Abstraktní
Optické moduly datového centra (také známé jako optické moduly datované komunikace) jsou kritickými součástmi v datových centrech a komunikačních sítích, což umožňuje vysokorychlostní, vysokokapacitní přeměnu fotoelektrického signálu . tento článek poskytuje podrobné úvod do základních konceptů, pracovní principy a aplikace datového centra v datovém středisku a také 5G sítě, a zároveň pórem a 5G, a zároveň pórem a 5G, a zároveň pórem a 5G, a zároveň pórem, a zároveň pórem a 5G, a zároveň pórem a 5G, a zároveň pórem a aplikací datového centra, a zároveň pórem, a aplikuje a aplikace datových center, a zároveň pórem a aplikací datových center, a zároveň pórem a aplikací datových center a 5G. Trendy . Analýzou technických charakteristik těchto modulů tento článek pomáhá čtenářům pochopit jejich význam v moderních komunikačních sítích .
Zavedení
S rychlým vývojem cloud computingu, velkých dat, umělé inteligence (AI) a technologií 5G se poptávka po provozu datového centra exponenciálně rozrostla . Tradiční metody přenosu elektrického signálu, které se snaží splnit moderní komunikační požadavky, pokud jde o preferovanou šlehku pásma, a to s nízkým rozvojem, a to, že je nejvyšší, se stala nejvyšší rozvodem, rozsáhle a velká pás Pro propojení datového centra (DCI) a páteřní sítě .
Jako základní součást systémů optické komunikace hrají optické moduly datového centra klíčovou roli při přeměně fotoelektrického signálu . Tento článek poskytuje komplexní analýzu optických modulů datového centra, která se týká jejich definice, pracovních principů, klasifikací, aplikačních scénářů a budoucích vývojových trendů, pomáhajícím čtenáři, které čtenáři získají v této klíčové technologii .
1. Definice a základní struktura optických modulů datového centra
1.1 Definice
Optický modul datového centra (Optical Transceiver datového centra) je fotoelektrické konverzní zařízení používané v datových centrech a komunikačních sítích, především pro vysokorychlostní přenos dat mezi servery, přepínači, směrovače a další zařízení . Převádí elektrické signály do efektivních efektivních dat}....... {2} {2}. {2}. . . ..
1.2 Základní struktura
Optický modul datového centra se obvykle skládá z následujících jádrových komponent:
-Laser (TOSA, Optical Sub-Assembly pro vysílač): Převádí elektrické signály na optické signály . Časté typy zahrnují VCSEL (laser s vertikálním povrchem) a DFB (distribuovaný zpětnou vazbu laser) .
- Fotodetektor (Rosa, Optická podsestava přijímače): Přijímá optické signály a přeměňuje je na elektrické signály, obvykle pomocí pin fotodiody nebo APD (Avalanche Photodiode) .
- Obvod ovladače: Řídí laserová modulace a zesílení signálu .
- Optické rozhraní: například LC nebo MPO, používané k připojení optických vláken .
- Struktura disipace pouzdra a tepla: Zajišťuje stabilní provoz při vysokém zatížení .
2. Pracovní princip optických modulů datového centra
Pracovní postup optického modulu datového centra lze rozdělit na procesy přenosu a příjmu:
2.1 Proces přenosu:
- Elektrický signál je vstup do modulu a obvod ovladače moduluje signál .
- Laser (TOSA) převádí elektrický signál na optický signál specifické vlnové délky .
- Optický signál je přenášen optickým vláknem do cílového zařízení .
2.2 Proces přijetí:
- Optický signál vstupuje do fotodetektoru (ROSA) prostřednictvím optického vlákna .
- Detektor převádí optický signál na elektrický signál, který je poté zesílen a přetvořen .
- Elektrický signál je výstup na spínač nebo server pro zpracování .
3. Hlavní typy optických modulů datového centra
Na základě rychlosti přenosu, formuláře balení a přenosové vzdálenosti lze optické moduly datového centra klasifikovat do několika typů:
3.1 Klasifikace podle sazby
- 1 G/10G Moduly: Používá se v raných datových centrech pro přenos krátké vzdálenosti .
- 25 G/40G Moduly: Primárně používané v přístupových vrstvách serveru .
- 100 G/400G Moduly: Aktuální mainstream, vhodné pro základní datová centra a 5G Transport Networks .
- 800 g/1 . 6t moduly: budoucí směr, splnění požadavků výpočetních a hyperscale datových center AI.
3.2 Klasifikace podle typu balení
- SFP/SFP+: Malé formy-faktorové pluggable moduly podporující 1G -25 g sazeb .
-QSFP+/QSFP28: Čtyřkanálové moduly podporující vysokorychlostní převodovku 40G/100G .
-OSFP/QSFP-DD: Balení nové generace podporující 400g/800g Ultra-High Speeds .
3.3 Klasifikace podle přenosové vzdálenosti
- krátký dosah (sr,<300m): Uses multimode fiber, suitable for intra-data center connections.
- Long Reach (LR, 10 km -40 km): Používá vlákno s jedním režimem pro sítě Metropolitan Area .
- Extended Reach (ER/ZR, >80 km): Používá se v páteřních sítích a mezipodmích mezi-dat .
4. Aplikační scénáře optických modulů datového centra
4.1 Interconnects Intra-DATA CENTRE:
-Propojení mezi servery a přepínači Top of-Rack (TOR) (25G/100G) .
- Vysokorychlostní propojení mezi přepínači jádra (400G/800G) .
4.2 Cloud Computing & Supercomputing Centers:
-Vysokorychlostní přenos dat pro rozsáhlé distribuované úložné a výpočetní klastry .
4.3 5 g fronthaul/midhaul/backhaul:
- Optické komunikační propojení mezi základními stanicemi 5G (AAU) a hlavní síť .
4.4 Fiber-to-the-Home (FTTH) a širokopásmový přístup:
- Komunikace mezi OLT a ONU v systémech PON (pasivní optická síť) .
5. Budoucí vývojové trendy optických modulů datového centra
5 . 1 Vyšší rychlosti (800G/1,6T): Požadavek na AI a Metaverse, roste poptávka po ultra vysoké šířce pásma.
5 . 2 Silicon Photonics: Snižuje spotřebu energie a zlepšuje integraci.
5 . 3 CO-BACKED OPTICS (CPO): Integruje optické moduly přímo s přepínači čipy, aby se snížila ztráta signálu.
5 . 4 Nižší spotřeba nákladů a energie: Efektivnější návrhy modulů řízené požadavky na zelené datové centrum.
6. Závěr
Optické moduly datového centra jsou základními součástmi moderních datových center a komunikačních sítí, přičemž jejich výkonem přímo ovlivňuje účinnost přenosu a stabilitu sítě . jako technologický pokrok, optické moduly se vyvíjejí směrem k vyššímu rychlosti, nižší spotřebou energie a větší integraci v budoucnu, v budoucnu, v budoucnu, v budoucnu, v budoucnu, v budoucnu, v budoucnu, v budoucnu, v budoucnu, v budoucnu, v budoucnu, v budoucnu, v budoucnu, inovace, inovace, jako je například silicon a optická komunikační průmysl, což je pevnější síťové průmysl, což je pevnější síť, která je pevněji a optická konzumace, která je pevněji a optická. 5G, AI a Cloud Computing .