مقدمة أساسية للوحدة البصرية

مقدمة أساسية للوحدة البصرية

تتكون الوحدة الضوئية من أجهزة إلكترونية بصرية ودوائر وظيفية وواجهات بصرية. تشتمل الأجهزة الإلكترونية الضوئية على جزأين: الإرسال والاستقبال. باختصار، وظيفة الوحدة الضوئية هي تحويل الإشارة الكهربائية إلى إشارة ضوئية عند الطرف المرسل. بعد إرسال الإشارة الضوئية عبر الألياف الضوئية، يقوم الطرف المستقبل بتحويل الإشارة الضوئية إلى إشارة كهربائية.

جزء النقل هو: تتم معالجة الإشارة الكهربائية المدخلة بمعدل بت معين بواسطة شريحة المحرك الداخلي، ثم يقوم بتشغيل ليزر أشباه الموصلات (LD) أو الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) لإصدار الإشارة الضوئية المعدلة بالمعدل المقابل. تم تجهيز دائرة التحكم الأوتوماتيكية بالطاقة الضوئية الداخلية للحفاظ على استقرار طاقة الإشارة الضوئية الناتجة.

جزء الاستقبال هو: يتم تحويل وحدة إدخال الإشارة الضوئية بمعدل بت معين إلى إشارة كهربائية بواسطة الصمام الثنائي للكشف البصري، ويتم إخراج الإشارة الكهربائية بمعدل البت المقابل بعد المضخم الأولي.

-المفهوم الأساسي للوحدة البصرية-

وحدة المنفذ الضوئية هي الاسم العام لفئات الوحدات المختلفة، وتشير بشكل عام إلى الوحدة المتكاملة لجهاز الإرسال والاستقبال البصري

-وظيفة الوحدة البصرية-

وتتمثل وظيفتها ببساطة في تحقيق التحويل بين الإشارات الضوئية والإشارات الكهربائية.

-هيكل الوحدة البصرية-

تتكون الوحدة الضوئية عادةً من جهاز إرسال بصري وجهاز استقبال بصري ودائرة وظيفية وواجهة بصرية (كهربائية).

في جهاز الإرسال، تقوم شريحة التشغيل بمعالجة الإشارة الكهربائية الأصلية، ثم تقوم بتشغيل ليزر أشباه الموصلات (LD) أو الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) لإصدار إشارة بصرية معدلة.

الميناء في الطرف المتلقي. بعد وصول الإشارة الضوئية، يتم تحويلها إلى إشارة كهربائية بواسطة صمام ثنائي للكشف البصري، ومن ثم إخراج الإشارة الكهربائية من خلال المضخم الأولي.

-تصنيف الوضع البصري-

-تاريخ تطور الوضع البصري-

-مقدمة لتغليف الوحدات الضوئية-

هناك مجموعة واسعة من معايير التغليف للوحدات الضوئية، ويرجع ذلك أساسًا إلى:

》سرعة تطوير تكنولوجيا اتصالات الألياف الضوئية سريعة جدًا. تتزايد سرعة الوحدة الضوئية، ويتقلص الحجم أيضًا، بحيث يتم إصدار ملصقات تغليف جديدة كل بضع سنوات

دقيقة ومن الصعب أيضًا التوافق بين معايير التغليف الجديدة والقديمة.

》تتنوع سيناريوهات تطبيق الوحدات الضوئية. تختلف مسافات النقل ومتطلبات عرض النطاق الترددي وأماكن الاستخدام المختلفة، التي تتوافق مع أنواع مختلفة من الألياف الضوئية المستخدمة، والوحدات الضوئية أيضًا.

ميناء جي بي سي

GBIC هو محول واجهة معدل البت جيجا.

قبل عام 2000، كانت GBIC هي أكثر عبوات الوحدات الضوئية شيوعًا وشكل وحدة جيجابت الأكثر استخدامًا على نطاق واسع.

ميناء SFP

نظرًا للحجم الكبير لـ GBIC، ظهر SFP لاحقًا وبدأ في استبدال GBIC.

SFP، الاسم الكامل لـ Small Form-factor Pluggable، عبارة عن وحدة ضوئية صغيرة قابلة للتبديل السريع. حجمها الصغير نسبة إلى عبوة GBIC. حجم SFP أصغر بمقدار النصف من حجم وحدة GBIC، ويمكن تكوين أكثر من ضعف عدد المنافذ على نفس اللوحة. من حيث الوظيفة، هناك اختلاف بسيط بين الاثنين، وكلاهما يدعم التوصيل السريع. الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي الذي يدعمه SFP هو 4 جيجابت في الثانية

XFP عن طريق الفم

XFP عبارة عن عامل صغير الحجم قابل للتوصيل بسرعة 10 جيجابت، ويمكن فهمه في لمحة. إنه SFP بسرعة 10 جيجابت.

تعتمد XFP وحدة تسلسلية أحادية القناة كاملة السرعة متصلة بواسطة XFI (واجهة تسلسلية 10 جيجابت)، والتي يمكن أن تحل محل Xenpak ومشتقاته.

منفذ SFP+

SFP+، مثل XFP، عبارة عن وحدة بصرية 10G.

حجم SFP + هو نفس حجم SFP. إنه أكثر إحكاما من XFP (تم تقليله بحوالي 30%)، كما أن استهلاكه للطاقة أصغر أيضًا (تم تقليله بواسطة بعض وظائف التحكم في الإشارة).

يا SFP28

يرجع السبب الرئيسي في SFP بمعدل 25 جيجابت في الثانية إلى أن الوحدات الضوئية 40 جيجا و100 جيجا كانت باهظة الثمن في ذلك الوقت، لذلك تم وضع مخطط الانتقال الوسط هذا.

QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP28-DD

واجهة SFP رباعية صغيرة الحجم قابلة للتوصيل بأربع قنوات. تم تطبيق العديد من التقنيات الأساسية الناضجة في XFP على هذا التصميم. يمكن تقسيم QSFP إلى 4 وفقًا للسرعة × 10G QSFP+、4 × 25G QSFP28、8 × 25G QSFP28-DD الوحدة الضوئية، إلخ.

خذ QSFP28 كمثال، والذي ينطبق على منفذ الوصول 4 × 25GE. يمكن استخدام QSFP28 للترقية من 25 جيجا إلى 100 جيجا بدون 40 جيجا، مما يبسط إلى حد كبير صعوبة توصيل الكابلات ويقلل التكاليف.

QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP28-DD

يشير QSFP-DD، الذي تم إنشاؤه في مارس 2016، إلى "الكثافة المزدوجة". أضف صفًا من القنوات إلى القنوات الأربع الخاصة بـ QSFP وقم بتغييرها إلى 8 قنوات.

يمكن أن يكون متوافقًا مع مخطط QSFP. لا يزال من الممكن استخدام وحدة QSFP28 الأصلية، ما عليك سوى إدخال وحدة أخرى. عدد الأصابع الذهبية لـ OSFP-DD هو ضعف عدد الأصابع QSFP28.

يعتمد كل QSFP-DD تنسيق إشارة NRZ بسرعة 25 جيجابت في الثانية أو PAM4 بسرعة 50 جيجابت في الثانية. مع PAM4، يمكنه دعم ما يصل إلى 400 جيجابت في الثانية.

OSFP

OSFP، Octal Small Form Factor Pluggable، "O" تعني "octal"، تم إطلاقه رسميًا في نوفمبر 2016.

تم تصميمه لاستخدام 8 قنوات كهربائية لتحقيق 400 جيجابت (8 * 56 جيجابت، ولكن يتم تشكيل إشارة 56 جيجابت بواسطة ليزر 25 جيجا DML تحت تعديل PAM4)، وحجمه أكبر قليلاً من QSFP-DD. يتمتع المحرك البصري وجهاز الإرسال والاستقبال ذو القوة الكهربائية العالية بأداء أفضل قليلاً في تبديد الحرارة.

CFP/CFP2/CFP4/CFP8

تشكل Centum gigabits وحدة اتصالات بصرية قابلة للتوصيل بتقسيم الطول الموجي الكثيف. يمكن أن يصل معدل النقل إلى 100-400 جيجابت في الثانية

تم تصميم CFP على أساس واجهة SFP، بحجم أكبر ودعم نقل البيانات بسرعة 100 جيجابت في الثانية. يمكن أن يدعم CFP إشارة واحدة 100G وإشارات 40G واحدة أو أكثر.

الفرق بين CFP وCFP2 وCFP4 هو الحجم. حجم CFP2 هو نصف حجم CFP، وCFP4 هو ربع حجم CFP. CFP8 هو نموذج تعبئة مقترح خصيصًا لـ 400G، وحجمه يعادل CFP2. دعم معدلات القنوات 25 جيجابت في الثانية و50 جيجابت في الثانية، وتحقيق معدل وحدة 400 جيجابت في الثانية من خلال الواجهة الكهربائية 16x25G أو 8x50.