Komplexní analýza modulu SFP: Od základů po aplikace

I. Úvod

I) důležité postavení Modul SFP v oblasti komunikace

V moderní a rychle se rozvíjející architektuře komunikační sítě se modul SFP (malý Form-Factor Pluggable), tj. Malý modul pluggable, stal klíčovou součástí. S exponenciálním růstem datového provozu, ať už jde o vysokorychlostní výměnu a přenos masivních dat v datovém centru, nebo s dlouhou vzdáleností a velké kapacitní interakcí informací v síti široké oblasti nebo síť podnikového kampusu, aby vyhovovala potřebám vysoké šířky pásma a nízké latence pro každodenní kancelářskou a obchodní expanzi, hraje modul SFP ireplacitační roli. Je to jeden z hlavních prvků, který zajistí efektivní a stabilní provoz sítě.

Ii) Trend rozvoje průmyslu a jeho dopad na modul SFP

V současné době se komunikační průmysl snaží zaměřit na špičková pole, jako je 5G, internet věcí a cloud computing. Rozsáhlé nasazení 5G sítí předložilo extrémně vysoké požadavky na přenosovou rychlost a kapacitu mezi základními stanicemi a mezi základními stanicemi a základními sítěmi. Modul SFP musí mít vyšší míru, jako je vývoj z tradičních 1G a 10g na 25g, 100 g nebo dokonce vyšší sazby, aby se přizpůsobily odkazy Fronthaul, Midhaul a Backhaul s sítěmi 5G. Vzestup internetu věcí umožnil desítkám miliard zařízení pro přístup k síti, což přimělo modul SFP, aby nepřetržitě optimalizoval náklady a spotřebu energie a zároveň podporoval více spojení, aby se vyhovovaly charakteristikám nízké spotřeby energie a rozsáhlého nasazení zařízení IoT. Silný vývoj cloud computingu podpořil nepřetržitý rozšiřování a modernizaci datových center. Propojení serverů v datových centrech, vysokorychlostní komunikace úložných zařízení a výpočetních uzlů se spoléhá na modul SFP k dosažení přenosu s vysokou hustotou a vysokorychlostním přenosem dat, což vedlo k inovativním požadavkům na modul SFP z hlediska výkonu, hustoty a kompatibility. 2. Základní přehled modulu SFP

(I) Definice a základní koncepty

Definice modulu SFP: Modul SFP je modul malého balíčku s hot-swappable, který poskytuje flexibilní řešení optoelektronického rozhraní pro síťová zařízení (jako jsou přepínače, směrovače, serverové síťové karty atd.). Může převést elektrické signály na optické signály pro přenos optických vláken, nebo naopak, převést optické signály na elektrické signály, aby se dosáhlo efektivního propojení mezi síťovými zařízeními a propojeními optických vláken. Tato funkce plug-and-play zlepšuje efektivitu provozu a údržby sítě o více než 30%, což výrazně snižuje náklady na údržbu.

Rozdíly od jiných modulů (jako je GBIC atd.): Ve srovnání s časným převaděčem rozhraní gigabitu (GBIC) modul SFP dosáhl významného zmenšení velikosti s objemem pouze asi poloviny objemu GBIC, což umožňuje síťovým zařízením na konfiguraci více portů v prostoru s omezeným panelem, což výrazně zlepšilo hustotu portu. Pokud jde o funkci, ačkoli oba mají optoelektronické konverzní schopnosti, modul SFP je v technologii pokročilejší, podporuje vyšší rychlosti přenosu dat a má lepší výkon při spotřebě energie, rozptylu tepla a kompatibilitu. Například GBIC obvykle podporuje maximální rychlost 1 Gbps, zatímco modul SFP může nejen snadno zvládnout 1Gbps, ale také rozšířit na 10 Gb / s a ​​vyšší sazby. Po určitém modelu přepínače přijímá porty SFP, hustota portu na jednotku se zvětšuje z 8 portů v éře GBIC na 32 portů a míra využití prostoru se zvyšuje o 4krát. ​
(Ii) Strukturální analýza

Vnitřní komponenty (lasery, detektory atd.): Modul SFP je složen hlavně z jádrových komponent, jako jsou lasery (používané k převodu elektrických signálů na optické signály pro emise, včetně vertikálních povrchů, které emitují lasery v VCSEL a okrajové lasery, a různé typy, a různé typy, které jsou vhodný pro přenosy, které jsou vzadu a jsou přestavěny, přijímající se přijímajícím signály, přičemž přijímající jsou optická optická signály, přijato, přijímající oficiální signály, přijato, přijímající oficiální oficial, které jsou vzadu, přijímající, přijímající oficiální, přijatelné, přijímající, přijímající se přijímající, přijímané, přijatelné, přijatelné, přijatelné, přijímající se, přijímající se přijímajícím oficiálním ofinovým signálem. jsou pin fotodiody a lavinové fotodiody APD), obvody zpracování signálu (modulace, demodulace, amplifikace, tvarování atd. Elektrických signálů, aby se zajistil přesný přenos a příjem signálů) a řídicí obvody (používané k monitorování a řízení pracovního stavu modulu, jako je teplota, atd.). Jako příklad vezme modul 10G SFP, jeho laser VCSEL pracuje na vlnové délce 850 nm. U detektoru APD může dosáhnout 300 metrů stabilního přenosu na optickém vláknu multimodu. ​
Návrh externího rozhraní (rozhraní LC atd.): Externí rozhraní modulu SFP obvykle přijímá rozhraní LC (Lucent Connector), které má výhody malé velikosti, pohodlné připojení a zapojení s vysokou hustotou. Rozhraní LC je duplexní design, který si uvědomuje odesílání a přijímání optických signálů prostřednictvím dvou rozhraní optických vláken, což zajišťuje obousměrné přenos dat. Díky jeho návrhu plug-in je modul velmi pohodlný pro instalaci a nahrazení bez nutnosti složitých nástrojů a odborných dovedností, což výrazně zlepšuje účinnost nasazení a údržby sítě. Poté, co datové centrum přijal modul SFP rozhraní LC, byla doba kabeláž zkrácena ze 4 hodin/skříně tradičního rozhraní na 1,5 hodiny. ​
Iii. Pracovní princip modulu SFP
(I) Mechanismus přeměny fotoelektriky
Proces převodu elektrických signálů na optické signály: Když je elektrický signál síťového zařízení přenášen do modulu SFP, poprvé vstoupí do obvodu pohonu laseru. Obvod přesně upravuje zkreslený proud poskytnutý laseru podle změn amplitudy a frekvence vstupního elektrického signálu. Laser, který je poháněn zkreslením proudu, generuje optický signál odpovídající vstupnímu elektrickému signálu. Například pro digitální signál „1“ laser vydává silnou optickou sílu; Pro digitální signál „0“ vydává laser slabý nebo žádný výstupní optický výkon. Tímto způsobem je realizována přeměna elektrických signálů na optické signály a převedené optické signály jsou spojeny do optického vlákna pomocí rozhraní optických vláken pro přenos. Modul SFP pomocí technologie přímé modulace má rychlost modulace až 28 Gb / s, která splňuje požadavky na fronthaul sítě 5G. ​
Proces převodu optických signálů na elektrické signály: Na přijímajícím konci vstupuje optický signál přenášený optickým vláknem do detektoru modulu SFP. Detektor přeměňuje přijatý optický výkon na odpovídající elektrický signál. Generovaný elektrický signál je obvykle velmi slabý a musí být zesílen předzesilovačem. Amplifikovaný elektrický signál je poté tvarován a obnoven na původní digitální signál prostřednictvím následných obvodů zpracování signálu, jako jsou omezující zesilovače a rozhodovací obvody. Nakonec je zpracovaný elektrický signál přenášen do síťového zařízení, aby se dokončil proces převodu z optických signálů na elektrické signály. Technologie pokročilé vyrovnávání může zvýšit citlivost na přijímání na -28 dBm a rozšířit přenosovou vzdálenost. ​
Ii) Proces přenosu dat
Zpracování a přenos dat na konci přenosu: Na konci přenosu síťové zařízení odešle data, která mají být přenášena do modulu SFP ve formě elektrických signálů. Po vstupu do modulu SFP jsou data nejprve kódována kódovacím obvodem, jako je kódování 8B/10b, aby se zlepšila spolehlivost a anti-interferenční schopnost přenosu dat. Kódovaná data jsou modulována na laser laserovým hnacím obvodem, převedena na optický signál a rozesílána optickým vláknem. Během tohoto procesu modul SFP také monitoruje a upravuje výkon přenášeného optického signálu, aby se zajistilo, že síla optického signálu je v přiměřeném rozsahu přenosu optických vláken, aby byla zajištěna efektivní přenosová vzdálenost a kvalitu signálu. Modul 25G SFP28 nasazený operátorem řídí rozsah optické fluktuace výkonu v rámci ± 0,5 dB prostřednictvím automatické funkce řízení výkonu. ​
Příjem dat a zotavení na přijímacím konci: Na přijímajícím konci modul SFP přijímá optický signál z optického vlákna prostřednictvím detektoru a převádí jej na elektrický signál. Po předběžném zesílení a filtrování vstupuje elektrický signál do dekódovacího obvodu pro dekódování pro obnovení původního datového signálu. Současně bude modul SFP na přijímacím konci sledovat kvalitu přijatého signálu, jako jsou ukazatele, jako je míra bitové chyby. Pokud se zjistí, že kvalita signálu je špatná, bude odesílací konec oznámen prostřednictvím mechanismu zpětné vazby pro upravení parametrů odesílání, nebo přijatý signál bude opraven, aby se zajistilo, že data jsou konečně přenášena do síťového zařízení přesná. Modul 100G QSFP28 nasazený v datovém centru používá technologii korekce chyb FEC dopředu ke snížení míry chyb bitové chyby z 10^-4 na 10^-15. ​
IV. Klasifikace typů modulů SFP
(I) Klasifikace rychlostí přenosu
1Gbps SFP Modul: 1Gbps SFP modul je relativně základní a běžný typ, široce používaný v raných gigabitových ethernetových sítích. V sítích Enterprise Campus se často používá k propojení kancelářských zařízení, jako jsou stolní počítače a tiskárny k síťovým přepínačům, aby poskytovaly stabilní přístup k síti Gigabit. Přenosová vzdálenost se mění podle typu použité optické vlákniny a vlnové délky. Když je optická vlákna s multimodem porovnána s vlnovou délkou 850 nm, přenosová vzdálenost může obecně dosáhnout asi 550 metrů; Když je optické vlákno s jedním režimem přiřazeno s vlnovou délkou 1310nm, lze přenosovou vzdálenost prodloužit na 10 km nebo ještě dále. Mezi běžné modely patří SFP-1G-SX (multimode krátká vzdálenost), SFP-1G-LX (jediný režim na dlouhou vzdálenost) atd.
Modul SFP 10Gbps: S růstem poptávky šířky pásma po síťových aplikacích vznikl modul 10Gbps SFP. Obecně se používá ve vnitřní síti datových center pro vysokorychlostní propojení mezi servery, spojení mezi úložnými zařízeními a servery v síti úložiště (SANS) a další scénáře. Modul SFP dosahuje vysokorychlostní přenos dat 10 Gbps optimalizací návrhu vnitřního obvodu a pomocí vyšších rychlostních laserů, detektorů a dalších komponent. Pokud jde o přenosovou vzdálenost, když se používá optické vlákno multimodu s novými optickými vlákny, jako jsou OM3 a OM4, může podporovat přenosovou vzdálenost 300 m-500 m; Když se používá optické vlákno s jedním režimem s vlnovými délkami 1310nm a 1550 nm, může přenosová vzdálenost dosáhnout 10 km-40 km, jako je SFP -10G-SR (multimode krátká vzdálenost), SFP -10G-LR (jednorázový dlouhý posun) a další modely. Datová centra Google používají moduly SFP -10G-SR k dosažení vysokorychlostního propojení mezi regály. Modul 25Gbps SFP28: Modul 25Gbps SFP28 je produkt, který se přizpůsobuje požadavkům na vyšší šířku pásma v konstrukci sítě 5G a upgrady datového centra. Ve spojeních Fronthaul a Midhaul z 5G základních stanic se modul SFP28 používá k dosažení vysokorychlostního spojení mezi zařízením základní stanice a optickými vláknovými sítěmi, což zajišťuje rychlý přenos dat základní stanice. V datovém centru může být použita k upgradu existující architektury sítě, zvýšení přenosové rychlosti portu síťového přepínače a dosažení efektivnější výměny dat. Modul SFP28 přijímá technologii Advanced 28nm Process, která snižuje spotřebu energie a zlepšuje integraci. Pokud jde o přenosovou vzdálenost, multimodové vlákno může podporovat asi 100 m-200 m a vlákno s jedním režimem může dosáhnout přenosu 10 km-40 km při různých vlnových délkách, jako je SFP28-25G-SR (multimode krátká vzdálenost), SFP28-25G-LR (jednorázová velká vzdálenost) atd. Atd. Atd. Atd. Atd. Atd. Atd. Atd. Atd. Atd. Atd. Atd. Atd. Atd. Atd. Atd. Atd.
Vyšší míra (například 100 Gb / s QSFP28 a další typy derivátů): Aby se vyhověla extrémní poptávce po vysokorychlostní přenosu masivních dat v ultra velkých datových centrech, vysoce výkonných počítačových a dalších polích, se objevily s vyšší mírou, jako je 100GBP QSFP28. Modul QSFP28 přijímá čtyřkanálový návrh a rychlost přenosu dat každého kanálu může dosáhnout 25 Gb / s. Čtyři kanály pracují paralelně s cílem dosáhnout celkové přenosové rychlosti 100 Gb / s. V jádrové síťové vrstvě datového centra se moduly QSFP28 používají pro vysokorychlostní propojení mezi přepínači k vytvoření nízké latence, páteřní sítě pro přenos dat s vysokou šířkou pásma. Jeho přenosová vzdálenost může dosáhnout asi 100 metrů za víceúhelníkových optických vláken a optické vlákno s jedním režimem s různými vlnovými délkami může dosáhnout přenosu 40 km-80 km na dlouhou vzdálenost, jako je QSFP28-100G-SR4 (krátká vzdálenost s více modely), QSFP28-100G-LR4 (další modely). Při vývoji technologie je výkon přenosu neustále optimalizován a scénáře aplikací jsou rozšířeny. Datová centra AWS používají moduly QSFP28-100G-LR4 k vytvoření globální páteřní sítě. ​
Ii) Klasifikace přenosovým médiem
Modul SFP s více režimy: Multi-Mode SFP modul je vhodný pro krátkodobé, s vysokou šířkou šířky šířky šířky, jako jsou spojení mezi budovami v rámci sítí Enterprise Campus a mezi stojany v datových centrech. Jako přenosové médium používá optické vlákno multimodu. Průměr jádra multimodového optického vlákna je relativně silný (obvykle 50 μm nebo 62,5 um), což umožňuje přenášet více světelných režimů. Multimode SFP modul obvykle používá jako zdroj světelného zdroje 850nm vlnovou délku VCSEL laser. Vzhledem k disperzi režimu, když je světlo přenášeno v optickém vláknu multimodu, bude signál zkreslen se zvyšováním přenosové vzdálenosti. Jeho přenosová vzdálenost je proto obecně krátká. Při rychlosti 1 Gbps může přenosová vzdálenost dosáhnout 550 m pomocí běžného multimodového optického vlákna; Při 10 Gbps a vyšších sazbách je třeba spojit s novými optickými vlákny multimodu, jako jsou OM3 a OM4, a vzdálenost přenosu může být zvýšena na asi 300 m-500 m. Modul Multimode SFP má výhody relativně nízkých nákladů a jednoduché instalace a údržby. Je vhodný pro scénáře nasazení sítě, které nevyžadují vysokou přenosovou vzdálenost, ale jsou citlivé na náklady.
Modul SFP s jedním režimem: Modul SFP s jedním režimem se používá hlavně pro přenos dat s velkou kapacitou, jako je síťové připojení metropolitní oblasti v široké síti, přenosu sítě s dlouhou vzdáleností a meziregionální vzájemné propojení mezi datovými centry. Jako přenosové médium používá optické vlákno s jedním režimem. Průměr jádra optického vlákna s jedním režimem je relativně tenký (obvykle 9μm), což umožňuje přenášet pouze jeden optický režim, což výrazně snižuje disperze režimu, aby bylo dosaženo přenosu delší vzdálenosti. Modul SFP s jedním režimem

E obecně používá jako zdroj světelného zdroje lasery úhoře s vlnovou délkou 1310nm nebo 1550 nm. Při vlnové délce 1310 nm může přenosová vzdálenost dosáhnout 10 km-20 km; Při vlnové délce 1550 nm, s příslušným optickým zesilovačem, lze přenosovou vzdálenost prodloužit na 40 km-160 km nebo ještě dále. Ačkoli jsou náklady na modul SFP s jedním režimem relativně vysoké, má nesrovnatelné výhody při přenosu na dlouhé vzdálenosti a může zajistit stabilitu a spolehlivost signálu během přenosu na dlouhou vzdálenost.
(Iii) typ speciální funkce

BIDI SFP modul (obousměrná přenosová modul): BIDI (obousměrná) SFP modul je obousměrná přenosová modul, který realizuje obousměrné přenos dat na jednom optickém vlákně, což účinně ušetří zdroje optických vláken. Jeho pracovním principem je použít multiplexní technologii dělení vlnových délek k modulaci přenášených a přijímaných optických signálů na různé vlnové délky a přenášet je ve stejném optickém vláknu. Například běžný modul BIDI SFP moduluje přenosový signál na vlnovou délku 1310nm a přijímací signál na vlnovou délku 1550 NM a realizuje separaci a přenos obousměrných signálů prostřednictvím speciálních filtrování a spojovacích zařízení. V některých starých scénářích upgradu sítí s přísnými prostředky vlákna nebo místy, která jsou extrémně citlivá na náklady a obtížně se vojá, jako jsou malé podnikové kancelářské sítě a komunikační sítě ve vzdálených oblastech, má modul Bidi SFP významné výhody. Může nejen uspokojit potřeby komunikace síťové komunikace, ale také snížit náklady a potíže s konstrukcí při položení vláken. Renovace staré komunity používá moduly Bidi SFP a šetří 50% zdrojů vlákna. ​
CWDM SFP modul (hrubých vlnových délek divize multiplexní modul): CWDM (hrubé vlnové délce dělení multiplexování) SFP modul je multiplexovací modul hrubé vlnové délky, který výrazně zlepšuje přenosovou kapacitu optického vlákna vícenásobným optickým optickým signálem různých živočichů. Modul CWDM SFP obvykle používá 8 nebo 16 vlnových délek v rozsahu vlnové délky 1270nm - 1610nm, s každým intervalem vlnové délky asi 20nm. V síti metropolitní oblasti mohou být data více uživatelů multiplexována na jednom optickém vláknu k jádru uzlu prostřednictvím modulu CWDM SFP různých vlnových délek a realizující efektivní využití zdrojů optických vláken. Ve srovnání s tradičním přenosem s jednou vlnovou délkou nemusí modul CWDM SFP položit velké množství optických vláken, což snižuje náklady na stavbu a složitost řízení optických vláken. ​
Modul DWDM SFP (Multiplexní modul hustého vlnového délky): DWDM (husté vlnové délky multiplexování) modul SFP je multiplexovací modul dělení husté vlnové délky. Ve srovnání s CWDM může multiplexnější optičtější signály v užším intervalu vlnové délky k dosažení vyšší přenosové kapacity optických vláken. Modul DWDM SFP obecně používá rozsah vlnové délky 1530nm - 1565nm, s intervalem vlnové délky až 0,4nm nebo méně a může multiplexovat 80 nebo více vlnových délek na jedno optické vlákno. Modul DWDM SFP hraje klíčovou roli ve scénářích s extrémně vysokou přenosovou kapacitou, jako jsou páteřní sítě na dálku a vysokorychlostní propojení mezi ultra velkými datovými centry. Prostřednictvím technologie DWDM může jedno optické vlákno nést rychlost přenosu dat několika terabitů nebo dokonce vyšší, což uspokojí potřeby rychlého přenosu masivních dat po celém světě. Ačkoli náklady na vybavení a technická složitost modulu DWDM SFP jsou vysoké, v aplikačním scénáři s dlouhou vzdáleností a přenosem velké kapacity, ekonomické přínosy a zlepšení výkonnosti sítě přinášejí daleko přesahující investici na náklady.
Pole aplikace V. SFP modulu
(I) datové centrum
Propojení serveru: V datovém centru je modul SFP široce používán pro propojení mezi servery. S popularizací aplikací, jako je cloud computing a analýza velkých dat, musí servery v datových centrech vyměňovat data vysokou rychlostí a stabilně. Moduly jako SFP, SFP28 a QSFP28 se sazbou 10Gbps a vyšší se široce používají k propojení síťových karet serveru a síťových přepínačů, které realizují vysokorychlostní sdílení dat a spolupracují v klastrech serveru. Například ve velkých datových centrech cloud computingu jsou více serverů připojeny k jádrovým přepínačům prostřednictvím 100 Gbps QSFP28 modulů, aby se zajistilo, že operace, jako je migrace virtuálního stroje, zálohování dat a obnovení, mohou být dokončeny v krátké době, což zlepší provozní účinnost a kvalitu služeb v datovém centru.
Připojení sítě úložiště (SAN): V síti úložiště se modul SFP používá k připojení úložných zařízení (jako jsou polí disku, páskové knihovny atd.) K serverům nebo přepínačům úložiště. S výbušným růstem objemu podnikových dat má SAN vyšší požadavky na stabilitu a rychlost přenosu dat. Vezmeme -li jako příklad finančního průmyslu, je třeba v reálném čase uložit a zálohovat údaje o transakcích bank, informace o zákaznících atd. Modul SFP Fiber Channel SFP 16Gbps nebo 32Gbps může zajistit vysokorychlostní a stabilní přenos dat mezi skladovacími zařízeními a servery.
(Ii) Síť telekomunikačních operátorů
Přenos 5G základní stanice: V síťové architektuře 5G je modul SFP hlavní součástí přenosového spojení základní stanice. Ve fronthaulu základní stanice dosahuje modul 25G SFP28 efektivní spojení mezi distribuovanou jednotkou (DU) a aktivní anténní jednotkou (AAU) s jeho vysokou rychlostí a miniaturizačními výhodami; V odkazech Midhaul a Backhaul je třeba podle vzdálenosti a kapacity vybrat moduly 100G QSFP28 nebo dokonce 400 g QSFP-DD. Zároveň, aby se provozovatelé mohli připravit na modernizaci sítě, aby se vyrovnaly s další poptávkou po šířce pásma přenosu 5G-Advanced v budoucnu. ​
Širokopásmový přístup k vláknovi (FTTH atd.): Ve scénáři vlákna-domova (FTTH) vytváří modul SFP vysokorychlostní datový kanál mezi terminálem optické linky (OLT) a optickou síťovou jednotkou (ONU). Vzhledem k tomu, že poptávka domácích uživatelů po 8K videu, aplikace VR atd., Se technologie 10G-Epon a XG-Pon postupně stávají populární a 10g moduly SFP se staly standardní konfigurací zařízení OLT.
(Iii) Enterprise Network

Připojení páteřní páteře Campus: V síti Enterprise Campus síť vyžadují páteřní odkazy mezi různými budovami s vysokou šířkou a nízkou latenční připojení. Moduly 10G nebo 25G SFP se často používají k připojení přepínače jádra kampusu a přepínače budovy, aby se zajistilo stabilní přenos hlasu, videokonference a dat obchodního systému. Například velký výrobní podnikový park vytvořil páteřní síť nasazením modulů 25G SFP28, který si uvědomil vysokorychlostní propojení mezi různými továrními oblastmi a kancelářskými budovami, což zajišťuje interakci dat v reálném čase mezi systémy řízení výroby a systémy ERP a zlepšením celkové provozní účinnosti podniku. Současně některé společnosti začaly používat moduly CWDM SFP k přepravě více služeb na jednom optickém vláknu, což zjednodušuje síťovou architekturu a zároveň snižuje náklady na zapojení. ​
Propojení Branch Office: Pro široce distribuované kanceláře podnikových poboček poskytuje modul SFP flexibilní řešení pro jejich propojení se síťovou síť. Moduly SFP s jedním režimem v kombinaci s pronajatými operátory vyhrazenými linky mohou dosáhnout dlouhodobé, bezpečné a spolehlivé přenos dat. Malé větve mohou používat moduly Bidi SFP k dosažení obousměrné komunikace pomocí jediného optického vlákna a ušetřit zdroje optických vláken.
Vi. Výzvy a odpovědi modulu modulu SFP
I) technické výzvy

Integrita signálu při vysokých rychlostech: Jak se přenosová rychlost zvyšuje na 100 g nebo dokonce 400 g, útlum signálu, přeslech a chvění se stává vážnější. Výrobci musí zajistit integritu signálu optimalizací výkonu laseru a detektoru a zlepšením algoritmů zpracování signálu, jako je použití technologie modulace vysokého řádu (PAM4) a pokročilejší vyrovnávací technologie. Například v modulu 400G QSFP-DD modulace technologie PAM4 zvyšuje počet bitů přenášených na symbol na 4 bity, což účinně zlepšuje přenosovou rychlost, ale také klade vyšší požadavky na zpracování signálu.
Spotřeba energie a kontrola rozptylu tepla: Spotřeba energie vysokorychlostních modulů SFP se významně zvýšila. Například spotřeba energie 100g modulů QSFP28 může dosáhnout 7-8W. Centralizované nasazení velkého počtu modulů způsobí problémy s rozptylem tepla. Za tímto účelem výrobci používají nové polovodičové materiály a optimalizují konstrukci obvodů ke snížení spotřeby energie a zároveň zlepšují strukturu balení modulu a zvyšují výkon rozptylu tepla, jako je použití kovových chladičů a optimalizace návrhu vzduchového potrubí. ​
Ii) tržní výzvy
Nákladový tlak: Poptávka po modulech SFP, která byla řízena výstavbou 5G a rozšíření datového centra, se výrazně zvýšila, ale konkurence na trhu je tvrdá a ceny neustále klesají. Výrobci musí snížit náklady prostřednictvím rozsáhlé výroby a technologických inovací a vyvíjet diferencované produkty, jako jsou přizpůsobené moduly pro konkrétní potřeby v oboru, aby se zvýšila hodnota přidané produktu. ​
Kompatibilita a interoperabilita: Mohou existovat problémy s kompatibilitou mezi moduly SFP a síťovým zařízením od různých výrobců. Průmyslové organizace, jako je MSA (dohoda o více zdrojích), zajišťují interoperabilitu produktů od různých výrobců formulací sjednocených standardů. Uživatelé také musí přísně otestovat kompatibilitu modulů a zařízení při nákupu, aby se zabránilo selhání sítě.
Vii. Budoucí vývojový trend modulu SFP
Vyšší přenosová rychlost: S vývojem technologií, jako je umělá inteligence a velká data, roste poptávka po přenosové rychlosti. Do výzkumu a vývoje a testování vstoupily 400G, 800G a dokonce 1,6T SFP moduly a budou v budoucnu postupně komercializovány. ​
Integrace a inteligence: Moduly SFP budou integrovat více funkcí, jako jsou vestavěné inteligentní monitorovací čipy, aby bylo dosaženo monitorování stavu modulu a varování o poruchách v reálném čase; Současně budou hluboce integrovány do systému správy síťového zařízení ke zlepšení inteligentní úrovně provozu a údržby sítě. ​
Zelená úspora energie: Nízkoenergetická zařízení a návrhy úspory energie se používají ke snížení spotřeby modulu energie, která splňuje potřeby ekologického vývoje datových center a komunikačních sítí. Někteří výrobci například spustili 100g moduly SFP s spotřebou energie pod 5W, aby se snížila náklady na spotřebu energie a oddivování tepla. ​
Rozšíření nových scénářů aplikací: S vývojem špičkových technologií, jako je 6G a kvantová komunikace, budou moduly SFP hrát roli ve více oborech, jako je přenos optického signálu v kvantových distribučních systémech klíčů, což do průmyslu přináší nové vývojové příležitosti.
Viii. Závěr
Modul SFP se stal nezbytnou klíčovou součástí moderních komunikačních sítí kvůli jeho flexibilitě, vysokému výkonu a široké použitelnosti. Od datových center po telekomunikační sítě, od podnikových kampusů po domácí uživatele, modul SFP podporuje efektivní přenos masivních dat. Navzdory duálním výzvám technologií a trhu, které jsou řízeny nepřetržitým inovacím průmyslu, se modul SFP vyvíjí směrem k vyšší rychlosti, nižší spotřebě energie a větší inteligenci, což poskytuje solidní záruku pro upgrade a transformaci budoucích komunikačních sítí.