عندما يتعلق الأمر بالنقل لمسافات طويلة، مع الأخذ في الاعتبار التكلفة، سيفكر السائق القديم أولاً في شيئين: أجهزة إرسال واستقبال الألياف الضوئية والجسور.مع الألياف الضوئية، استخدم أجهزة الإرسال والاستقبال.إذا لم يكن هناك ألياف ضوئية، فهذا يعتمد على ما إذا كانت البيئة الفعلية يمكنها الاتصال بالجسر.
أكثر من عشرة كيلومترات وعشرات الكيلومترات، ولكن أيضًا لضمان نقل مستقر وموثوق، تعد الألياف الضوئية أمرًا ضروريًا.
اليوم، دعونا نتحدث عن الحل الرائد في مجال اتصالات الألياف الضوئية - جهاز إرسال واستقبال الألياف الضوئية.
جهاز الإرسال والاستقبال هو جهاز لتحويل الإشارات، ويشار إليه عادة باسم جهاز إرسال واستقبال الألياف الضوئية.يؤدي ظهور أجهزة إرسال واستقبال الألياف الضوئية إلى تحويل الإشارات الكهربائية الزوجية الملتوية والإشارات الضوئية إلى بعضها البعض، مما يضمن نقلًا سلسًا لحزم البيانات بين الشبكتين، وفي الوقت نفسه يزيد حد مسافة الإرسال للشبكة من 100 متر من الأسلاك النحاسية إلى 100 متر. كيلومتر (ألياف أحادية الوضع).
مع التطور المستمر للتكنولوجيا، أصبح الاتجاه الحالي هو أن تحل تقنية VO التسلسلية عالية السرعة محل تقنية الإدخال / الإخراج المتوازية التقليدية.أسرع سرعة لواجهة الناقل المتوازي هي 133 ميجابايت/ثانية لـ ATA7.وقد وصل معدل النقل الذي توفره مواصفات SATA1.0 التي تم إصدارها في عام 2003 إلى 150 ميجابايت/ثانية، ووصلت السرعة النظرية لـ SATA3.0 إلى 600 ميجابايت/ثانية.عندما يعمل الجهاز بسرعة عالية، يكون الناقل الموازي عرضة للتداخل والتداخل، مما يجعل الأسلاك معقدة للغاية.يمكن أن يؤدي استخدام أجهزة الإرسال والاستقبال التسلسلية إلى تبسيط تصميم التخطيط وتقليل عدد الموصلات.تستهلك الواجهات التسلسلية أيضًا طاقة أقل من المنافذ المتوازية التي لها نفس النطاق الترددي للناقل.ويتم تغيير وضع عمل الجهاز من الإرسال المتوازي إلى الإرسال التسلسلي، ويمكن مضاعفة السرعة التسلسلية مع زيادة التردد.
مستوى سرعة Gb المدمج القائم على FPGA ومزايا بنية الطاقة المنخفضة، فهو يمكّن المصممين من استخدام أدوات EDA الفعالة لحل مشكلة البروتوكول وتغييرات السرعة بسرعة.مع التطبيق الواسع لـ FPGA، تم دمج جهاز الإرسال والاستقبال في FPGA، والتي أصبحت وسيلة فعالة لحل مشكلة سرعة نقل المعدات.
تتيح أجهزة الإرسال والاستقبال عالية السرعة نقل كميات كبيرة من البيانات من نقطة إلى نقطة.تستفيد تقنية الاتصال التسلسلي هذه بشكل كامل من سعة قناة وسيط النقل وتقلل من عدد قنوات النقل المطلوبة ودبابيس الجهاز مقارنة بنواقل البيانات المتوازية، وبالتالي تقليل الاتصال بشكل كبير.يكلف.يجب أن يتمتع جهاز الإرسال والاستقبال ذو الأداء الممتاز بمزايا انخفاض استهلاك الطاقة، وصغر الحجم، والتكوين السهل، والكفاءة العالية، بحيث يمكن دمجه بسهولة في نظام الناقل.في بروتوكول نقل البيانات التسلسلية عالي السرعة، يلعب أداء جهاز الإرسال والاستقبال دورًا حاسمًا في معدل نقل واجهة الناقل، ويؤثر أيضًا على أداء نظام واجهة الناقل إلى حد ما.يحلل هذا البحث تحقيق وحدة الإرسال والاستقبال عالية السرعة على منصة FPGA، ويوفر أيضًا مرجعًا مفيدًا لتحقيق مختلف البروتوكولات التسلسلية عالية السرعة.
يتمتع هذا الصندوق الصغير بمعدل تعريض مرتفع للغاية في نظام الإرسال لمسافات طويلة، ويمكن رؤيته غالبًا في سيناريوهات المراقبة والوصول اللاسلكي والألياف الضوئية وغيرها من السيناريوهات.
كيف تستعمل
تُستخدم أجهزة إرسال واستقبال الألياف الضوئية بشكل عام في أزواج، ويتم نشرها في نهاية الوصول (والتي يمكن توصيلها بالمحطات الطرفية مثل الكاميرات ونقاط الوصول وأجهزة الكمبيوتر من خلال المفاتيح) وطرف الاستقبال البعيد (مثل غرفة الكمبيوتر/غرفة التحكم المركزية، إلخ .، بالطبع، يمكن استخدامه أيضًا للوصول إلى المحطة)، وبالتالي بناء جسر اتصال منخفض الكمون وعالي السرعة ومستقر لكلا الطرفين.
من حيث المبدأ، طالما أن المواصفات الفنية مثل المعدل والطول الموجي ونوع الألياف (مثل نفس منتج الألياف أحادية الوضع أو نفس الألياف المزدوجة أحادية الوضع) متسقة، فإن العلامات التجارية المختلفة تكون متطابقة، وحتى يمكن تحقيق أحد طرفي جهاز إرسال واستقبال الألياف وطرف واحد من الوحدة الضوئية.تواصل.لكننا لا نوصي بذلك.
ألياف مفردة ومزدوجة
يعتمد جهاز الإرسال والاستقبال أحادي الألياف تقنية WDM (تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي)، حيث ينقل أحد الطرفين الطول الموجي 1550 نانومتر، ويستقبل الطول الموجي 1310 نانومتر، ويرسل الطرف الآخر 1310 نانومتر ويستقبل 1550 نانومتر، وذلك لتحقيق استقبال البيانات وإرسالها على ألياف بصرية واحدة.
ولذلك، يوجد منفذ بصري واحد فقط في هذا النوع من أجهزة الإرسال والاستقبال، والطرفان متماثلان تمامًا.من أجل التمييز، يتم تحديد المنتجات بشكل عام من خلال النهايتين A وB.
جهاز إرسال واستقبال أحادي الألياف (في الصورة زوج، صفر واحد)
المنافذ الضوئية لجهاز الإرسال والاستقبال ثنائي الألياف هي "زوج واحد" - منفذ الإرسال المميز بـ TX + منفذ الاستقبال المميز بـ RX، طرف واحد هو زوج، وكل إرسال واستقبال يؤدي واجباته الخاصة.الأطوال الموجية لـ TX وRX هي نفسها، وكلاهما 1310 نانومتر.
جهاز إرسال واستقبال ثنائي الألياف (في الصورة زوج، صفر واحد)
في الوقت الحاضر، منتجات الألياف المفردة السائدة في السوق.وفي حالة قدرات الإرسال المماثلة، فمن الواضح أن أجهزة الإرسال والاستقبال أحادية الألياف التي "توفر تكلفة ألياف واحدة" هي الأكثر شيوعًا.
الوضع الفردي والوضع المتعدد
الفرق بين أجهزة إرسال واستقبال الألياف الضوئية أحادية الوضع وأجهزة إرسال واستقبال الألياف الضوئية متعددة الأوضاع بسيط، أي الفرق بين الألياف الضوئية أحادية الوضع والألياف الضوئية متعددة الأوضاع.
القطر الأساسي للألياف أحادية الوضع صغير (يُسمح بانتشار وضع واحد فقط للضوء)، والتشتت صغير، وهو أكثر مقاومة للتداخل.مسافة الإرسال أعلى بكثير من مسافة الألياف متعددة الأوضاع، والتي يمكن أن تصل إلى أكثر من 20 كيلومترًا أو حتى مئات الكيلومترات.تطبق عادة في حدود 2 كيلومتر.
وذلك على وجه التحديد لأن القطر الأساسي للألياف أحادية الوضع صغير، ومن الصعب التحكم في الشعاع، ويلزم استخدام ليزر عالي التكلفة كمصدر للضوء (تستخدم الألياف متعددة الأوضاع بشكل عام مصدر ضوء LED)، وبالتالي فإن السعر هو أعلى من الألياف متعددة الأوضاع، وهي أكثر فعالية من حيث التكلفة.
في الوقت الحاضر، هناك العديد من منتجات أجهزة الإرسال والاستقبال أحادية الوضع في السوق.تعد تطبيقات مراكز البيانات متعددة الأوضاع أكثر من مجرد معدات أساسية للمعدات الأساسية، واتصالات ذات نطاق ترددي كبير لمسافات قصيرة.
ثلاث معلمات رئيسية
1. السرعة.هناك منتجات سريعة وجيجابت متاحة.
2. مسافة الإرسال.هناك منتجات لعدة كيلومترات وعشرات الكيلومترات.بالإضافة إلى المسافة بين الطرفين (مسافة الكابل البصري)، لا تنس النظر إلى المسافة من المنفذ الكهربائي إلى المفتاح.كلما كان أقصر كان ذلك أفضل.
3. نوع وضع الألياف.وضع واحد أو وضع متعدد، ألياف مفردة أو ألياف متعددة.
وقت النشر: 17 مارس 2022