổng hợp tàu điện ngầm, lớp lõi metro/đường trục tỉnh, và hiện thực hóa các chức năng truyền dẫn trước và trung gian của các dịch vụ 5G. The devices at each layer mainly rely on optical modules to achieve interconnection.
Các kịch bản ứng dụng điển hình của 5G front-haul bao gồm kết nối trực tiếp bằng cáp quang, WDM thụ động, và mạng truyền tải quang/WDM tích cực (OTN)/mạng gói lát (SPN).
Các kịch bản kết nối trực tiếp bằng cáp quang thường sử dụng các mô-đun ánh sáng xám 25Gb/s, hỗ trợ các loại hai chiều sợi kép và sợi đơn, chủ yếu bao gồm hai khoảng cách truyền dẫn là 300m và 10km. Các kịch bản WDM thụ động chủ yếu bao gồm WDM thụ động điểm-điểm và WDM-PON, vân vân. Sử dụng Một cặp hoặc một sợi quang để nhận ra kết nối giữa nhiều AAU và DU, và các mô-đun đèn màu 10Gb/s hoặc 25Gb/s là bắt buộc.
Trong các kịch bản WDM/OTN đang hoạt động, 10Cần có các mô-đun ánh sáng xám khoảng cách ngắn Gb/s hoặc 25Gb/s giữa các thiết bị AAU/DU và WDM/OTN/SPN. Cần có các mô-đun ánh sáng màu hai chiều sợi kép hoặc sợi đơn với tốc độ N×10/25/50/100Gb/s giữa các thiết bị WDM/OTN/SPN.
Trong môi trường làm việc ngoài trời, mô-đun quang phía trước phải đáp ứng phạm vi nhiệt độ công nghiệp từ -40°C đến +85°C và có khả năng chống bụi. The demand for 5G optical modules much exceeds that of 4G optical modules, especially front-haul optical modules, có thể có nhu cầu rất cao, nên việc kiểm soát chi phí cũng là một trong những vấn đề cần được quan tâm.
5G backhaul chủ yếu sử dụng 25G, 50g, 100g, 200g, and 400G optical modules, hỗ trợ CPRI, eCPRI, Ethernet, OTN, và các giao thức giao diện khác và NRZ, PAM4, ĐMT, và các định dạng điều chế khác.
5Truyền giữa G có thể sử dụng các thiết bị quang 25G trưởng thành hiện có và sử dụng công nghệ PAM4 để tăng gấp đôi băng thông của các thiết bị quang. Khoảng cách truyền 10km và 40km sẽ bao phủ hơn 90% của các kịch bản ứng dụng, và khoảng cách truyền dẫn hơn 80km sẽ sử dụng công nghệ kết hợp.
Phần kết luận
chúng tôi đã giới thiệu 5 Application Scenarios of Optical Modules in this article, Các trung tâm dữ liệu, Trạm cơ sở truyền thông di động, Hệ thống phân chia bước sóng thụ động, Mạng lưu trữ SAN/NAS, và mạng Bearer 5G. Kịch bản ứng dụng nào là mô-đun quang của bạn được sử dụng trong? Aerech Networks is a leading provider of optical transceivers, if any questions, let us know.
