BiDi transiiveritehnoloogia üksikasjalik tehniline juhend

Mis on BiDi transiiver

A BiDi transiiver(lühend sõnadest kahesuunaline transiiver), tuntud ka kui akahesuunaline SFP moodul, on anoptilise kiu transiivermis võimaldabkahesuunaline suhtlusüle ühe kiu. Erinevalt traditsioonilistest kahe{1}}kiudoptilistest moodulitest,BiDi SFP transiiveridkasutada lainepikkusjaotusega multipleksimise (WDM) tehnoloogiat, et samaaegselt edastada sama kiu sees signaale erinevatel lainepikkustel, säästes sellega kiuressursse. Seda tehnoloogiat kasutatakse praegu laialdaseltFTTHjuurdepääsuvõrgud, andmekeskuste vastastikused ühendused, ettevõtte ülikoolilinnaku võrgud ja muud stsenaariumid.
 

BiDi SFP moodulite tööpõhimõte

Põhikomponent aBiDi SFP moodulon WDM-filter (nimetatakse ka duplekseriks või diplekseriks). See seade eraldab ja kombineerib erinevatel lainepikkustel optilisi signaale, võimaldadeskahesuunaline suhtlusüle ühe kiu.

Konkreetne tööprotsess: saatja laser genereerib optilise signaali kindlal lainepikkusel (näiteks1310 nm kiud), mis ühendatakse WDM-filtri kaudu kiududega ja edastatakse. Samal ajal eraldatakse kiust saadud optiline signaal teisel lainepikkusel (näiteks 1550 nm) WDM-filtriga ja saadetakse fotodetektorisse elektrisignaaliks teisendamiseks.

BiDi SFP transiiveridtuleb kasutada paarikaupa. Kui ots A saadab 1310nm ja võtab vastu 1550nm, siis ots B peab saatma 1550nm ja vastu võtma 1310nm. Vale lainepikkuse sidumine takistab lingi loomist. Levinud lainepikkuste kombinatsioonide hulka kuuluvad: 1310nm/1490nm, 1310nm/1550nm, 1270nm/1330nm ja teised.

Erinevate edastuskauguste jaoks sobivad erinevad lainepikkuste kombinatsioonid. 1310 nm/1550 nm kombinatsiooni kasutatakse tavaliselt keskmise ja pika{3}}edastuse jaoks (20-120 km), kuna nende kahe lainepikkuse sumbumine on ühemoodilises kius madalam; 1270nm/1330nm kasutatakse peamiselt 10G ja suurema kiirusega lühi- ja keskmise vahemaa (10-40km) rakendustes.

BiDi SFP moodulite sisemine struktuur

BiDi SFP moodulidkoosneb peamiselt järgmistest komponentidest:

TOSA (saatja optiline{0}}alakoost): sisaldab laserdioodi (LD) ja draiveriahelat, mis vastutavad elektriliste signaalide teisendamise eest optilisteks signaalideks kindlal lainepikkusel. Levinud laserite hulka kuuluvad DFB (hajutatud tagasiside) laserid ja FP (Fabry-Perot) laserid. DFB laseritel on suurepärane lainepikkuse stabiilsus ja need sobivad kaugülekandeks-; FP laserid on kulutõhusad- ja neid kasutatakse enamasti lähi{5}}rakenduste jaoks.

ROSA (vastuvõtja optiline{0}}alakoost): sisaldab fotodetektorit (PIN või APD) ja eelvõimendi ahelat, mis vastutavad vastuvõetud optiliste signaalide elektrilisteks signaalideks teisendamise eest. PIN-detektoreid kasutatakse tavapärastes rakendustes, samas kui APD-detektorid on kõrgema tundlikkusega ja neid kasutatakse pika{1}}edastuse jaoks.

WDM-filter: BiDi moodulite kriitiline komponent, mis kasutab erinevatel lainepikkustel optiliste signaalide edastamiseks ja vastuvõtmiseks õhukese{0}}kilefiltri tehnoloogiat või võretehnoloogiat. Filtri jõudlus mõjutab otseselt mooduli sisestuskadu ja isolatsiooni spetsifikatsioone. Kvaliteetsed-filtrid suudavad saavutada kanali isolatsiooni üle 30 dB, tagades, et edastatavad ja vastuvõetud signaalid ei sega üksteist.

Trükkplaat ja liides: pakub toitehalduse, signaalitöötluse ja DDM (digitaaldiagnostika jälgimise) funktsioone. Vastab sellistele standarditele nagu SFF-8472, võimaldab lugeda mooduli parameetreid, nagu temperatuur, pinge ja optiline võimsus läbi I²C liidese.

Kogu moodul on pakitud standardsetesse SFP, SFP+, QSFP või muudesse korpustesseSCvõiLCsimplex liidesed pordis.
 

BiDi SFP transiiverite eelised

Vähendatud kiudainete kasutamine: ühe-kiu edastuslahendus vähendab kiu kasutamist 50%, mis pakub olulisi eeliseid projektides, kus kiuressursid on piiratud või kaabelduskulud kõrged. Eelkõige suuremahuliste kasutuselevõtu stsenaariumide puhul, nagu suurlinnavõrgud ja FTTH-juurdepääsuvõrgud, on kiudoptilise kulude kokkuhoid märkimisväärne. Andmekeskuse juhtumiuuring näitas, et BiDi lahenduse kasutuselevõtt vähendas kiu hankimise ja ehituskulusid ligikaudu 35%.

Lihtsustatud kaabelduse paigaldamine: Vähendab kiudude liitmisliitmike ja ODF-portide arvu, vähendades ehituse keerukust ja tööjõukulusid. Uuendusprojektide puhul saab olemasolevaid ühetuumalisi kiuressursse täielikult ära kasutada, ilma et oleks vaja juhtmestikku ümber ühendada. See on eriti oluline pärandandmekeskuste puhul, kus on kitsas seadmeruum ja täis kaablirennid.

Vähendatud ruumihõive: ühe{0}}pordiga disain vähendab plaastripaneelide ja -kappide poolt hõivatud ruumi, muutes selle sobivaks suure-tihedusega juurutuskeskkondadesse. 24-pordiline BiDi plaastripaneel suudab hallata 48 linki, kahekordistades ruumikasutuse tõhusust.

Kõrge paindlikkus: võrgu uuendamise ajal, kui olemasolevad kiudressursid pole piisavad,BiDi kiudjuurutamine võib võimsust kiiresti laiendada ilma suuremahulise{0}}juhtmestikuta. See paindlikkus on väga väärtuslik stsenaariumide puhul, mis nõuavad suurt talitluspidevust.

Kuid BiDi lahendusel on ka piiranguid. Ühekiuline{1}}ülekanne seab kiu kvaliteedile kõrgemad nõudmised, kusjuures sellised tegurid nagu painderaadius ja puhtus mõjutavad ülekande jõudlust rohkem. Kiu otsa-pinna saastumine või liigne painutamine võib suurendada kahe lainepikkuse signaali vahelist läbirääkimist, mõjutades lingi stabiilsust. Lisaks, erinevalt kahekiulistest{5}}kiudlahendustest, kus TX- ja RX-linke saab eraldi testida, saab tõrke eraldamise ajalBiDi kiudnõuab terviklikku hindamist, muutes hoolduse veidi keerulisemaks.

BiDi SFP moodulid vs. traditsioonilised kahe{1}}kiudoptilised moodulid

Põhiline erinevusBiDi SFP moodulidja traditsioonilised kiud{0}}optilised moodulid seisnevad selles, kuidas nad kasutavad füüsilist edastusmeediumi.Duplekskiu kasutuselevõttkasutab kahte sõltumatut kiudu, millest üks on mõeldud edastamiseks ja teine ​​​​vastuvõtuks, täieliku füüsilise kihi isolatsiooniga.BiDi transiiveridsaavutada kahesuunaline ülekanne ühe kiu kaudu lainepikkusjaotusega multipleksimistehnoloogia abil.

Liidese vorm
Kahe{0}}kiudoptilised moodulid kasutavad kahe pordiga LC- või SC-dupleksliideseid;kahesuunalised SFP moodulidkasutage ainult ühe pordiga simpleksliideseid.

Paaritud kasutamine
Traditsioonilised kahe{0}}kiudoptilised moodulid võivad kasutada mõlemas otsas identseid mooduleid (nt 1000BASE-LX mõlemas otsas), kuna nende edastamise ja vastuvõtu lainepikkused on samad.BiDi SFP transiiveridtuleb kasutada paarikaupa erinevate lainepikkuste kombinatsioonidega (näiteks 1310nm TX/1550nm RX ühes otsas ja 1550nm TX/1310nm RX teises otsas).

Kulude perspektiiv
BiDi SFP moodulühikuhinnad on tavaliselt 20%-40% kõrgemad kui võrreldavatel kahekiulistel-moodulitel, kuna WDM-filtrid suurendavad tootmiskulusid. Projektide puhul, mis nõuavad kaugkaabeldust või kus kiuressursid on piiratud, võib kogumaksumus (moodul + kiud + ehitus) olla aga väiksem.

Töökindlus
Kahe-kiu lahendustel on edastuse ja vastuvõtu füüsilise isolatsiooni tõttu pisut tugevam häiretevastane-võime; BiDi lahendused sõltuvad filtri jõudlusest ja neil on rangemad kiu kvaliteedinõuded. Kuid täiustatud tootmisprotsessidega kaasaegneBiDi SFP moodulidtöökindlus läheneb kahekiuliste{0}}moodulite omale.

Oluline on märkida, et "kahesuunaline" ja "dupleks" on kaks erinevat mõistet. Dupleks viitab andmeedastusmeetodile (täisdupleks või pooldupleks), samasBiDiviitab füüsilise kandja kasutusmeetodile.BiDi SFP transiiveridtöötavad endiselt täisdupleksrežiimis, rakendades vaid ühe kiu.
 

BiDi transiiverite tüübid

Klassifikatsioon kiiruse järgi

1G BiDi SFP: kasutatakse Gigabit Etherneti jaoks, see on praegu kõige laialdasemalt juurutatud BiDi moodulitüüp. Tüüpilised lainepikkuste kombinatsioonid on 1310 nm/1490 nm või 1310 nm/1550 nm, edastuskaugused hõlmavad 3 km kuni 120 km. Kasutatakse peamiselt ettevõtete võrkudes, ülikoolilinnakute võrkudes, FTTH-juurdepääsus ja muudes stsenaariumides.

10G BiDiSFP+: kasutatakse 10 Gigabit Etherneti jaoks, lainepikkuste kombinatsioonid on tavaliselt 1270nm/1330nm (lühi- kuni keskmine vahemaa) või 1490nm/1550nm (pikk vahemaa). Edastuskaugused on vahemikus 10 km kuni 80 km. Laialdaselt kasutatav andmekeskuste ühendustes, suurlinnavõrkudes ja muudes stsenaariumides.

25G BiDi SFP28: kasutatakse 25G Etherneti jaoks, kasutades kitsamat lainepikkuste vahet (nt 1295nm/1309nm), edastuskaugustega 10-40km. Kasutatakse peamiselt suure jõudlusega andmekeskuste serveritele juurdepääsu ja salvestusvõrkude jaoks.

40G BiDi QSFP+: kasutab kahekiulist-disaini, kuid integreerubWDMtehnoloogia, kus iga kiud edastab 20 Gbps kahesuunalist edastust. Kasutab 832-918 nm lainepikkuse vahemikku, töötab OM3/OM4 mitmemoodilise kiuduga, edastuskaugustega 100-150 meetrit. Sobib suure tihedusega ühendamiseks andmekeskustes.

100G BiDi QSFP28: kasutab PAM4 modulatsioonitehnoloogiat, mille üks lainepikkus kannab 50 Gbps, saavutades 100 G kahesuunalise edastuse ühe -režiimiga kiu kaudu. Edastuskaugused 10-40 km, kasutatakse andmekeskustevaheliste ühenduste jaoks.

Klassifikatsioon lainepikkuse tehnoloogia järgi

Standardne BiDi: kasutab fikseeritud lainepikkuste paare, näiteks 1310nm/1550nm. Madalamad kulud ja kõige laialdasemalt kasutatav.

CWDM BiDi: kasutab jämedat lainepikkusjaotusega multipleksimistehnoloogiat, lainepikkuste vahemik 1270nm-1610nm, lainepikkuste vahekaugus 20nm. Võib multipleksida mitut lainepikkust ühel kiul, sobib suurlinnavõrkudeks ja kaugedastuseks.

DWDM BiDi: kasutab tiheda lainepikkusjaotusega multipleksimistehnoloogiat, mille lainepikkuste vahe on ainult 0,8 nm (100 GHz) või 0,4 nm (50 GHz), mis vastab ITU-T G.694.1 standarditele. Kasutatakse magistraalvõrkudes ja üli-pika-kauguse edastamiseks, saavutades ülikõrge kiudspektri kasutamise.

Klassifikatsioon rakenduse stsenaariumi järgi

PON BiDi moodulid: spetsiaalselt loodud passiivsete FTTH/FTTB optiliste võrkude jaoks, nagu EPON, GPON, 10G-EPON jne. OLT-pool ja ONU-pool kasutavad erinevaid lainepikkuste kombinatsioone, kusjuures tüüpilised konfiguratsioonid on allavoolu 1490nm/ülesvoolu 1310nm. Mõned PON-süsteemid katavad CATV signaali edastamiseks ka 1550 nm lainepikkust.

Andmekeskuse BiDi moodulid: optimeeritud andmekeskuse keskkondade jaoks, toetades DDM-i funktsioone, madalat energiatarbimist ja suure{0}}tihedusega juurutamist. Levinud tariifid on 10G, 25G ja 100G.

Vedaja-klassi BiDi moodulid: täitke operaatori{0}}taseme töökindluse nõuded, töötemperatuurivahemikus -40 kraadi kuni +85 kraadi, läbides range keskkonnatesti. Kasutatakse välistes tugijaamades, suurlinnavõrgu sõlmedes ja muudes karmides keskkondades.

Tööstuslikud -klassi BiDi moodulid: täiustatud -häiretevastane võime ja mehaaniline tugevus, mis sobib tööstuslikuks automatiseerimiseks, intelligentseks transpordiks ja muudeks stsenaariumideks.

BiDi transiiverite rakendusalad

FTTH Fiber-koju--: operaatori lairiba juurdepääsuvõrkude peamine rakenduse stsenaarium.BiDilahendused OLT ja ONU vahel säästavad 50% optilise jaotusvõrgu (ODN) kuludest. Sajad miljonid FTTH kasutajad üle maailma kasutavad BiDi tehnoloogiat. Allavoolu andmed kasutavad tavaliselt 1490 nm lainepikkust, ülesvoolu andmed kasutavad 1310 nm lainepikkust ja mõned süsteemid kasutavad CATV signaali edastamiseks ka 1550 nm, saavutades kolme lainepikkuse multipleksimise.

Andmekeskuste võrgud: rack-to-rack, korrus-to-põrand ja ülikoolilinnaku-to-ühendus. Suure-tihedusega pilvandmekeskustesBiDilahendused võivad vähendada kiu kasutamist 50%, vähendades kaablite keerukust. Eriti moderniseerimisprojektide puhul, kui olemasolevad kiudressursid ei vasta ribalaiuse uuendamise nõuetele, on BiDi kõige ökonoomsem lahendus.10G BiDi SFP+ja25G BiDi SFP28on andmekeskustes tavaliselt kasutatavad mudelid.

Enterprise Campus Networks: rist-ehitamine ja rist-plokkidevaheline ettevõtte võrguühendus. Võrreldes kahekordse arvu fiiberoptiliste kaablite kasutuselevõtuga,BiDilahendused võivad oluliselt vähendada ehituskulusid ja tähtaegu. Sobib hajutatud võrkudele koolides, haiglates, tööstusparkides ja muudes kohtades.

Turvavalvesüsteemid: Suured seireprojektid hõlmavad sageli sadu või isegi tuhandeid kaameraid, millel on tohutu kiudkaablite töökoormus.BiDilahendused võivad vähendada fusiooniliiteid ja ODF-porte 50%, kiirendades ehituse edenemist ja vähendades rikete määra. Eelkõige moderniseerimisprojektide puhul saab olemasolevaid-tuumakiu ressursse täielikult ära kasutada.

5G esi-/keskühendusvõrgud: andmeedastus mobiilside tugijaamade ja tuumikvõrkude vahel. Tänu kõrgetele 5G tugijaama tiheduse ja ribalaiuse nõuetele säästab BiDi tehnoloogia tõhusalt kiu ressursse.10G/25G BiDi moodulidkasutatakse laialdaselt 5G võrkudes.

Tööstuslik Ethernet: stsenaariumid, nagu nutikad tehased, elektrisüsteemid ja liikluskorraldus. Tööstuskeskkondadel on kõrged töökindlusnõuded, kuid sageli on kaabeldusruum piiratud.BiDilahendused vähendavad kiu kasutamist, vähendades samal ajal kaabeldusraskusi. Tööstusliku-klassi BiDi moodulitel on lai temperatuurikujundus ja täiustatud häiretevastane-võime.

Ringhäälinguvõrgud: CATV signaaliedastus ja IPTV teenused. Mõned ringhäälinguvõrgud kasutavad BiDi-tehnoloogiat, et saavutada HFC-võrkude fiiberoptiline transformatsioon, suurendades võrgu läbilaskevõimet olemasolevate kiudoptiliste ressursside abil.

Smart City rakendused: asjade Interneti stsenaariumid, nagu intelligentne transport, nutikas tänavavalgustus ja keskkonnaseire. Nendel rakendustel on tavaliselt hajutatud juurutuspunktid ja pikad vahemaadBiDilahendused, mis vähendavad oluliselt kiudoptilise infrastruktuuri kulusid.

Oluline on märkida, et nende vahel validaBiDija traditsioonilised kahekiulised{0}}lahendused nõuavad igakülgset projekti-spetsiifiliste asjaolude arvestamist: kui kiudressursid on külluslikud, vahemaad lühikesed ja eelarved on piisavad, võivad kahekiulised lahendused olla lihtsamad ja töökindlamad; kui kiudressursid on piiratud, on kaabelduskulud suured ja vaja on kiiret kasutuselevõttu,BiDilahendused pakuvad selgeid eeliseid.