Optikai hálózati adó-vevő. Száloptikai adó-vevők

Megvizsgáltuk, hogy általában mi az SFP és az SFP + forma faktor optikai adóvevő. Ebben néhány finomabb pontot szeretnénk részletesebben elemezni.

Különösen kitérünk az adó-vevők osztályozására az optikai csatlakozók típusa, szabványok és hullámhossz-osztási multiplexelési technológia szerint.

Kábelhajtás

Az SFP modulokhoz való csatlakozáshoz szükséges optikai kábelt LC (Lucent / Little / Local Connector) vagy SC (Subscriber / Square / Standard Connector) előfizetőre kell vágni.

Ennek megfelelően a modulok kétféle kábelcsatlakozóval állnak rendelkezésre: SC és LC.

Itt kell megjegyezni, hogy sFP, SFP + formátumú kettős szálú optikai adó-vevők szinte mindig LC csatlakozóval vannak ellátvamivel az SC nagyobb, és ezekből a csatlakozókból kettő nem fér el egy duplex modulban. Az SC használata csak egyetlen szálban lehetséges.

Az SC az egyik első kerámia csatlakozó, amelynek célja az optikai kábelek különféle eszközökhöz való csatlakoztatásának megkönnyítése, valamint a kábelek kivágásának védelme a szennyeződéstől és mechanikai sérülésektől. Figyelembe véve az optikai kábel szálainak mikroszkopikus vastagságát, még egy porszem is jelentősen romolhatja a kommunikáció minőségét vagy megszakíthatja a kapcsolatot.

Az LC csatlakozót a Lucent fejlesztette ki az SC továbbfejlesztett változataként. Fele akkora, és rendelkezik egy lepattintható eszközzel az optikai kábelek könnyű kezeléséhez nagy csatlakozási / szálsűrűség mellett.

Általában az Ethernet szabványok lehetővé teszik mind az egy, mind a második csatlakozó használatát, azonban a legtöbb gyártó ennek ellenére telepíti az LC csatlakozókat moduljaira. Még egyszálas SFP WDM modulok is, amelyeket mindig szabványosan SC csatlakozóval gyártottak, most is kaphatók LC csatlakozóval.

Az optikai csatlakozókról ebben a cikkben olvashat bővebben.

Szabványok

Az optikai adó-vevők Ethernet hálózatokon működnek, ezért meg kell felelniük a vonatkozó szabványok egyikének. A kényelem kedvéért egy táblázatba vittük azok paramétereit.

Átviteli sebesség	Alapértelmezett	Alapértelmezett	Rostszám	Szálas típus	Emitter hullámhossza, nm
				multimódus, full duplex
				multimódus, fél duplex garantált ütközés érzékeléssel
	TIA / EIA-785-1-2002			multimódus
				egymódú
				egymódú
				multimódus
				egymódú
				multimódus
				egymódú
				egymódú
				egymódú
				egymódú
				multimódus
				multimódus	1275, 1300, 1325, 1350
				egymódú	1275, 1300, 1325, 1350
				egymódú
				egymódú
				multimódus
				multimódus
				egymódú
				egymódú
				multimódus
				egymódú	1295, 1300, 1305, 1310
				egymódú	1295, 1300, 1305, 1310

Optikai egymódú üvegszálas átlátszó ablakok

A modern optikai kábel túlnyomó része az SMF G.652 szabványhoz tartozik különböző verziók. Legújabb verzió A G.652 (11/16) szabvány 2016 novemberében jelent meg. A szabvány leírja az úgynevezett standard egymódú szálat.

A fény átvitele egy optikai szálon a teljes belső visszaverődés elvén alapszik a különböző optikai sűrűségű közegek határfelületén. Ennek az elvnek a megvalósításához a szál kétrétegű vagy többrétegű. A fényvezető magot átlátszó burkolatok rétegei veszik körül, amelyek alacsonyabb törésmutatójú anyagokból készülnek, ennek következtében teljes visszaverődés következik be a réteg határán.

Az optikai szálat mint átviteli közeget csillapítás és diszperzió jellemzi. A csillapítás a jel teljesítményének a szálon való áthaladása során bekövetkező vesztesége, amelyet kilométertávolság / dB / km veszteségként fejeznek ki. A csillapítás az átviteli közeg anyagától és az adó hullámhosszától függ. Az abszorpciós spektrum és a hullámhossz görbe több csúcsot tartalmaz minimális csillapítással. A grafikon ezen pontjait, amelyeket átlátszóságnak vagy telekommunikációs ablakoknak is neveznek, választották az emitterek kiválasztásának alapjául..

Hat egymódú üvegszálas átlátszó ablak van:

O-sáv (eredeti): 1260-1360 nm;
E-sáv (kiterjesztett): 1360-1460 nm;
S-sáv ( Rövid hullámhossz): 1460-1530 nm;
C tartomány ( Hagyományos): 1530-1565 nm;
L-sáv ( Hosszú hullámhossz): 1565-1625 nm;
U-band ( Nagyon hosszú hullámhossz): 1625-1675 nm.

Közeledik az egyes tartományok rost tulajdonságai megközelítőleg azonosnak tekinthetők. Az átláthatóság csúcsa, általában , a hosszú hullám végéigE-sáv ... Specifikus csillapításNarancs körülbelül másfélszer magasabbmint az S- és a C-sávban , specifikus kromatikus diszperzió - fordítva, nulla minimum 1310 nm hullámhosszon, és nulla felett aC-sáv.

Kezdetben egy duplex kapcsolat megszervezéséhez optikai kábel segítségével pár szálat használtak, amelyek mindegyike felelős az átviteli irányáért. Kényelmes, de pazarló a lefektetett kábel erőforrásaihoz képest. Ennek a problémának a mérséklésére fejlesztették ki a hullámhossz-osztás multiplexelés, vagy más szavakkal a hullám multiplexelés technológiáját.

Hullámhossz-osztású multiplexelési technológiák, WDM / CWDM / DWDM

WDM

A WDM technológia, a hullámhossz-megosztási multiplexelés több különböző fényhosszúságú fényáram továbbításán alapul egyetlen szál mentén.

Az alapvető WDM technológia lehetővé teszi egy duplex kapcsolat létrehozását, a leggyakrabban használt 1310/1550 nm hullámhosszal az O-, illetve a C-sávból. A technológia megvalósításához egy pár "tükör" modult használnak, az egyik 1550 nm-es adóval és 1310 nm-es vevővel, a másik éppen ellenkezőleg, 1310 nm-es adóval és 1550 nm-es vevővel rendelkezik.

Mindkét csatorna hullámhosszának különbsége 240 nm, ami lehetővé teszi mindkét jel megkülönböztetését használat nélkül speciális eszközök érzékelés. A használt fő pár, az 1310/1550, stabil összeköttetéseket tesz lehetővé 60 km-ig.

Ritka esetekben az O90-sávhoz képest alacsonyabb fajlagos csillapítású átlátszó ablakokból származó 1490/1550, 1510/1570 párokat és egyéb opciókat is alkalmaznak, ami lehetővé teszi több "nagy hatótávolságú" kapcsolat megszervezését. Ezenkívül az 1310/1490 kombináció akkor következik be, amikor kábeltévé jelet párhuzamosan továbbítanak az adatokkal 1550 nm hullámhosszon.

CWDM

A fejlesztés következő szakasza a Coarse WDM technológia, a CWDM, a durva hullámhossz-osztás multiplexelés volt. A CWDM lehetővé teszi a továbbítást akár 18 adatfolyam 1270 és 1610 nm közötti hullámhossz-tartományban, 20 nm-es lépéssel.

A CWDM modulok többnyire kettős szálúak. Vannak BiDi, kétirányú SFP CWDM modulok, amelyek ugyanazt a szálat továbbítják és fogadják, de Ukrajnában még mindig meglehetősen ritkák az értékesítés során.

Az SFP és SFP + CWDM adóegységek (modulok) azonos hullámhosszon továbbítanak.

Az ilyen modulok vevője szélessávú, vagyis bármilyen hullámhosszon vesz jelet, ami lehetővé teszi egyetlen duplex csatorna megszervezését bármely két, CWDM-megfelelésre tanúsított modullal. Több csatorna egyidejű átviteléhez passzív multiplexereket-demultiplexereket használnak, amelyek "színes" SFP modulokból (amelyek mindegyikének saját hullámhosszú adójuk van) egyetlen sugárba gyűjtik az adatfolyamokat a szálon keresztüli továbbításhoz, és szétszedik külön-külön. patakok a végponton ... A vevők sokoldalúsága nagy rugalmasságot biztosít a hálózatépítésben.

DWDM

Az eddigi legfrissebb fejlesztés - a sűrű spektrális multiplexelés, a sűrű WDM (DWDM) lehetővé teszi akár 24, testre szabott rendszerek esetén - akár 80 duplex kommunikációs csatorna rendszerezését, az 1528,77-1563,86 nm hullámhossztartományban, lépésenként 0, 79-0,80 nm.

Természetesen minél sűrűbb a csatornák elrendezése, annál szigorúbbak lesznek a tűrések a kibocsátók gyártása során. Ha a hagyományos modulok esetében a hullámhossz-hiba 40 nm-en belül elfogadható, a WDM adó-vevőknél ez a hiba 20-30 nm-re csökken, a CWDM esetében már 6-7 nm, a DWDM esetében pedig csak 0,1 nm. Minél kisebb a tűréshatár, annál drágább a kibocsátók gyártása.

Mindazonáltal a felszerelések jóval magasabb költségei ellenére a DWDM a következő jelentős előnyökkel rendelkezik a CWDM-mel szemben:
1) az átvitel észrevehetően több csatornák egy szálon;
2) nagyobb számú csatorna továbbítása nagy távolságokra, annak a ténynek köszönhető, hogy a DWDM a legnagyobb átlátszóság tartományában (1525-1565 nm) működik.

Végül meg kell említeni, hogy az eredeti WDM standarddal ellentétben a CWDM és DWDM esetében minden egyes csatorna 1 Gb / s és 10 Gb / s sebességgel képes adatokat szolgáltatni. Viszont 40 Gbps és 100 Gbps Ethernet szabványok valósulnak meg több 10 Gbps csatorna sávszélességének kombinálásával.

Mik azok az OADM modulok és WDM szűrők (elválasztók)?

A mássalhangzó neve ellenére az OADM modul nem optikai adó-vevő, sokkal inkább optikai szűrő, egyfajta multiplexer.

A képen: OADM modul.

Az OADM (Optical Add Drop Multiplexor) csomópontokat használják az adatfolyamok elválasztására a köztes pontokon. Az OADM, más néven Add-Drop modul, egy optikai eszköz, amelyet egy optikai kábel szakadásában telepítenek, és lehetővé teszi két adatfolyam szűrését egy közös sugárból. Az OADM-ek, mint az összes multiplexer, az SFP és az SFP + adó-vevőkkel ellentétben passzív eszközök, ezért nem igényelnek áramellátást, és bármilyen körülmények között, még a legsúlyosabbakban is telepíthetők. Egy megfelelően megtervezett OADM-csomag kiküszöböli a végső multiplexer szükségességét, és az adatfolyamokat közbenső pontokra osztja szét.

Az OADM hátránya az elválasztott és az átmenő jelek teljesítményének csökkenése, és ezért a maximális stabil átviteli tartomány. Különböző források szerint az energiacsökkenés 1,5 és 2 dB között van minden egyes Add-Drop esetén.

Egy még egyszerűsített eszköz, a WDM szűrő lehetővé teszi, hogy csak egy bizonyos hullámhosszú csatornát különítsünk el a teljes folyamtól. Így az OADM analógok tetszőleges párok alapján állíthatók össze, ami maximálisan növeli a hálózatépítés rugalmasságát.

A képen: WDM szűrő (elválasztó).

A WDM szűrő mind a WDM multiplexeléssel, mind a CWDM, DWDM multiplexeléssel rendelkező hálózatokban használható.
Csakúgy, mint a CWDM, a DWDM specifikáció magában foglalja az OADM és a szűrők használatát.

Több forrásból származó megállapodások (MSA)

Az SFP és SFP + adó-vevőket kísérő dokumentációban gyakran láthat információkat az MSA támogatásáról. Ami?

MSA - Ipar-specifikus megállapodások a modulgyártók között az adó-vevők és a hálózati berendezések közötti végpontok közötti kompatibilitás biztosítása érdekében különböző vállalatok és az összes gyártott adó-vevő megfelel-e az általánosan elfogadott szabványoknak. Az MSA-kompatibilis SFP portok berendezésbe történő telepítése kibővíti a kompatibilis modulok körét, és versenyképes piacot biztosít a cserélhető termékek számára.

Az SFP / SFP + MSA-ja a következő paramétereket állítja be:

1. Mechanikus interfész:

modulméretek;
a csatlakozóknak a táblához való mechanikus csatlakozásának paraméterei;
elemek elhelyezése nyomtatott áramköri lapon;
erőfeszítést, szükséges a modul be- és kikapcsolásához a csatlakozóból;
jelölési szabványok.

2. Elektromos interfész:

kitűzni;
teljesítményparaméterek;
időzítések és bemeneti-kimeneti jelek.

3. Programozási felület:

az EPROM chip típusa;
adatformátumok és előre beállított firmware mezők;
i2C vezérlő interfész paraméterei;
dDM funkciók ( Digitális diagnosztikai figyelés).

Ma az SFP / SFP + modulok az SNIA SFF által kiadott három MSA specifikációt tartalmazzák, amelyeknek a legtöbb piaci szereplő elkötelezte magát:
SFP - Letöltés pdf
SFP + - PDF letöltése
DDM - Letöltés pdf

SFP, SFP +, XFP modulok technikai leírás (rus.) Letöltés pdf

weboldal

Az SKEO az összes rendelkezésre álló típusú adó-vevőt szállítja, a közös modulok a vállalat raktárában raktáron vannak. Az SKEO optikai modulok sorozatát a kommunikációs hálózat kritikus területeire történő beépítésre tervezték, a modulok stabil tulajdonságokkal rendelkeznek, ennek a sorozatnak a garanciája 5 év. Ezek az adó-vevők helyettesíthetik a gyártók által kínált drága modulokat.

A SKEO optikai modulok választása optimális a távközlési szolgáltatók szokásos hálózataiban, amelyekben a berendezések gazdasági hatékonyságát nagyra értékelik.

Az optikai adó-vevők (adó-vevő, adó-adó és adó-vevő-vevő) plug-in modulok a távközlési berendezések számára. Az optikai adó-vevő feladata az elektromos jel átalakítása optikai jellé.

Optikai adó-vevők használata

Az optikai adó-vevők felváltották a berendezésekbe beépített adó-vevőket. A beépített adók hátrányai az adatátviteli közeg megváltoztatásának lehetetlensége és a hálózati eszköz karbantartásának bonyolultsága hiba esetén.

A kivehető optikai adó-vevővel ellátott berendezések többféle adatátviteli adathordozót támogatnak (egy- vagy többmódusú szál, réz sodort pár stb.), És meghibásodás esetén könnyen cserélhetők. Egymódú optikai szálakon keresztül történő adatátvitel esetén a vonal hossza regeneráció és erősítés nélkül elérheti a 200 km-t (155 Mbit-re).

Az adó-vevők különféle formai tényezői

Az optikai adó-vevőknek számos formai tényezője van, amelyeket az SFF Bizottság (Small Form Factor Committee) határoz meg, amelynek munkacsoportjai a vezető távközlési berendezések gyártói közé tartoznak. Az optikai adó-vevők leggyakoribb formai a GBIC, SFP, SFP +, X2, XENPAK, XFP, CFP, qSFP. Ezek az adó-vevők különféle protokollokat és adatátviteli sebességeket támogatnak 100 Mbps-től 100 Gbps-ig.

Az adó-vevők paraméterei nagyban változhatnak, de a következő osztályozás érvényes a leggyakoribb modultípusokra:

GBIC és SFP 155 Mbps, 622 Mbps, 1,25 Gbps, 2,5 Gbps, 4 Gbps (STM-1, STM-4, Gigabit Ethernet (Fibre Channel), STM-16)
XENPAK, X2, XFP, SFP + 10 Gbps (10GE, 10G Fibre Channel, OC-192, STM-64, 10G OTU-2 protokollok)
QSFP +, CFP 40 Gbps, 100 Gbps (40GE, 100G OTU-4 protokollok)

Az átviteli távolságot az optikai költségvetés és a kromatikus diszperzió tűrése határozza meg. Itt az optikai költségvetés az adó sugárzási teljesítménye és a vevő érzékenysége közötti különbségre utal. A formatényező és a sebesség / protokoll közötti megfelelés listájára analóg módon elkészítheti a távolságok listáját, ismét a közös adó-vevők esetében:

GBIC és SFP 0,1, 0,3, 3, 20, 40, 80, 120, 160 km
XENPAK, X2, XFP, SFP + 0,3, 10, 40, 80 km
QFSP28 - 10 vagy 40 km

500 m-ig terjedő adó-vevők szabványos távolságmeghatározása - SR, 20 km-ig - LR, 60 km-ig - ER, 60 km után - ZR.

CWDM és DWDM optikai adó-vevők

Az xWDM hullámhossz-osztó multiplexelési technológiák támogatása érdekében az adó-vevők CWDM / DWDM hullámhossz-adóval elérhetők. A CWDM rendszerek esetében az adóvevőket 18 különböző hullámhosszal állítják elő, a DWDM számára 44 hullámhosszat (100 GHz-es hálózat) vagy 80 hullámhosszat (50 GHz-es hálózat).

Az optikai adó-vevők lehetővé teszik saját állapotparamétereik megfigyelését a megfigyelő funkció segítségével. Ez a funkció úgynevezett DDM (digitális diagnosztikai figyelés) vagy DOM (digitális optikai megfigyelés). Ezzel a funkcióval figyelemmel kísérheti az adó-vevő szabványos működési paramétereit, például az elektromos jellemzőket, a hőmérsékletet, a kisugárzott teljesítményt és a jelszintet a detektoron. Ez az információ segít megakadályozni az adatátvitel megszakadását azáltal, hogy időben észleli a vonalon bekövetkező negatív változásokat.

Az optikai adó-vevők "firmware" egy rövid bejegyzés az optikai modul nem felejtő memóriájában, amely osztályozási információkat tartalmaz a modulról, amelyek tartalmazhatják a sorozatszámot, a gyártó nevét, az alaki tényezőt, az adatátviteli tartományt és még sok minden mást. Egyes gyártók firmware-t használnak, hogy megakadályozzák saját berendezéseik működését harmadik féltől származó adó-vevőkkel. Ehhez a berendezés ellenőrzi a helyes rekord jelenlétét és a teljes ellenőrző összeget a telepített adó-vevő memóriájában.

Jurij Petropavlovszkij

2017 júniusában megkezdődött egy másik típusú high-tech termék gyártása Oroszországban - a Fiber Trade LLC üzemet indított száloptikai adó-vevők gyártására Novoszibirszkben. Magának a cégnek a nyilatkozata és az ezen a területen dolgozó egyéb szakértők véleménye szerint ez az első és egyelőre az egyetlen üzem, amely ilyen ciklusú sorozatgyártással rendelkezik teljes sorozatban Oroszországban. Meg kell jegyezni, hogy más társaságok is foglalkoznak optoelektronikai alkatrészek fejlesztésével és gyártásával, ideértve az oroszországi optikai adó-vevőket, például a szentpétervári "FTI-Optronic" -ot, amelyet még 1994-ben alapítottak a fizikai-műszaki Intézet. A.F. Ioffe az Orosz Tudományos Akadémiáról. Emlékeztetni kell az olvasókat arra is, hogy nem mindenki, még a világ vezető elektronikai vállalatai sem gyártják saját mikroelektronikai termékeiket és egyéb elektronikai alkatrészeiket. A saját termeléssel nem rendelkező vállalatokat Fabless cégeknek hívják; Számukra a mikroelektronikát szakosodott vállalkozások (Öntödék-társaságok) gyártják megrendelésre.

Mielőtt figyelembe vennénk a száloptikai adó-vevők jellemzőit, íme néhány adat magáról a cégről. A Fiber Trade LLC magántársaságot 2010-ben alapította Novoszibirszkben Alekszej Valentinovics Yunin, született 1974-ben (1. ábra), aki korábban a Novotelecomnál és a Vimpelcomnál dolgozott. A társaság akkori tevékenységének fő területe a távközlési berendezések szállítása volt az orosz piac számára. 2012-ben a vállalat az FKRD fejlesztési szervezet kódját kapta a GOST 2.201-80 szerint (2011-ben megváltozott), amely lehetővé tette a termékek fejlesztését és tervezését saját FiberTrade (FT) védjegye alatt.

Az adó-vevők gyártásának létrehozásával kapcsolatos gyakorlati munka 2015-ben kezdődött és 2017-ben ért véget az üzem beindításával. Ez idő alatt nehéz feladatokat oldottak meg a 7. osztály tiszta helyiségeinek létrehozására és a világ vezető gyártói nagy pontosságú tesztberendezésének felszerelésére. A projektet (mintegy 40 millió rubel) finanszírozták Alexey Yunin saját tőkéjének és más magánbefektetőknek a költségén, miközben egyetlen harmadik fél sem vett részt az üzem létrehozásának folyamatában. A várható termelési volumen 960 ezer adó-vevő lesz évente, a bevételek volumene pedig évi 3,8-4,2 milliárd rubel. A megtérülés megtérülését 2020-ra tervezik.

A tervek szerint 2018 végéig 70 főre emelik a társaság személyi állományát (most 22 fejlesztőmérnök és 23 gyártási mérnök és egyéb szakember dolgozik). A cég profiljában tapasztalattal rendelkező szakképzett szakemberek hiánya miatt mérlegelik annak lehetőségét, hogy az egyetemi végzettségűeket későbbi képzésekkel vonzzák.

Jelenleg a vállalat folyamatosan együttműködik vezető távközlési és informatikai vállalatokkal, köztük a PJSC Vimpelcom, az OJSC Megafon, a PJSC Rostelecom, a PJSC MTS, az LLC Vkontakte, az LLC Mail Ru Group ", a CJSC" Comstar-Region "és számos más céggel. A jövőben a vállalkozás az oroszországi száloptikai adó-vevők piacának akár 50% -át is elfoglalhatja; a fő exportcélok a FÁK-országok. Figyelembe véve azt a tényt, hogy a vállalatnak már vannak olyan projektjei, amelyeknek nincs világ-analógja, mérlegelik a termékek európai országokba történő exportjának lehetőségeit.

Az egyik ilyen projekt több szállítós adó-vevőt tartalmaz, amelyek lehetővé teszik működésüket különböző gyártók (egyidejűleg legfeljebb 5) távközlési berendezésekben. 2017. október 19-én a Szellemi Tulajdon Szövetségi Szolgálata kiadta a számítógépes program állami nyilvántartásba vételéről szóló igazolást "Az SFR + modul egységes meghatározásának kialakítása a különböző gyártók kapcsolóberendezéseiben". A Fiber Trade több eladóból álló adó-vevői lehetővé teszik a különböző gyártóktól származó berendezéseket használó vállalatok számára a költségek csökkentését, valamint az elkerülését további költségek különféle gyártók (szállító - beszállító és a védjegy tulajdonosa) modulraktárának fenntartására.

Egy másik projekt az optikai modulok, amelyek támogatják az adatok titkosítását.

Egyes "elméleti szakértők" az oroszországi mikroelektronika gyártását nehéznek és ígéretlennek tartják. Valójában az ilyen termelés már a kezdetektől nagy pénzügyi költségeket igényel. Az ezen a területen megvalósuló projektek végrehajtásához olyan szakemberekre van szükség, akik nemcsak jó szakirányú végzettséggel és széleskörű tapasztalattal rendelkeznek, hanem Alekszej Yunin véleménye szerint nagy vágyakozással is kívánják fejleszteni ezt az irányt Oroszországban. Ennek ellenére a hazai optikai adó-vevők gyártásának számos előnye van.

Az idegen eszközök fő hátránya, hogy lehetetlen megváltoztatni a szoftvert, hogy megfeleljen az üzemeltetők követelményeinek, és a szállított eszközök be nem jelentett működési valószínűsége. Az olcsóbb kínai adó-vevőket a hibák nagyobb aránya is jellemzi, ami további költségeket igényel a fogyasztóktól a hibás modulok visszaszolgáltatásához / cseréjéhez. Alekszej Junin szerint a száloptikai adó-vevők gyártásának egyik fő célja az ország biztonságának biztosítása. Amikor Oroszországban fejleszt ki termékeket és szoftvereket számukra, a gyártó szó szerint mindent tud a termékeiről, és ellenőrizni tudja őket. Ebben az esetben valóban beszélhetünk az információbiztonság betartásáról a "kiberháborúk" és a hackertámadások korában. Az országban a rádióelektronikai termékek gyártásának másik fontos előnye a sokkal nagyobb rugalmasság a hazai ügyfelekkel való kapcsolatokban minden felmerülő kérdésben.

Az üzem termékeinek fő fogyasztói az ország vezető távközlési szolgáltatói és adatközpontjai. A jövőben a vállalatnak nagy tervei vannak, például az igények akár 50% -ának felszámolása is orosz piac optikai adó-vevőkben és a külföldi piacokra való belépés. Szeretnék az Import Substitution Project (MSVEI) tagjává válni, amely jelentősen növelni fogja az eladásokat háztartási bolt... Az adó-vevők iránti igény csak növekszik, például Oroszországban 2024-re a tervek szerint az 5G hálózatokat ilyen vagy olyan formában telepítik a 300 ezer lakost meghaladó városokban, amihez a bázisállomások felszerelésének cseréje szükséges, számuk jelentős növekedése.

A szálkereskedelmi berendezések tesztjei, ideértve azokat is, amelyeket az ország vezető távközlési szolgáltatói végeztek, megmutatták a vállalat száloptikai adó-vevőinek versenyképességét az európai partnerekkel a megbízhatóság és a funkcionalitás szempontjából.

A vállalat 2017-es katalógusaiban maguk az adó-vevők mellett más típusú termékeket is bemutatnak: médiaátalakítók, csatornazáró berendezések, hosszú vonalakhoz használt berendezések, passzív berendezések.

Száloptikai adó-vevők

A száloptikai adóvevőket (FOT) vagy az optoelektronikus adó-vevőket arra tervezték, hogy a száloptikai kommunikációs vonalakon (FOCL) továbbított optikai jeleket elektromos jelekké alakítsák, és fordítva - az elektromos jeleket optikai jelekké. A WOT iránti igény még az 1990-es években merült fel, amikor megkezdődött a száloptikás szélessávú hozzáférési hálózatok aktív bevezetése a hálózati és a mobilszolgáltatók részéről. Abban az időben a VOT-okat aktív távközlési berendezések nyomtatott áramköri lapjain hajtották végre. Az ilyen eszközök (kapcsolók, multiplexerek, útválasztók, médiaátalakítók) körének növekedése miatt azonban felmerült az igény az információfeldolgozó és az adatátviteli eszközök elkülönítésére. Ezenkívül magukat a száloptikai vonalakon történő jelátvitelre szolgáló eszközöket egységesítés céljából ilyen vagy olyan módon szabványosítani kell.

A különféle gyártók HOTsai már jó ideje egységes kompakt plug-in modulok, amelyeket az aktív távközlési berendezések szabványosított elektromos portjaiba telepítettek. A hálózati infrastruktúra létrehozásának ez a megközelítése lehetővé teszi a költségek optimalizálását a tervezés során, és ami különösen fontos az optikai hálózatok rekonstrukciójában, például az adatátviteli sebesség, az átadott információk mennyiségének és a jelátvitel száloptikai vonalakon keresztül.

A BOT modulok különféle kivitelben kaphatók - formai tényezők. Jelenleg a legszélesebb körben használt SFP modulok (Small Form-Factor Pluggable), amelyeket a 2. ábra mutat. Az SFP modulok kompakt blokkok fémházakban, amelyek megvédik a modulok elektronikus alkatrészeit az elektromágneses sugárzástól és a mechanikai károsodásoktól. A moduloknak általában két optikai portja van - egy lézersugárzó (TX - adó) és egy fotodetektor (RX - vevő), amelyek kéthullámú üzemmódban biztosítják a modul működését (3. ábra). Az egyhullámú SFP moduloknak csak egy portja van, és a multiplex módot használják az átviteli irány megfordítására.

A modulok nyomtatott áramköri lapjain az emittereken és a fotodetektorokon kívül egyéb elektronikus egységeket és alkatrészeket is telepítenek - lézerdióda vezérlő áramkörök, jel-lineáris kódátalakítók, fotodióda-előfeszítő áramkörök, különféle erősítők és szűrők, digitális ellenőrző áramkörök. EEPROM (elektromosan törölhető újraprogramozható memória) vezérléssel szoftver (az SFP modul szerkezeti diagramjának egy változatát a 4. ábra mutatja).

A BOT különféle mechanikai és elektromos jellemzőit nem a nemzetközi szabványok határozzák meg, hanem az MSA (Multi-source Agreement) előírások, amelyeket a különféle berendezésgyártók közötti megállapodások alapján fejlesztettek ki. A többszörös specifikáció folyamatának „jellegét” az MSA megállapodásokban részt vevő vállalatok „határozatlan köre” jellemzi. Az MSA specifikációk hatékony fejlesztése érdekében, még 1990-ben az Egyesült Államokban, létrehoztak egy Small Form Factor Committee-t (SFF bizottság), amely meghatározta az információtároló ipar formai tényezőit. A bizottság tucatjai között a legnagyobb elektronikai és számítógépes berendezések gyártói képviseltetik magukat - a Dell, a Foxconn, a Fujitsu, a Hewlett Packard, a Hitachi, az IBM, az Intel, a Pioneer, a Samsung, a Seagate, a Sun Microsystem, a Texas Instruments és a Toshiba. 2016-ban a szervezet megváltoztatta nevét SNIA SFF Technology Affiliate névre. Az SFF bizottság partnerei a fentieken kívül a mai napig más vezető vállalatok - a Microsoft, a Broadcom, a Cisco, a Huawei, a Lenivo, a Micron, a Microsemi, a GiGNET és számos más társaság (összesen több mint 50 vállalat) .

A száloptikai kommunikációs vonalak olyan kommunikációs formák, amelyekben az információkat optikai dielektromos hullámvezetőkön továbbítják, amelyeket "optikai szálaknak" neveznek. Az optikai szálat jelenleg a legfejlettebb fizikai közegnek tekintik az információk továbbítására, valamint a legígéretesebb közegnek a nagy információáramlások nagy távolságokra történő továbbításához.

Az optikai jelek sávszélességét a rendkívül magas vivőfrekvencia okozza. Ez azt jelenti, hogy az információk optikai kommunikációs vonalon keresztül körülbelül 1,1 Terabits / s sebességgel továbbíthatók. Azok. 10 millió telefonhívás és egymillió videojel egyidejűleg továbbítható egy szálon keresztül. Az adatátviteli sebesség növelhető az információ egyszerre két irányba történő továbbításával, mivel a fényhullámok egymástól függetlenül egy szálban terjedhetnek. Ezenkívül egy optikai szál is terjedhet fényjeleket két különböző polarizáció, amely lehetővé teszi a duplázást áteresztőképesség optikai kommunikációs csatorna. A mai napig nem érte el az optikai szálon továbbított információ sűrűségének korlátját.

A legfontosabb alkatrész az optikai kábel. A világon több tucat olyan vállalat található, amely különféle célokra gyárt optikai kábeleket. Közülük a leghíresebbek: AT&T, General Cable Company (USA); Siecor (Németország); BICC kábel (Egyesült Királyság); Les cables de Lion (Franciaország); Nokia (finn); NTT, Sumitomo (Japán), Pirelli (Olaszország). Az optikai kábelek költségei arányosak a szokásos "réz" kábelek költségeivel. A száloptikai jelátviteli eszközök használatát továbbra is korlátozza a berendezések viszonylag magas költsége és a telepítési munka bonyolultsága.

Az adatok optikai csatornákon történő továbbításához a jeleket villamosról optikára kell átalakítani, kommunikációs vonalon keresztül továbbítani, majd a vevőnél vissza elektromosra alakítani. Ezek az átalakítások adó-vevőkben zajlanak, amelyek elektronikus alkatrészeket és optikai alkatrészeket tartalmaznak.

Általában az optikai csatorna szervezete hasonló az IrDA-hoz. Jelentős különbségek vannak az optikai hullámok tartománya és az átvitt adatok sebessége. Ebben a tekintetben félvezető lézereket használnak sugárzóként, és nagyfrekvenciás fotodiódákat használnak vevőként. Strukturális rendszer az optoelektronikus adatvevő a 2. ábrán látható. 5.19. 5.20 - adatátvitel.

Ábra: 5.19. Optoelektronikus adatvevő

Ábra: 5.20. Optoelektronikus adatátvitel

Az információ száloptikai csatornán történő továbbításához két hullámhosszat használnak: 1000 ^ 1300 nm (második optikai ablak) és 1500 ^ 1800 nm (harmadik optikai ablak). Ezekben a tartományokban - a legkisebb jelveszteség a vezetékben a kábelhossz egységére vonatkoztatva.

Optikai átviteli rendszereknél különféle optikai források használhatók. Például a fénykibocsátó diódákat (LED) gyakran használják az olcsó helyi hálózatokban rövid távú kommunikáció céljából. A széles spektrumú sugárzási sáv és a második és a harmadik optikai ablak hullámhosszán történő munkavégzés lehetetlensége azonban nem teszi lehetővé a LED alkalmazását a távközlési rendszerekben.

A LED-sel ellentétben az optikailag modulált lézeradó egy harmadik optikai ablakban is működhet. Ezért az ultra nagy távolságú és a WDM átviteli rendszereknél, ahol nem a költség a fő szempont, de nagy hatékonyságra van szükség, lézeres optikai forrást használnak. Optikai kommunikációs csatornákhoz különböző típusok A közvetlen modulált félvezető lézerdiódák optimális költség / hatékonysági aránnyal rendelkeznek. Az eszközök mind a második, mind a harmadik optikai ablakban működhetnek.

A közvetlen modulációhoz használt összes félvezető lézerdiódának általában állandó előfeszítő áramra van szüksége a működési pont és a jelátvitel modulációs áramának beállításához. Az előfeszítő áram és a modulációs áram nagysága a lézerdióda jellemzőitől függ, és típusonként, és ugyanazon típusonként eltérő lehet. Az adóegység tervezésekor figyelembe kell venni ezen jellemzők időbeli és hőmérsékleti variációs tartományát. Ez különösen igaz a gazdaságilag jövedelmezőbb hűtés nélküli félvezető lézerekre. Ebből következik, hogy a lézer meghajtónak előfeszítő áramot és modulációs áramot kell biztosítania olyan tartományban, amely elegendő ahhoz, hogy a különböző optikai jeladók sokféle lézerdiódával hosszú ideig és különböző hőmérsékleteken működjenek.

Automatikus energiaszabályozó (APC) eszközt használnak a lézerdióda leromlott tulajdonságainak kompenzálására. Olyan fotodiódát használ, amely a lézer fényenergiáját arányos árammá alakítja és táplálja a lézer meghajtójába. Ezen jel alapján a meghajtó előfeszítő áramot ad a lézerdiódának, hogy a fénykibocsátás állandó és egyenlő legyen az eredeti beállítással. Ez fenntartja az optikai jel "amplitúdóját". Az APC áramkörben lévő fotodióda az Automatikus modulációvezérlésben (AMC) is használható.

A szinkronizálás helyreállításához és a sorosításhoz szinkronimpulzusok szintetizálása szükséges. Ez a szintetizátor integrálható egy párhuzamos-soros átalakítóba is, és általában tartalmaz egy fáziszárt hurkot. A szintetizátor fontos szerepet játszik az optikai kommunikációs rendszer adóiban.

Az optikai vevőkészülékek érzékelik az optikai kábel segítségével továbbított jeleket, és átalakítják azokat elektromos jelekké, amelyeket aztán felerősítenek, rekonstruálnak és visszaállítanak alakjukra és időzítési jeleikre. Az adatátviteli sebességtől és az eszköz rendszer-specifikumától függően az adatfolyam sorosról párhuzamos formátumúra konvertálható. A vevő eszköz erősítőjét követő legfontosabb komponens az óra és az adat-helyreállítási (CDR) áramkör. A CDR órajeleket dönt, meghatározza a bejövő jel amplitúdószintjét, és kimeneti a helyreállított adatfolyamot.

A szinkronizálás többféleképpen is fenntartható (külső SAW - szűrő, külső vezérlő szinkronjel stb.), De csak integrált megközelítéssel lehet hatékonyan megoldani ezt a problémát. A fáziszárt hurok (PLL) használata szerves része az óra és az adatfolyam szinkronizálásának, ez biztosítja, hogy az óra igazodjon az adatszó közepéhez.

Az LFO-1 sorozatú lézermodulok (5.15. Táblázat) nagy teljesítményű MQW InGaAsP / InP és AlGaInP / GaAs lézerdiódákon alapulnak, és szabványos hűtés nélküli koaxiális csomagokban kaphatók, egymódusú vagy multimódusú optikai szálakkal. Néhány modell a hűtés nélküli kivitel mellett beépített mikrohűtővel és termisztorral ellátott DIL-14 házakban is előállítható. Valamennyi modul üzemi hőmérsékleti tartománya széles, a sugárzási teljesítmény nagy stabilitása, több mint 500 ezer óra az élettartama, és ezek a legjobb sugárforrások a digitális (akár 622 Mbit / s) optikai kommunikációs vonalak, optikai teszterek és optikai telefonok számára .

Sugárzási teljesítmény, (mW)	Hullámhossz (nm)	tich. rost	Mikrohűtőszekrény	A héj típusa

Az 1100-1650 nm-es spektrumtartományhoz tartozó PD-1375 sorozat (5.16. Táblázat) fényvevő moduljait InGaAs PIN fotodiódák alapján gyártják, és hűtés nélküli kivitelben, egymódos (PD-1375s-ip modell) vagy többmódusúak (PD-1375m-ip), optikai szál, valamint egy "optikai foglalat" típusú házban SM és MM szálak dokkolásához, "FC / PC" csatlakozóval lezárva (PD-1375-ir modell). A modulok széles üzemi hőmérsékleti tartományban vannak, magas spektrális érzékenységgel, alacsony sötét árammal rendelkeznek, és analóg és digitális száloptikai kommunikációs vonalakban történő működésre tervezték, akár 622 Mbit / s adatátviteli sebességgel.

Hullámhossz (nm)	tich. rost	Érzékenység, (A / W)	Vételi sebesség, (Mbps)	A héj típusa


				"foglalat"

Az adó-vevők MAXIM chipkészlete lehetővé teszi az átalakítást SDH / SONET optikai átviteli rendszerekre. Az SDH az optikai szálas adatátvitel európai szabványa. A SONET egy szabvány, amely meghatározza az adatszinkron sebességet, jeleket és interfészeket egy gigabit / s-nál nagyobb sebességgel száloptikai hálózaton keresztül.

A MAX3664 és MAX3665 erősítők (5.21. Ábra) a fotodióda-érzékelő áramát feszültséggé alakítják, amelyet felerősítenek és differenciális jelként adnak ki. A fényáram-erősítő mellett a mikrokapcsolásoknak van visszacsatolás kompenzálni az állandó komponenst, amely a fotodetektor sötét áramának értékétől függ, és nagyon alacsony hőmérsékleti és időstabilitású. A MAX3665 tipikus bekötési rajzát az ábra mutatja. 5.22. Ezen erősítők fő célja az elektromos jel amplitúdójának visszanyerése és a visszanyert jel továbbadásának továbbítása.

A MAX3675 (MAX3676) mikrokapcsolás óra-helyreállítást és órajelzést végez a fogadott adatfolyamból. Funkcionális ábra A MAX3676 a 3. ábrán látható. 5.23. Ezekben az eszközökben a jelfeldolgozó algoritmusok sokkal összetettebbek. A jelátalakítás eredményeként a digitális adatfolyam helyreállításával együtt kivonják a szinkronjelet, amely a további helyes feldolgozáshoz szükséges. A MAX3676 tipikus kapcsolási rajzát az ábra mutatja. 5.24. A MAX3676 elfogadja a fényáram-erősítőből érkező jelet, és átalakítja ezt a jelet differenciális adatok és órajelek kimenetére standard logikai szinten. Felhívjuk figyelmét, hogy ezeket az átalakításokat soros formátumban érkező jelekkel hajtják végre nagyon nagy sebességgel.

Ábra: 5.21. A MAX3665 fényáram erősítő funkcionális ábrája

Ábra: 5.22. A MAX3665 tipikus kapcsolási áramköre

Ábra: 5.23. A MAX3676 funkcionális diagramja

Ábra: 5.24. A MAX3676 tipikus kapcsolási áramköre

A kapott jelek szabványos interfészeken keresztüli továbbításához a MAXIM a MAX3680 és a MAX3681 soros-párhuzamos átalakítókat kínálja. A MAX3680 a 622 Mbps soros adatfolyamot 8 bites szavakkal 78 Mb / s-ra konvertálja. Az adatok és a szinkron kimenet TTL-kompatibilis. Energiafogyasztás - 165 mW 3,3 V tápellátással. A MAX 3681 a soros adatfolyamot (622 Mbps) 155 Mbps sebességű 4 bites szavakká alakítja. Differenciáladatai és szinkronimpulzusai támogatják az LVDS interfész kisfeszültségű differenciáljelét (5.25. Ábra).

A MAX3693 (5.26. Ábra) négy 155 Mbps LVDS adatfolyamot 622 Mbps soros folyammá alakít. Az átvitelhez szükséges szinkronimpulzusokat egy beépített fáziszárt hurok segítségével szintetizálják, amely tartalmaz egy feszültségvezérelt oszcillátort, egy hurokszűrő erősítőt és egy fázisfrekvenciás detektort, amely csak külső órajelre van szükség. 3,3 V-os tápellátással az energiafogyasztás 215 mW. A soros adatkimenetek standard differenciál pozitív emitterhez kapcsolt logikai jelek.

A MAX3669 lézer meghajtó elsődleges funkciója (5.27. Ábra) előfeszítés és modulációs áramok biztosítása a lézerdióda közvetlen modulálásához. A nagyobb rugalmasság érdekében a differenciális bemenetek elfogadják a PECL adatfolyamokat, valamint a feszültségingadozásokat 320 mVp-p-ig Vcc \u003d 0,75 V mellett. A BIASSET tű és a föld közötti külső ellenállás változtatásával az előfeszítő áram 5-ről 90 mA, és a MODSET csap és a föld közötti ellenállás 5 és 60 mA közötti modulációs áramot állíthat be. A MAX3669 lézermodulhoz történő csatlakoztatásának tipikus bekötési rajzát az ábra mutatja. 5.28. Az adatokat párhuzamosan 4 bites kód fogadja, és a MAX3693 órajeleken keresztül soros adatfolyamokká alakítja. Ebből az átalakítóból soros formátumú jeleket továbbítanak a MAX3669 lézer meghajtóhoz, amely a szükséges paraméterekkel rendelkező moduláló jelet generál a lézerdióda emissziójának szabályozásához.

Az ezen alkatrészek használatára vonatkozó anyagok meglehetősen részletes választéka megtalálható a www.rtcs.ru weboldalon, a Rainbow Technologies, a MAXIM hivatalos terjesztője a FÁK-országokban.

Ábra: 5.25. Optikai vevő csatlakoztatása az adat buszhoz LVDS interfész segítségével

Ábra: 5.26. MAX3693 funkcionális ábra

Ábra: 5.27. MAX3669 funkcionális ábra

A MAXIM emellett kiadja a MAX38xx IC-sorozatot egy 2,5 Gbps-os szálas interfész kiépítéséhez. Például a MAX3865 automatikus modulációs lézer meghajtó (5.29. Ábra) a következő megkülönböztető tulajdonságokkal rendelkezik:

Unipoláris 3,3 vagy 5 V tápfeszültség;

Fogyasztás 68 mA

2,5 Gbps (NRZ) teljesítményig dolgozni;

Irányított visszajelzés;

Programozható torzítás és modulációs áramok;

A leeső / emelkedő élek időtartama 84 ps;

Modulációs és elmozdulási áramok figyelése;

Crash detektor;

ESD védelem.