Laghdaíonn modúil optúla earráidí tarchurtha

 

Modúil optúlaanois ina gcomhpháirteanna riachtanacha i mbonneagar teileachumarsáide nua-aimseartha, go príomha mar gheall ar a gcumas earráidí tarchurtha a laghdú go suntasach i gcomparáid le córais thraidisiúnta copair. Thosaigh forbairt na modúl seo go mór i ndeireadh na 1990idí, nuair a thosaigh cuideachtaí ar nós Cisco agus Lucent Technologies ag dul i ngleic le saincheisteanna sláine sonraí le hidirnaisc chopair ag luasanna os cionn 1 Gbit/s.

 

 

Forbairt stairiúil agus ceartú earráidí

 

An chéad ghlúin demodúil snáthoptaicea tugadh isteach thart ar 1998-2000 léirigh thart ar 60% níos lú earráidí giotán ná a gcomhghleacaithe copair ag faid choibhéiseacha. D'eascair an feabhas seo ó dhíolúine snáthoptaice chuig trasnaíocht leictreamaighnéadach (EMI) agus trasnaíocht radaimhinicíochta (RFI), a chuir isteach ar chórais chopair i dtimpeallachtaí lárionad sonraí ina raibh na céadta freastalaithe ag oibriú i gcóngaracht.

Feidhmithe luatha a úsáideadh sách simplímodúlóir optúladearaí atá bunaithe ar mhodhnú díreach léasair Fabry-Pérot. Bhain na modúil seo rátaí earráide giotán (BER) de thart ar 10^-12 amach, a measadh a bheith sármhaith ag an am ach nach raibh sé leordhóthanach do riachtanais nua-aimseartha. D'fheabhsaigh tabhairt isteach léasair aiseolais dáilte (DFB) i 2003 é seo go 10^-15, rud a d'fhág go raibh tarchur fad-achair níos praiticiúla.

 

Teaghlaigh SFP agus meicníochtaí laghdaithe earráide

 

An tsonraíocht Fachtóra Beag-Fachtóir Pluggable, a tháirgtear an-arna ghlacadh go forleathantrasghlacadóir optúla sfp, ba mhór an dul chun cinn é nuair a scaoileadh go poiblí é in 2001. Ar dtús, arna fhorbairt ag cuibhreannas a chuimsigh Finisar, Agilent, agus AMP, chuir an caighdeán SFP comhéadan caighdeánach te in-phlugáilte ar fáil a cheadaigh sláine comhartha níos fearr trí dhearadh leictreach feabhsaithe.

Feidhmithe gigabit

Tá anTiománaí gigabit sfptháinig tábhacht ar leith leis maidir le líonrú fiontair. Léirigh tástálacha a rinne saotharlanna neamhspleácha in 2004 go bhféadfadh modúil SFP a cuireadh i bhfeidhm i gceart tarchuir saor ó earráidí a choinneáil (earráidí nialasacha thar thréimhsí tástála 24-uair an chloig) ag faid suas le 10 gciliméadar ag baint úsáide as snáithín aonmhóid. Bhí sé seo réabhlóideach i gcomparáid le copar Gigabit Ethernet, a bhí teoranta do 100 méadar agus fós taithí earráidí ó am go chéile mar gheall ar crosstalk.

Tá anmodúl snáthoptaice sfpionchorpraíodh an dearadh roinnt gnéithe laghdaithe earráide:

Tiománaithe léasair chúitithe teochta a choinnigh cumhacht aschurtha comhsheasmhach

Ciorcaid ghlacadóra chun cinn le cothromú oiriúnaitheach

Tógtha-i mhonatóireacht dhiagnóiseach (ar a dtugtar Monatóireacht Diagnóiseach Digiteach nó DDM go minic)

Tithíocht fheabhsaithe a sholáthair sciath IEA níos fearr

 

Trasghlacadóiréabhlóid agus ceartú earráide

 

Tá forbairt antransceiver modúl optúlaimithe trí roinnt céimeanna ar leith. Timpeall 2007-2008, thosaigh monaróirí ag neadú ceartú earráide ar aghaidh (FEC) go díreach i modúil. Bhí sé seo conspóideach ar dtús toisc gur chuir sé costas agus tomhaltas cumhachta leis, ach léirigh imscaradh allamuigh laghdú suntasach ar earráidí do-cheartaithe-thuairiscigh roinnt oibreoirí 90% níos lú teipeanna naisc tar éis glacadh le modúil FEC-chumasaithe.

Forbairt shuimiúil amháin a bhí samodúl glacadóir snáthoptaicele braite comhleanúnach, a thosaigh le feiceáil i dtáirgí tráchtála thart ar 2010. Murab ionann agus córais braite díreacha traidisiúnta, d'fhéadfadh glacadóirí comhleanúnacha faisnéis aimplitiúid agus céime a aisghabháil, rud a dhéanfadh dúbailt ar mhéid na sonraí tarchurtha agus rátaí earráide comhchosúla á gcoinneáil ag an am céanna. Ba i gcórais chábla fomhuirí a rinneadh na himscaradh tráchtála is luaithe, áit a bhféadfadh fiú feabhsuithe beaga ar rátaí earráide deireadh a chur leis an ngá le trealamh costasach athghiniúna.

 

Feidhmithe -ardluais nua-aimseartha

 

Teicneolaíocht modúl optúil digiteach

Teacht chun cinn anmodúl optúil digiteachba chéim shuntasach eile chun cinn é timpeall na bliana 2015. Ionchorpraíodh sna modúil seo próiseálaithe comharthaí digiteacha (DSPanna) a d'fhéadfadh anailís earráide fíor-ama agus cothromú oiriúnaitheach a dhéanamh. Léirigh leaganacha luatha ó chuideachtaí ar nós Acacia Communications agus NeoPhotonics go bhféadfadh modúil chumasaithe DSP oibriú ag rátaí 100G le BER níos fearr ná 10 ^-15 fiú thar achair níos mó ná 1000 ciliméadar, rud a bheadh ​​dodhéanta le dearaí analógacha amháin.

Tá anmodúl optúil sfptháinig an teicneolaíocht chun cinn freisin chun fachtóirí foirme níos lú a áireamh. Thacaigh sonraíocht SFP28, a daingníodh in 2014, le 25 Gbit/s in aghaidh an lána agus na cumais cheartúcháin earráide céanna á gcoinneáil ag modúil níos mó. Baineadh é seo amach trí roinnt nuálaíochtaí:

Bainistíocht feabhsaithe sliseanna léasair

Cúiteamh scaipeadh crómatach níos fearr

Ciorcaid aisghabhála clog níos sofaisticiúla

Thug sonraí allamuigh ó mhórsholáthróirí néil (cé nach bhfoilsítear go hiondúil iad) le fios gur bhain imscaradh SFP28 in 2016-2017 meántréimhse ama idir teipeanna (MTBF) thar 10 mbliana, agus earráidí tarchurtha mar chúis na teipe ag tarlú i níos lú ná 2% de na cásanna.

400G agus níos faide anonn

Tá an400g modúl optúilLéiríonn sé staid reatha na-ealaíne i laghdú earráide. Is gnách go n-úsáideann na modúil seo, a thosaigh ar imscaradh tráchtála thart ar 2019, 8 lána ag 50G an ceann nó 4 lána ag 100G. D'ardaigh an t-aistriú go modhnú PAM-4 (in ionad NRZ traidisiúnta) imní ar dtús faoi rátaí earráide, ós rud é go bhfuil corrlach níos lú idir leibhéil chomharthaí ag PAM-4. Mar sin féin, bhí feidhmíocht earráidí comhchosúla nó níos fearr i gcomparáid le córais NRZ mar thoradh ar dhul chun cinn i dteicneolaíocht DSP agus cur i bhfeidhm na gcód FEC níos láidre (go háirithe RS(544,514) FEC).

D’fhoilsigh Inphi Corporation (mar chuid de Marvell anois) sonraí in 2020 a thaispeánann go raibh a modúil 400G bainte amach roimh-FEC BER de thart ar 10^-5, rud a cheartaigh a n-inneall FEC chun postáil-FEC BER níos fearr ná 10^-15. Chiallaigh sé seo, chun críocha praiticiúla, go raibh earráidí tarchuir beagnach neamh-ann i gcórais deartha i gceart.

 

 

Breithnithe bonneagair

 

Dearadh modúlach córas optúil

Coincheap acóras snáthoptaice modúlachtá tarraingt bainte amach aige go háirithe in ionaid sonraí hipearscála. D'fhoilsigh cuideachtaí cosúil le Microsoft agus Facebook (Meta) páipéir bhána a chuireann síos ar an gcaoi a ligeann dearaí modúlach dóibh codanna éagsúla den chosán optúil a bharrfheabhsú ar leithligh. Mar shampla, d’fhéadfadh go n-úsáidfeadh lárionad sonraí modúil ilmhóid ghearra le haghaidh naisc ionra-raca (nuair a bhíonn costas níos tábhachtaí ná feidhmíocht iomlán) agus modúil aonmhóid do naisc idir-raca nó tógála (ina bhfuil feidhmíocht ríthábhachtach).

Chuidigh an cur chuige modúlach seo le rátaí foriomlána earráide an chórais a laghdú toisc gur féidir gach cineál nasc a bharrfheabhsú dá chás úsáide sonrach. Deirtear go bhfaca ionad sonraí Microsoft i Quincy, Washington laghdú 40% ar earráidí naisc tar éis aistriú go bonneagar optúil iomlán modúlach in 2018.

Feidhmithe painéil paiste

Painéil paiste modúlach snáthoptaicechuidigh siad freisin le hearráidí a laghdú, cé gur minic nach ndéantar dearmad ar a dtionchar. Go stairiúil b'ionann naisc fhisiceacha laga ag painéil paiste agus 15-20% d'earráidí naisc optúla de réir staidéar 2012 ag Corning. Laghdaigh painéil paiste modúlacha nua-aimseartha le dearadh cónascaire feabhsaithe (go háirithe nascóirí LC agus MPO/MTP) é seo go suntasach.

Bhí tábhacht ar leith ag baint le tabhairt isteach nascóirí cluaisíní LC a bhrú-thart ar 2005-sholáthair na nascóirí seo caillteanas ionsáite agus caillteanas fillte níos comhsheasmhaí i gcomparáid le dearaí bunaithe ar chliatháin níos luaithe, a d’fhéadfadh a bheith scaoilte le himeacht ama mar gheall ar chreathadh i dtimpeallachtaí lárionad sonraí.

 

Sonraíochtaí agus caighdeáin theicniúla

 

Tá sonraíochtaí bunaithe ag comhlachtaí caighdeáin éagsúla a thugann aghaidh go díreach ar laghdú earráidí. Sonraíonn grúpa oibre IEEE 802.3, mar shampla, ceanglais uasta BER do luasanna éagsúla Ethernet. I gcás 100GBASE-SR4 (comhfheidhmiú ilmhód), éilíonn an caighdeán nach bhfuil BER níos measa ná 10^-12 ag aschur an díchódóra FEC, rud a fhágann nach bhfuil aon earráidí ann le linn gnáthoibríochta.

Bhí an Fóram um Oibriú Idirlín Optúil (OIF) gníomhach go háirithe ag sainiú comhéadain a íoslaghdaíonn earráidí. Sonraíonn a gComhaontuithe Cur Chun Feidhme do CEI-28G agus CEI-56G saintréithe leictreacha mionsonraithe lena n-áirítear Giodam, crosstalk, agus caillteanas aischuir - a mbíonn tionchar ag rátaí earráide nuair nach ndéantar iad a rialú i gceart.

Is fiú a thabhairt faoi deara, cé go sonraíonn caighdeáin íosfheidhmíocht, is minic a sháraíonn modúil tráchtála na ceanglais seo. Fuarthas amach i suirbhé in 2019 ar mhodúil ó mhonaróirí móra (Finisar, Lumentum, II-VI) go raibh gnáth-mhodúil tráchtála ag feidhmiú 2-3 dB níos fearr ná an t-íosbhuiséad optúil riachtanach, rud a chuir corrlach suntasach ar fáil in aghaidh earráidí.

 

Taithí imscartha phraiticiúil

 

Tá sé léirithe ag fíor-imscaradh domhanda, cé go soláthraíonn modúil optúla laghduithe earráide den scoth i dteoiric, go bhfuil suiteáil agus cothabháil cheart ríthábhachtach i gcónaí. Fuair ​​​​staidéar in 2017 ar sholáthraí teileachumarsáide mór i Meiriceá Thuaidh amach go ndearnadh thart ar 80% d’earráidí naisc optúla a rianadh ar deireadh go:

Nascóirí salach (31%)

Damáiste snáithíní (23%)

Suiteáil modúl mícheart (14%)

Comhcheangail mhodúil/snáithín neamh-chomhoiriúnach (12%)

Léiríonn sé seo nach bhfuil sa mhodúl optúil féin ach cuid den chothromóid laghdaithe earráide. Fuair ​​​​an staidéar céanna amach, tar éis prótacal glantacháin dian agus clár oiliúna teicneoirí a chur i bhfeidhm, thit ráta earráide an líonra 67% gan aon mhodúil a athrú.

 

Forbairtí amach anseo

 

Leanann taighde ar rátaí earráide níos ísle fós. Léirigh múnlú réaltbhuíon dóchúil, a uasmhéadaíonn an dáileadh comhartha do shaintréithe an chainéil, gealltanas i dtástálacha saotharlainne. Léirigh torthaí foilsithe ó Nokia Bell Labs in 2021 feabhsuithe BER de 1-2 dB ag baint úsáide as an teicníc seo, rud a d’aistrigh go tarchur níos iontaofa.

Léiríonn comhtháthú na n-halgartaim meaisínfhoghlama le haghaidh cothabhála réamh-mheastacháin acmhainneacht freisin. Trí anailís a dhéanamh ar phatrúin sna réamh-rátaí earráide FEC agus sonraí diagnóiseacha atá ar fáil ó mhodúil nua-aimseartha, is féidir leis na córais seo teipeanna atá le teacht a thuar uaireanta nó laethanta roimh ré, rud a ligeann d’athsholáthar réamhghníomhach sula dtarlóidh seirbhís-a mbeidh tionchar acu ar earráidí.