Γιούρι Πετροπαβλόφσκι

Τον Ιούνιο του 2017, ξεκίνησε η παραγωγή ενός άλλου τύπου προϊόντος υψηλής τεχνολογίας στη Ρωσία - η εταιρεία Fiber Trade LLC ξεκίνησε ένα εργοστάσιο για την παραγωγή πομποδεκτών οπτικών ινών στο Νοβοσιμπίρσκ. Σύμφωνα με την ίδια την εταιρεία και τη γνώμη άλλων ειδικών σε αυτόν τον τομέα, αυτό είναι το πρώτο και μέχρι στιγμής μοναδικό εργοστάσιο με πλήρης κύκλοςσειριακή παραγωγή τέτοιων συσκευών στη Ρωσία. Πρέπει να σημειωθεί ότι και άλλες εταιρείες ασχολούνται επίσης με την ανάπτυξη και παραγωγή οπτικοηλεκτρονικών εξαρτημάτων, συμπεριλαμβανομένων οπτικών πομποδεκτών, στη Ρωσία, για παράδειγμα, η FTI-Optronik από την Αγία Πετρούπολη, που ιδρύθηκε το 1994 με βάση το Φυσικο-Τεχνικό Ινστιτούτο πήρε το όνομα από. A.F. Ioffe της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών. Θα πρέπει επίσης να υπενθυμίσουμε στους αναγνώστες ότι δεν έχουν όλοι, ακόμη και οι κορυφαίες ηλεκτρονικές εταιρείες στον κόσμο, τη δική τους παραγωγή προϊόντων μικροηλεκτρονικής και άλλων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Οι εταιρείες που δεν έχουν δική τους παραγωγή ονομάζονται εταιρείες Fabless. Τα μικροηλεκτρονικά για αυτά παράγονται από εξειδικευμένες επιχειρήσεις (εταιρείες Χυτήρια) σύμφωνα με παραγγελίες.

Πριν εξετάσουμε τα χαρακτηριστικά των πομποδέκτη οπτικών ινών, θα παράσχουμε ορισμένες πληροφορίες για την ίδια την εταιρεία. Η ιδιωτική εταιρεία Fiber Trade LLC ιδρύθηκε το 2010 στο Νοβοσιμπίρσκ από τον Alexey Valentinovich Yunin, γεννημένο το 1974 (Εικόνα 1), ο οποίος εργαζόταν στο παρελθόν στη Novotelecom και στη VimpelCom. Ο κύριος τομέας δραστηριότητας της εταιρείας εκείνη την εποχή ήταν η προμήθεια τηλεπικοινωνιακού εξοπλισμού στη ρωσική αγορά. Το 2012, η ​​εταιρεία έλαβε τον κωδικό οργάνωσης προγραμματιστών FKRD σύμφωνα με το GOST 2.201-80 (τροποποιήθηκε το 2011), το οποίο της επέτρεψε να αρχίσει να αναπτύσσει και να σχεδιάζει προϊόντα με το δικό της εμπορικό σήμα FiberTrade (FT).

Οι πρακτικές εργασίες για τη δημιουργία της παραγωγής πομποδεκτών ξεκίνησαν το 2015 και ολοκληρώθηκαν το 2017 με την έναρξη λειτουργίας του εργοστασίου. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, επιλύθηκαν οι δύσκολες εργασίες της δημιουργίας καθαρών αιθουσών κατηγορίας 7 και της εγκατάστασης εξοπλισμού δοκιμών υψηλής ακρίβειας από τους κορυφαίους κατασκευαστές του κόσμου. Το έργο χρηματοδοτήθηκε (περίπου 40 εκατομμύρια ρούβλια) από ίδια κεφάλαια του Alexey Yunin και άλλων ιδιωτών επενδυτών, ενώ δεν συμμετείχαν τρίτες εταιρείες στη διαδικασία δημιουργίας του εργοστασίου. Ο αναμενόμενος όγκος παραγωγής θα είναι 960 χιλιάδες πομποδέκτες ετησίως και ο όγκος εσόδων θα είναι 3,8-4,2 δισεκατομμύρια ρούβλια ετησίως. Σχεδιάζεται να επιτευχθεί απόσβεση έως το 2020.

Μέχρι το τέλος του 2018, σχεδιάζεται να αυξηθεί ο αριθμός του προσωπικού της εταιρείας σε 70 άτομα (επί του παρόντος υπάρχουν 22 μηχανικοί ανάπτυξης και 23 μηχανικοί παραγωγής και άλλοι ειδικοί). Λόγω της έλλειψης ειδικευμένων ειδικών με εμπειρία στο προφίλ της εταιρείας, εξετάζεται η δυνατότητα προσέλκυσης πτυχιούχων πανεπιστημίου με μετέπειτα εκπαίδευση.

Επί του παρόντος, η εταιρεία συνεργάζεται σε συνεχή βάση με κορυφαίες εταιρείες τηλεπικοινωνιών και πληροφορικής, συμπεριλαμβανομένων των PJSC VimpelCom, OJSC Megafon, PJSC Rostelecom, PJSC MTS, VKontakte LLC, Mail Ru LLC Group, CJSC Comstar-Region και ορισμένων άλλων. Στο μέλλον, η εταιρεία ενδέχεται να καταλαμβάνει έως και το 50% της αγοράς πομποδέκτη οπτικών ινών στη Ρωσία. κύριοι εξαγωγικοί προορισμοί είναι οι χώρες της ΚΑΚ. Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι η εταιρεία διαθέτει ήδη έργα που δεν έχουν ανάλογα στον κόσμο, εξετάζονται οι δυνατότητες εξαγωγής προϊόντων σε ευρωπαϊκές χώρες.

Ένα από αυτά τα έργα περιλαμβάνει πομποδέκτες πολλαπλών πωλητών, που επιτρέπουν τη λειτουργία τους σε τηλεπικοινωνιακό εξοπλισμό διαφόρων προμηθευτών (έως και 5 ταυτόχρονα). Στις 19 Οκτωβρίου 2017, η Ομοσπονδιακή Υπηρεσία Πνευματικής Ιδιοκτησίας εξέδωσε Πιστοποιητικό κρατικής εγγραφής του προγράμματος υπολογιστή «Δημιουργία ενοποιημένου ορισμού της μονάδας SFR+ σε εξοπλισμό μεταγωγής από διάφορους κατασκευαστές». Οι πομποδέκτες πολλαπλών πωλητών από το Fiber Trade επιτρέπουν στις εταιρείες να μειώσουν το κόστος χρησιμοποιώντας εξοπλισμό διαφορετικών κατασκευαστών στα συστήματά τους, καθώς και να αποφύγουν πρόσθετο κόστος για τη συντήρηση μιας αποθήκης μονάδων από διαφορετικούς προμηθευτές (ο πωλητής είναι ο προμηθευτής και ο ιδιοκτήτης της μάρκας).

Ένα άλλο έργο είναι οι οπτικές μονάδες με υποστήριξη για λειτουργίες κρυπτογράφησης δεδομένων.

Ορισμένοι «θεωρητικοί εμπειρογνώμονες» θεωρούν ότι η παραγωγή μικροηλεκτρονικών στη Ρωσία είναι δύσκολη και χωρίς πολλά υποσχόμενη. Πράγματι, μια τέτοια παραγωγή απαιτεί μεγάλο οικονομικό κόστος, και μάλιστα από την αρχή. Για την υλοποίηση έργων σε αυτόν τον τομέα, χρειαζόμαστε ειδικούς που όχι μόνο έχουν καλή εξειδικευμένη εκπαίδευση και μεγάλη εμπειρίαεργασία, αλλά και, σύμφωνα με τον Alexey Yunin, μια μεγάλη επιθυμία για ανάπτυξη αυτή την κατεύθυνσηστην Ρωσία. Ωστόσο, η παραγωγή εγχώριων πομποδεκτών οπτικών ινών έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα.

Τα θεμελιώδη μειονεκτήματα των ξένων συσκευών είναι η αδυναμία αλλαγής του λογισμικού ώστε να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις των χειριστών και η πιθανότητα αδήλωτης λειτουργικότηταπαρεχόμενες συσκευές. Οι φθηνότεροι κινέζικοι πομποδέκτες χαρακτηρίζονται επίσης από υψηλότερο ποσοστό ελαττωμάτων, γεγονός που απαιτεί από τους καταναλωτές να πληρώσουν πρόσθετο κόστος για επιστροφές/αντικαταστάσεις ελαττωματικών μονάδων. Σύμφωνα με τον Alexey Yunin, ένας από τους κύριους στόχους της παραγωγής πομποδεκτών οπτικών ινών είναι η διασφάλιση της ασφάλειας της χώρας. Κατά την ανάπτυξη προϊόντων και λογισμικού για αυτούς στη Ρωσία, ο κατασκευαστής γνωρίζει κυριολεκτικά τα πάντα για τα προϊόντα του και μπορεί να τα ελέγξει. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορούμε πραγματικά να μιλήσουμε για συμμόρφωση ασφάλεια πληροφοριώνστην εποχή των «κυβερνοπολέμων» και επιθέσεις χάκερ. Ένα άλλο σημαντικό πλεονέκτημα της παραγωγής ραδιοηλεκτρονικών προϊόντων στη χώρα είναι η σημαντικά μεγαλύτερη ευελιξία στις σχέσεις με τους εγχώριους πελάτες σε όλα τα ζητήματα που προκύπτουν.

Οι κύριοι καταναλωτές των προϊόντων του εργοστασίου είναι οι κορυφαίοι τηλεπικοινωνιακοί πάροχοι και τα κέντρα δεδομένων της χώρας. Στο μέλλον, η εταιρεία έχει μεγάλα σχέδια, για παράδειγμα, κάλυψη έως και 50% των αναγκών της ρωσικής αγοράς για πομποδέκτες οπτικών ινών και είσοδο σε ξένες αγορές. Υπάρχει η επιθυμία να γίνει κάποιος συμμετέχων στο έργο υποκατάστασης εισαγωγών (ISUI), το οποίο θα βοηθήσει στη σημαντική αύξηση των πωλήσεων στην εγχώρια αγορά. Η ανάγκη για πομποδέκτες θα αυξηθεί μόνο, για παράδειγμα, στη Ρωσία έως το 2024, τα δίκτυα 5G με τη μία ή την άλλη μορφή σχεδιάζονται να αναπτυχθούν σε πόλεις με πληθυσμό άνω των 300 χιλιάδων κατοίκων, οι οποίες θα απαιτήσουν αντικατάσταση εξοπλισμού σταθμούς βάσηςκαι σημαντική αύξηση του αριθμού τους.

Οι δοκιμές εξοπλισμού Fiber Trade, συμπεριλαμβανομένων αυτών που πραγματοποιήθηκαν από τους κορυφαίους τηλεπικοινωνιακούς παρόχους της χώρας, έδειξαν την ανταγωνιστικότητα των πομποδεκτών οπτικών ινών της εταιρείας με ευρωπαϊκά ανάλογα όσον αφορά την αξιοπιστία και τη λειτουργικότητα.

Εκτός από τους ίδιους τους πομποδέκτες, οι κατάλογοι της εταιρείας για το 2017 παρουσιάζουν και άλλους τύπους προϊόντων: μετατροπείς πολυμέσων, εξοπλισμός συμπίεσης καναλιών, εξοπλισμός για μεγάλες γραμμές, παθητικός εξοπλισμός.

Πομποδέκτες οπτικών ινών

Οι πομποδέκτες οπτικών ινών (FOT) ή οι οπτοηλεκτρονικοί πομποδέκτες έχουν σχεδιαστεί για να μετατρέπουν τα οπτικά σήματα που μεταδίδονται μέσω γραμμών επικοινωνίας οπτικών ινών (FOCL) σε ηλεκτρικά σήματα και τα πίσω ηλεκτρικά σήματα σε οπτικά σήματα. Η ανάγκη για VOT προέκυψε στη δεκαετία του 1990, όταν η ενεργή εισαγωγή των δικτύων ευρυζωνικής πρόσβασης οπτικών ινών ανά δίκτυο και παρόχους κινητής τηλεφωνίαςδιαβιβάσεις. Εκείνη την εποχή πραγματοποιήθηκαν ΕΔΩ πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτωνενεργό τηλεπικοινωνιακό εξοπλισμό. Ωστόσο, λόγω της αύξησης του εύρους τέτοιων συσκευών (διακόπτες, πολυπλέκτης, δρομολογητές, μετατροπείς πολυμέσων), προέκυψε η ανάγκη διαχωρισμού των συσκευών επεξεργασίας και μετάδοσης δεδομένων. Επιπλέον, οι ίδιες οι συσκευές για τη μετάδοση σημάτων μέσω συνδέσμων οπτικών ινών πρέπει να είναι τυποποιημένες με τον ένα ή τον άλλο τρόπο για σκοπούς ενοποίησης.

Εδώ και αρκετό καιρό, VOT από διάφορους κατασκευαστές έχουν εγκατασταθεί ενοποιημένες, συμπαγείς, αντικαταστάσιμες μονάδες σε τυποποιημένες ηλεκτρικές θύρες ενεργού τηλεπικοινωνιακού εξοπλισμού. Αυτή η προσέγγιση για τη δημιουργία μιας δικτυακής υποδομής σάς επιτρέπει να βελτιστοποιήσετε το κόστος κατά το σχεδιασμό και, αυτό που είναι ιδιαίτερα σημαντικό, κατά την ανακατασκευή οπτικών δικτύων, για παράδειγμα, να αυξήσετε τον ρυθμό μεταφοράς δεδομένων, τον όγκο των μεταδιδόμενων πληροφοριών και το εύρος μετάδοσης σήματος μέσω οπτικών ινών. οπτικές γραμμές.

Οι μονάδες BOT διατίθενται σε διάφορα σχέδια - συντελεστές μορφής. Επί του παρόντος, οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες μονάδες είναι το SFP (Small Form-factor Pluggable), που φαίνεται στο σχήμα 2. Οι μονάδες SFP είναι συμπαγή μπλοκ σε μεταλλικές θήκες, παρέχοντας προστασία για ηλεκτρονικά εξαρτήματα μονάδων από ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολίακαι μηχανική βλάβη. Οι μονάδες έχουν συνήθως δύο οπτικές θύρες - έναν πομπό λέιζερ (TX - πομπός) και έναν φωτοανιχνευτή (RX - δέκτης), διασφαλίζοντας ότι η μονάδα λειτουργεί σε λειτουργία διπλού κύματος (Εικόνα 3). Οι μονάδες SFP ενός κύματος έχουν μόνο μία θύρα και η λειτουργία πολυπλεξίας χρησιμοποιείται για την αλλαγή της κατεύθυνσης μετάδοσης.

Εκτός από εκπομπούς και φωτοανιχνευτές, άλλες ηλεκτρονικές μονάδες και εξαρτήματα είναι εγκατεστημένα στις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων των μονάδων - κυκλώματα ελέγχου διόδων λέιζερ, μετατροπείς σήματος σε γραμμικό κώδικα, κυκλώματα πόλωσης φωτοδιόδου, διάφοροι ενισχυτές και φίλτρα, κυκλώματα ψηφιακής παρακολούθησης. Οι πλακέτες των μονάδων περιέχουν επίσης μια EEPROM (ηλεκτρικά διαγραφόμενη επαναπρογραμματιζόμενη μνήμη) με χειριστήριο λογισμικό(μια παραλλαγή του μπλοκ διαγράμματος μονάδας SFP φαίνεται στην Εικόνα 4).

Διάφορα μηχανικά και Ηλεκτρικά ΧαρακτηριστικάΤα BOT δεν καθορίζονται από διεθνή πρότυπα, αλλά από προδιαγραφές MSA (Multi-source Agreement), που αναπτύχθηκαν βάσει συμφωνιών μεταξύ διαφόρων κατασκευαστών εξοπλισμού. Αυτή η «φύση» της διαδικασίας παραγωγής πολλαπλών προδιαγραφών χαρακτηρίζεται από το «απροσδιόριστο φάσμα» των εταιρειών που συμμετέχουν σε MSA. Για την αποτελεσματική ανάπτυξη των προδιαγραφών MSA, μια ομάδα (επιτροπή) Small δημιουργήθηκε στις ΗΠΑ το 1990. Form FactorΕπιτροπή (Επιτροπή SFF) για τον καθορισμό παραγόντων μορφής στη βιομηχανία αποθήκευσης. Ανάμεσα στα δεκάδες μέλη της επιτροπής είναι οι μεγαλύτεροι κατασκευαστές ηλεκτρονικών ειδών και εξοπλισμός υπολογιστών- Dell, Foxconn, Fujitsu, Hewlett Packard, Hitachi, IBM, Intel, Pioneer, Samsung, Seagate, Sun Microsystem, Texas Instruments, Toshiba. Το 2016, ο οργανισμός άλλαξε το όνομά του σε SNIA SFF Technology Affiliate. Μέχρι σήμερα, οι εταίροι της Επιτροπής SFF, εκτός από αυτούς που αναφέρονται παραπάνω, είναι και άλλες κορυφαίες εταιρείες - Microsoft, Broadcom, Cisco, Huawei, Lenivo, Micron, Microsemi, GiGNET και ένας αριθμός άλλων (περισσότερες από 50 εταιρείες συνολικά) .

Η "SKEO" προμηθεύει πομποδέκτες όλων των διαθέσιμων τύπων κοινών μονάδων διατηρούνται σε απόθεμα στην αποθήκη της εταιρείας. Η σειρά οπτικών μονάδων SKEO έχει σχεδιαστεί για εγκατάσταση σε κρίσιμες περιοχές του δικτύου επικοινωνίας, οι μονάδες έχουν εγγυημένα σταθερά χαρακτηριστικά. Αυτοί οι πομποδέκτες μπορούν να αντικαταστήσουν ακριβές μονάδες που προσφέρονται από προμηθευτές.

Η επιλογή των οπτικών μονάδων SKEO είναι η βέλτιστη για χρήση σε τυπικά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας όπου η σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας του εξοπλισμού εκτιμάται ιδιαίτερα.

Οι οπτικοί πομποδέκτες (πομποδέκτης, πομπός - πομπός και δέκτης - δέκτης) είναι αντικαταστάσιμες μονάδεςγια τηλεπικοινωνιακό εξοπλισμό. Η δουλειά ενός οπτικού πομποδέκτη είναι να μετατρέπει ένα ηλεκτρικό σήμα σε οπτικό.

Χρησιμοποιώντας οπτικούς πομποδέκτες

Οι οπτικοί πομποδέκτες έχουν αντικαταστήσει τους ενσωματωμένους σε εξοπλισμό. Τα μειονεκτήματα των ενσωματωμένων πομπών ήταν η αδυναμία αλλαγής του μέσου μετάδοσης δεδομένων και η πολυπλοκότητα Συντήρησηστη συσκευή δικτύου σε περίπτωση βλάβης.

Ο εξοπλισμός με αντικαταστάσιμους οπτικούς πομποδέκτες υποστηρίζει πολλαπλά μέσα μετάδοσης δεδομένων (μονότροπη ή πολλαπλή ίνα, συνεστραμμένο ζεύγος χαλκού κ.λπ.) και μπορεί να αντικατασταθεί εύκολα σε περίπτωση βλάβης. Στην περίπτωση μετάδοσης δεδομένων μέσω οπτικών ινών single-mode, το μήκος της γραμμής μπορεί να φτάσει τα 200 km χωρίς αναγέννηση και ενίσχυση (για 155 Mbit).

Διάφοροι παράγοντες μορφής πομποδέκτη

Οι οπτικοί πομποδέκτες έχουν διάφορους παράγοντες μορφής, οι οποίοι καθορίζονται από την Επιτροπή SFF (Small Form Factor Committee), της οποίας οι ομάδες εργασίας περιλαμβάνουν κορυφαίους κατασκευαστές τηλεπικοινωνιακού εξοπλισμού. Οι πιο συνηθισμένοι παράγοντες μορφής των οπτικών πομποδεκτών είναι οι GBIC, SFP, SFP+, X2, XENPAK, XFP, CFP, qSFP. Αυτοί οι πομποδέκτες υποστηρίζουν διάφορα πρωτόκολλα και ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων από 100 Mbit/s έως 100 Gbit/s.

Οι παράμετροι των πομποδεκτών μπορεί να διαφέρουν πολύ, αλλά για τους πιο συνηθισμένους τύπους μονάδων ισχύει η ακόλουθη ταξινόμηση:

• GBIC και SFP 155 Mbit/s, 622 Mbit/s, 1,25 Gbit/s, 2,5 Gbit/s, 4 Gbit/s (STM-1, STM-4, Gigabit Ethernet (Κανάλι Fiber), Πρωτόκολλα STM-16)
• XENPAK, X2, XFP, SFP+ 10 Gbit/s (πρωτόκολλα 10GE, 10G Fiber Channel, OC-192, STM-64, 10G OTU-2)
• QSFP+, CFP 40 Gbit/s, 100 Gbit/s (πρωτόκολλα 40GE, 100G OTU-4)

Η μέγιστη απόσταση μετάδοσης καθορίζεται από τον οπτικό προϋπολογισμό και την ανοχή χρωματικής διασποράς. Εδώ, ο οπτικός προϋπολογισμός αναφέρεται στη διαφορά μεταξύ της ισχύος ακτινοβολίας του πομπού και της ευαισθησίας του δέκτη. Κατ' αναλογία με τη λίστα αντιστοιχίας μεταξύ συντελεστή μορφής και ταχύτητας/πρωτοκόλλου, μπορείτε να δημιουργήσετε μια λίστα αποστάσεων, πάλι για κοινούς πομποδέκτες:

• GBIC και SFP 0,1, 0,3, 3, 20, 40, 80, 120, 160 χλμ.
• XENPAK, X2, XFP, SFP+ 0,3, 10, 40, 80 χλμ.
• QFSP28 - 10 ή 40 χλμ

Οι τυπικές ονομασίες απόστασης για πομποδέκτες έως 500 μέτρα είναι SR, έως 20 km - LR, έως 60 km - ER, μετά από 60 km - ZR.

Οπτικοί πομποδέκτες CWDM και DWDM

Για την παροχή υποστήριξης για τεχνολογίες πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος xWDM, διατίθενται πομποδέκτες με πομπούς με μήκη κύματος λειτουργίας από το δίκτυο CWDM/DWDM. Για συστήματα CWDM, παράγονται πομποδέκτες με 18 διαφορετικά μήκη κύματος, για DWDM 44 μήκη κύματος (πλέγμα 100 GHz) ή 80 μήκη κύματος (πλέγμα 50 GHz).

Οι οπτικοί πομποδέκτες σάς επιτρέπουν να ελέγχετε τις δικές σας παραμέτρους κατάστασης μέσω της λειτουργίας παρακολούθησης. Αυτή η λειτουργίαονομάζεται DDM (Digital Diagnostics Monitoring) ή DOM (Digital Optical Monitoring). Χρησιμοποιώντας αυτή τη λειτουργία, μπορείτε να παρακολουθείτε τυπικές παραμέτρους λειτουργίας πομποδέκτη, όπως ηλεκτρικά χαρακτηριστικά, θερμοκρασία, ισχύ ακτινοβολίας και επίπεδο σήματος στον ανιχνευτή. Αυτές οι πληροφορίες βοηθούν στην αποφυγή αστοχιών μετάδοσης δεδομένων εντοπίζοντας έγκαιρα τις αρνητικές αλλαγές στη γραμμή.

Το «υλικολογισμικό» των οπτικών πομποδεκτών είναι μια σύντομη εγγραφή στη μη πτητική μνήμη της οπτικής μονάδας, η οποία περιέχει πληροφορίες ταξινόμησης για τη μονάδα, οι οποίες μπορεί να περιλαμβάνουν σειριακός αριθμός, όνομα κατασκευαστή, συντελεστής μορφής, εύρος μετάδοσης δεδομένων και πολλά άλλα. Ορισμένοι κατασκευαστές χρησιμοποιούν υλικολογισμικό για να εμποδίσουν τον δικό τους εξοπλισμό να λειτουργεί με πομποδέκτες τρίτων κατασκευαστών. Για να γίνει αυτό, ο εξοπλισμός παρακολουθεί την ύπαρξη μιας σωστής εγγραφής και ενός κοινού αθροίσματος ελέγχου στη μνήμη του εγκατεστημένου πομποδέκτη.

Οι γραμμές επικοινωνίας οπτικών ινών είναι ένας τύπος επικοινωνίας στον οποίο μεταδίδονται πληροφορίες κατά μήκος οπτικών διηλεκτρικών κυματοδηγών, γνωστών ως οπτική ίνα. Η οπτική ίνα θεωρείται σήμερα το πιο προηγμένο φυσικό μέσο για τη μετάδοση πληροφοριών, καθώς και το πιο πολλά υποσχόμενο μέσο για τη μετάδοση μεγάλων ροών πληροφοριών σε μεγάλες αποστάσεις.

Το ευρύ εύρος ζώνης των οπτικών σημάτων οφείλεται στην εξαιρετικά υψηλή φέρουσα συχνότητα. Αυτό σημαίνει ότι οι πληροφορίες μπορούν να μεταδοθούν μέσω μιας οπτικής γραμμής επικοινωνίας με ταχύτητα περίπου 1,1 Terabit/s. Εκείνοι. Μια ίνα μπορεί να μεταδώσει 10 εκατομμύρια ταυτόχρονα τηλεφωνικές συνομιλίεςκαι ένα εκατομμύριο σήματα βίντεο. Η ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων μπορεί να αυξηθεί με τη μετάδοση πληροφοριών σε δύο κατευθύνσεις ταυτόχρονα, καθώς τα κύματα φωτός μπορούν να διαδοθούν ανεξάρτητα το ένα από το άλλο σε μία ίνα. Επιπλέον, φωτεινά σήματα δύο διαφορετικών πόλωσης μπορούν να διαδοθούν σε μια οπτική ίνα, γεγονός που επιτρέπει τον διπλασιασμό της απόδοσης ενός οπτικού καναλιού επικοινωνίας. Μέχρι σήμερα, το όριο της πυκνότητας των πληροφοριών που μεταδίδονται μέσω οπτικών ινών δεν έχει επιτευχθεί.

Το πιο σημαντικό στοιχείο είναι το καλώδιο οπτικών ινών. Υπάρχουν πολλές δεκάδες εταιρείες στον κόσμο που παράγουν οπτικά καλώδια για διάφορους σκοπούς. Τα πιο διάσημα από αυτά: AT&T, General Cable Company (ΗΠΑ). Siecor (Γερμανία); Καλώδιο BICC (Ηνωμένο Βασίλειο); Les cables de Lion (Γαλλία); Nokia (Φινλανδία); NTT, Sumitomo (Ιαπωνία), Pirelli (Ιταλία). Το κόστος των οπτικών καλωδίων είναι συγκρίσιμο με το κόστος των τυπικών καλωδίων "χάλκινου". Η χρήση της μετάδοσης σήματος οπτικών ινών παρεμποδίζεται επί του παρόντος από το σχετικά υψηλό κόστος του εξοπλισμού και την πολυπλοκότητα των εργασιών εγκατάστασης.

Για τη μετάδοση δεδομένων μέσω οπτικών καναλιών, τα σήματα πρέπει να μετατραπούν από ηλεκτρικά σε οπτικά, να μεταδοθούν μέσω μιας ζεύξης επικοινωνίας και στη συνέχεια να μετατραπούν ξανά σε ηλεκτρικά στον δέκτη. Αυτοί οι μετασχηματισμοί συμβαίνουν σε πομποδέκτες που περιέχουν ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑμαζί με οπτικά εξαρτήματα.

Γενικά, η οργάνωση του οπτικού καναλιού είναι παρόμοια με το IrDA. Σημαντικές διαφορές είναι το εύρος των οπτικών κυμάτων και η ταχύτητα των μεταδιδόμενων δεδομένων. Από αυτή την άποψη, τα λέιζερ ημιαγωγών χρησιμοποιούνται ως πομποί και οι φωτοδίοδοι υψηλής συχνότητας ως δέκτες. Δομικό σχήμαΟ οπτοηλεκτρονικός δέκτης δεδομένων φαίνεται στο Σχ. 5.19 και στο Σχ. 5.20 – πομπός δεδομένων.

Ρύζι. 5.19. Οπτικοηλεκτρονικός δέκτης δεδομένων

Ρύζι. 5.20. Οπτικοηλεκτρονικός πομπός δεδομένων

Για τη μετάδοση πληροφοριών μέσω ενός καναλιού οπτικών ινών, χρησιμοποιούνται δύο εύρη μηκών κύματος: 1000 ^ 1300 nm (δεύτερο οπτικό παράθυρο) και 1500 ^ 1800 nm (τρίτο οπτικό παράθυρο). Σε αυτές τις περιοχές υπάρχει η μικρότερη απώλεια σήματος στη γραμμή ανά μονάδα μήκους καλωδίου.

Για συστήματα οπτικής μετάδοσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες οπτικές πηγές. Για παράδειγμα, οι δίοδοι εκπομπής φωτός (LED) χρησιμοποιούνται συχνά με χαμηλό κόστος τοπικά δίκτυαγια επικοινωνία σε μικρή απόσταση. Ωστόσο, η ευρεία φασματική ζώνη ακτινοβολίας και η αδυναμία εργασίας στα μήκη κύματος του δεύτερου και του τρίτου οπτικού παραθύρου δεν επιτρέπουν τη χρήση LED σε συστήματα τηλεπικοινωνιών.

Σε αντίθεση με ένα LED, ένας οπτικά διαμορφωμένος πομπός λέιζερ μπορεί να λειτουργήσει σε ένα τρίτο οπτικό παράθυρο. Ως εκ τούτου, για συστήματα μετάδοσης εξαιρετικά μεγάλων αποστάσεων και WDM, όπου το κόστος δεν αποτελεί σημαντικό ζήτημα και η υψηλή απόδοση είναι απαραίτητη, χρησιμοποιείται μια οπτική πηγή λέιζερ. Για οπτικά κανάλια επικοινωνίας Διάφοροι τύποιΟι άμεσα διαμορφωμένες δίοδοι λέιζερ ημιαγωγών έχουν βέλτιστη αναλογία κόστους/απόδοσης. Οι συσκευές μπορούν να λειτουργήσουν τόσο στο δεύτερο όσο και στο τρίτο οπτικό παράθυρο.

Όλες οι δίοδοι λέιζερ ημιαγωγών που χρησιμοποιούνται για άμεση διαμόρφωση τυπικά έχουν την απαίτηση για σταθερό ρεύμα πόλωσης για τον καθορισμό του σημείου λειτουργίας και ρεύμα διαμόρφωσης για τη μετάδοση σήματος. Το μέγεθος του ρεύματος πόλωσης και του ρεύματος διαμόρφωσης εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά της διόδου λέιζερ και μπορεί να διαφέρει από τύπο σε τύπο και μεταξύ τους στον ίδιο τύπο. Το εύρος διακύμανσης αυτών των χαρακτηριστικών με το χρόνο και τη θερμοκρασία πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά το σχεδιασμό της μονάδας πομπού. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τους πιο οικονομικά συμφέροντες μη ψυχόμενους τύπους λέιζερ ημιαγωγών. Συνεπάγεται ότι ο οδηγός λέιζερ πρέπει να παράγει ρεύμα πόλωσης και ρεύμα διαμόρφωσης σε εύρος επαρκές ώστε να επιτρέπει σε διαφορετικούς οπτικούς πομπούς να ευρεία επιλογήΟι δίοδοι λέιζερ θα μπορούσαν να λειτουργήσουν για μεγάλες χρονικές περιόδους και σε διαφορετικές θερμοκρασίες.

Για να αντισταθμιστεί η επιδείνωση της απόδοσης της διόδου λέιζερ, χρησιμοποιείται μια συσκευή αυτόματου ελέγχου ισχύος (APC). Χρησιμοποιεί μια φωτοδίοδο, η οποία μετατρέπει τη φωτεινή ενέργεια του λέιζερ σε αναλογικό ρεύμα και την τροφοδοτεί στον οδηγό λέιζερ. Με βάση αυτό το σήμα, ο οδηγός εξάγει ένα ρεύμα πόλωσης στη δίοδο λέιζερ προς φωτεινή ισχύςπαρέμεινε σταθερή και αντιστοιχούσε στην αρχικά καθιερωμένη. Αυτό διατηρεί το «πλάτος» του οπτικού σήματος. Η φωτοδίοδος που βρίσκεται στο κύκλωμα APC μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στον αυτόματο έλεγχο διαμόρφωσης (AMC).

Η ανάκτηση συγχρονισμού και η μετατροπή σε σειριακή μορφή απαιτούν παλμούς ρολογιού που πρέπει να συντεθούν. Αυτός ο συνθεσάιζερ μπορεί επίσης να ενσωματωθεί σε έναν μετατροπέα παράλληλου σε σειριακό και συνήθως περιλαμβάνει ένα κύκλωμα βρόχου κλειδώματος φάσης. Ο συνθεσάιζερ παίζει σημαντικό ρόλο στον πομπό ενός οπτικού συστήματος επικοινωνίας.

Οι οπτικοί δέκτες ανιχνεύουν σήματα που μεταδίδονται κατά μήκος ενός καλωδίου οπτικών ινών και τα μετατρέπουν σε ηλεκτρικά σήματα, τα οποία στη συνέχεια ενισχύονται, αποκαθίστανται και συγχρονίζονται. Ανάλογα με τον ρυθμό baud και τις ιδιαιτερότητες του συστήματος της συσκευής, η ροή δεδομένων μπορεί να μετατραπεί από σειριακή σε παράλληλη μορφή. Το βασικό εξάρτημα που ακολουθεί τον ενισχυτή στη συσκευή λήψης είναι το κύκλωμα ανάκτησης ρολογιού και δεδομένων (CDR). Το CDR εκτελεί χρονισμό, αποφασίζει για το επίπεδο πλάτους του εισερχόμενου σήματος και παράγει μια ανακατασκευασμένη ροή δεδομένων.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι διατήρησης του συγχρονισμού (εξωτερικό φίλτρο SAW, εξωτερικό σήμα ρολογιού ελέγχου κ.λπ.), αλλά μόνο μια ολοκληρωμένη προσέγγιση μπορεί να λύσει αποτελεσματικά αυτό το πρόβλημα. Η χρήση του βρόχου κλειδώματος φάσης (PLL) είναι αναπόσπαστο μέρος του συγχρονισμού των παλμών ρολογιού με τη ροή δεδομένων, αυτό διασφαλίζει ότι το σήμα ρολογιού είναι ευθυγραμμισμένο με το μέσο της λέξης δεδομένων.

Οι μονάδες λέιζερ της σειράς LFO-1 (Πίνακας 5.15) κατασκευάζονται με βάση τις υψηλής απόδοσης διόδους λέιζερ MQW InGaAsP/InP και AlGaInP/GaAs και διατίθενται σε τυπικές μη ψυχόμενες ομοαξονικές συσκευασίες με οπτική ίνα μονής ή πολλαπλής λειτουργίας. Ορισμένα μοντέλα, μαζί με την έκδοση χωρίς ψύξη, μπορούν να παραχθούν σε περιβλήματα τύπου DIL-14 με ενσωματωμένο μικροψυγείο και θερμίστορ. Όλες οι μονάδες έχουν μεγάλο εύρος θερμοκρασιών λειτουργίας, υψηλή σταθερότητα ισχύος ακτινοβολίας, διάρκεια ζωής άνω των 500 χιλιάδων ωρών και αποτελούν τις καλύτερες πηγές ακτινοβολίας για ψηφιακά (έως 622 Mbit/s) οπτικές γραμμέςεπικοινωνίες, οπτικοί ελεγκτές και οπτικά τηλέφωνα.

	Ισχύς ακτινοβολίας, (mW)	Μήκος κύματος, (nm)	τιχ. ίνες	Μικροψυγείο	Τύπος κελύφους

Οι μονάδες φωτοανιχνευτή της σειράς PD-1375 (Πίνακας 5.16) για το φασματικό εύρος 1100-1650 nm κατασκευάζονται με βάση τις φωτοδιόδους PIN InGaAs και διατίθενται σε μη ψυχόμενες εκδόσεις με single-mode (μοντέλο PD-1375s-ip) ή multimode ( PD-1375m-ip), οπτική ίνα, καθώς και σε περίβλημα τύπου «οπτικής υποδοχής» για σύζευξη με ίνες SM και MM που τερματίζονται με βύσμα «FC/PC» (μοντέλο PD-1375-ir). Οι μονάδες έχουν μεγάλο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας, υψηλή φασματική ευαισθησία, χαμηλά σκοτεινά ρεύματα και είναι σχεδιασμένες να λειτουργούν σε αναλογικές και ψηφιακές γραμμές επικοινωνίας οπτικών ινών με ταχύτητες μεταφοράς πληροφοριών έως και 622 Mbit/s.

	Μήκος κύματος, (nm)	τιχ. ίνες	Ευαισθησία, (A/W)	Ταχύτητα λήψης, (Mbit/s)	Τύπος κελύφους
					"πρίζα"

Το chipset που παράγεται από τη MAXIM για πομποδέκτες επιτρέπει μετατροπές σε συστήματα οπτικής μετάδοσης SDH/SONET. Το SDH είναι ένα ευρωπαϊκό πρότυπο για τη μετάδοση δεδομένων οπτικών ινών. Το SONET είναι ένα πρότυπο που ορίζει ταχύτητες, σήματα και διεπαφές για σύγχρονη μετάδοση δεδομένων σε ταχύτητες μεγαλύτερες από ένα gigabit/sec μέσω ενός δικτύου οπτικών ινών.

Οι ενισχυτές MAX3664 και MAX3665 (Εικ. 5.21) μετατρέπουν το ρεύμα από τον αισθητήρα φωτοδιόδου σε τάση, η οποία ενισχύεται και αποστέλλεται στην έξοδο ως διαφορικό σήμα. Εκτός από τον ενισχυτή φωτορεύματος, τα μικροκυκλώματα περιέχουν Ανατροφοδότησηγια να αντισταθμίσει τη σταθερή συνιστώσα, η οποία εξαρτάται από το μέγεθος του σκοτεινού ρεύματος του φωτοανιχνευτή και έχει πολύ χαμηλή θερμοκρασία και χρονική σταθερότητα. Ένα τυπικό διάγραμμα σύνδεσης MAX3665 φαίνεται στην Εικ. 5.22. Ο κύριος σκοπός αυτών των ενισχυτών είναι να αποκαταστήσουν το πλάτος του ηλεκτρικού σήματος και να μεταδώσουν το αποκατεστημένο σήμα για περαιτέρω επεξεργασία.

Το τσιπ MAX3675 (MAX3676) ανακτά σήματα ρολογιού από τη ροή δεδομένων που λαμβάνει και τα χρονίζει. Το λειτουργικό διάγραμμα MAX3676 φαίνεται στην Εικ. 5.23. Οι αλγόριθμοι επεξεργασίας σήματος σε αυτές τις συσκευές είναι πολύ πιο περίπλοκοι. Ως αποτέλεσμα της μετατροπής σήματος, μαζί με την αποκατάσταση της ροής ψηφιακών δεδομένων, εξάγεται το σήμα συγχρονισμού που είναι απαραίτητο για περαιτέρω σωστή επεξεργασία. Ένα τυπικό διάγραμμα σύνδεσης MAX3676 φαίνεται στην Εικ. 5.24. Το MAX3676 λαμβάνει ένα σήμα από έναν ενισχυτή φωτορεύματος και μετατρέπει το σήμα σε διαφορικά δεδομένα εξόδου και σήματα ρολογιού σε τυπικά λογικά επίπεδα. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι όλες αυτές οι μετατροπές πραγματοποιούνται με σήματα που φτάνουν σε σειριακή μορφή με πολύ υψηλή ταχύτητα.

Ρύζι. 5.21. Λειτουργικό διάγραμμα του ενισχυτή φωτορεύματος MAX3665

Ρύζι. 5.22. Τυπικό διάγραμμα σύνδεσης για το MAX3665

Ρύζι. 5.23. Λειτουργικό διάγραμμα του MAX3676

Ρύζι. 5.24. Τυπικό διάγραμμα σύνδεσης για το MAX3676

Για τη μετάδοση σημάτων που παράγονται ως αποτέλεσμα λήψης μέσω τυπικών διεπαφών, η MAXIM προσφέρει MAX3680 και MAX3681, που είναι μετατροπείς σειριακού σε παράλληλου κώδικα. Το MAX3680 μετατρέπει μια ροή σειριακών δεδομένων 622 Mbps σε μια ροή λέξεων οκτώ bit 78 Mbps. Τα δεδομένα και η έξοδος ρολογιού είναι συμβατά με τα επίπεδα TTL. Κατανάλωση ρεύματος – 165 mW με τροφοδοσία 3,3 V. Το MAX 3681 μετατρέπει μια σειριακή ροή δεδομένων (622 Mbps) σε μια ροή λέξεων τεσσάρων bit 155 Mbps. Τα διαφορικά δεδομένα και το ρολόι του υποστηρίζουν το διαφορικό σήμα χαμηλής τάσης της διεπαφής LVDS (Εικόνα 5.25).

Το τσιπ MAX3693 (Εικ. 5.26) μετατρέπει τέσσερις ροές δεδομένων LVDS που μεταδίδονται με ταχύτητα 155 Mbit/s σε σειριακή ροή 622 Mbit/s. Οι παλμοί ρολογιού που απαιτούνται για τη μετάδοση συντίθενται χρησιμοποιώντας έναν ενσωματωμένο βρόχο κλειδώματος φάσης που περιέχει έναν ταλαντωτή ελεγχόμενης τάσης, έναν ενισχυτή φίλτρου βρόχου και έναν ανιχνευτή συχνότητας φάσης που απαιτεί μόνο μια εξωτερική αναφορά ρολογιού. Με τροφοδοσία 3,3 V, η κατανάλωση ρεύματος είναι 215 mW. Τα σήματα εξόδου σειριακών δεδομένων είναι τυπικά λογικά διαφορικά σήματα συζευγμένων θετικών εκπομπών.

Η κύρια εργασία του προγράμματος οδήγησης λέιζερ MAX3669 (Εικόνα 5.27) είναι η παροχή πόλωσης και η διαμόρφωση ρεύματος για την άμεση διαμόρφωση της εξόδου της διόδου λέιζερ. Για πρόσθετη ευελιξία, οι διαφορικές είσοδοι δέχονται ροές δεδομένων PECL καθώς και μεταβολές διαφορικής τάσης έως και 320 mV από κορυφή σε κορυφή σε Vcc=0,75 V. Με την αλλαγή της εξωτερικής αντίστασης μεταξύ της ακίδας BIASSET και της γείωσης, το ρεύμα πόλωσης μπορεί να ρυθμιστεί από 5 έως 90 mA και η αντίσταση μεταξύ της ακίδας MODSET και της γείωσης μπορεί να ρυθμίσει το ρεύμα διαμόρφωσης από 5 έως 60 mA. Ένα τυπικό διάγραμμα σύνδεσης για το MAX3669 σε μια μονάδα λέιζερ φαίνεται στην Εικ. 5.28. Τα δεδομένα φτάνουν σε παράλληλο κώδικα 4-bit και μετατρέπονται σε σειριακά δεδομένα από τον μετατροπέα MAX3693 χρησιμοποιώντας σήματα ρολογιού. Από αυτόν τον μετατροπέα, σήματα σε σειριακή μορφή μεταδίδονται στο πρόγραμμα οδήγησης λέιζερ MAX3669, το οποίο παράγει ένα σήμα διαμόρφωσης με τις απαιτούμενες παραμέτρους για τον έλεγχο της ακτινοβολίας διόδου λέιζερ.

Μια αρκετά λεπτομερής επιλογή υλικών σχετικά με τη χρήση αυτών των εξαρτημάτων μπορείτε να βρείτε στον ιστότοπο www.rtcs.ru, Rainbow Technologies, τον επίσημο διανομέα της MAXIM στις χώρες της ΚΑΚ.

Ρύζι. 5.25. Σύνδεση οπτικού δέκτη στο δίαυλο δεδομένων με χρήση διεπαφής LVDS

Ρύζι. 5.26. Λειτουργικό διάγραμμα του MAX3693

Ρύζι. 5.27. Λειτουργικό διάγραμμα του MAX3669

Η MAXIM παράγει επίσης ένα σύνολο IC της σειράς MAX38xx για την κατασκευή μιας διεπαφής οπτικών ινών με απόδοση 2,5 Gbit/s. Για παράδειγμα, το πρόγραμμα οδήγησης λέιζερ με αυτόματο έλεγχο διαμόρφωσης MAX3865 (Εικ. 5.29) έχει τα ακόλουθα διακριτικά χαρακτηριστικά:

Μονοπολική τάση τροφοδοσίας 3,3 ή 5 V;

Κατανάλωση 68 mA

Εργασία με απόδοση έως 2,5 Gbps (NRZ).

Καθοδηγούμενη ανατροφοδότηση.

Προγραμματιζόμενα ρεύματα πόλωσης και διαμόρφωσης.

Διάρκεια ακμών πτώσης/ανόδου 84 ps;

Παρακολούθηση των ρευμάτων διαμόρφωσης και μετατόπισης.

Ανιχνευτής αστοχίας;

Προστασία ESD.

Ρύζι. 5.28. Τυπικό διάγραμμα σύνδεσης για το MAX3669 σε μονάδα λέιζερ

Ρύζι. 5.29. Τυπικό διάγραμμα σύνδεσης για το MAX3865 σε μονάδα λέιζερ

Εξετάσαμε γενικά τι είναι οι οπτικοί πομποδέκτες των παραγόντων μορφής SFP και SFP+. Σε αυτό το άρθρο θα θέλαμε να ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε μερικά ακόμη λεπτά σημεία.

Θα επικεντρωθούμε επίσης στην ταξινόμηση των πομποδεκτών ανά τύπο οπτικού συνδετήρα, πρότυπα και τεχνολογία πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος.

Τερματισμός καλωδίου

Το οπτικό καλώδιο για τη σύνδεση σε μονάδες SFP πρέπει να τερματίζεται σε υποδοχή LC (Lucent/Little/Local Connector) ή SC (Subscriber/Square/Standard Connector).

Αντίστοιχα, οι μονάδες παράγονται με δύο τύπους συνδέσμων καλωδίων: SC και LC.

Εδώ πρέπει να σημειωθεί ότι Οι πομποδέκτες διπλής ίνας με φορμά SFP και SFP+ διαθέτουν σχεδόν πάντα υποδοχή LC, καθώς το SC είναι μεγαλύτερο και δύο τέτοιοι σύνδεσμοι δεν χωρούν σε μια μονάδα διπλής όψης. Η χρήση του SC είναι δυνατή μόνο σε single-fiber.

Το SC είναι ένας από τους πρώτους κεραμικούς συνδέσμους που έχουν σχεδιαστεί για να διευκολύνουν τη σύνδεση οπτικών καλωδίων σε μια ποικιλία συσκευών και να προστατεύουν το κόψιμο του καλωδίου από μόλυνση και μηχανικές βλάβες. Δεδομένου του μικροσκοπικού πάχους των ινών ενός οπτικού καλωδίου, ακόμη και ένα κομμάτι σκόνης μπορεί να προκαλέσει σημαντική υποβάθμιση στην ποιότητα της επικοινωνίας ή διακοπή της σύνδεσης.

Η υποδοχή LC αναπτύχθηκε από τη Lucent ως βελτιωμένη έκδοση του SC. Έχει τις μισές διαστάσεις και κουμπώνει, που διευκολύνει τον χειρισμό των οπτικών καλωδίων σε περιβάλλοντα υψηλής πυκνότητας σύνδεσης/ινών.

Γενικά, τα πρότυπα Ethernet επιτρέπουν τη χρήση τόσο ενός όσο και ενός δεύτερου βύσματος, ωστόσο, οι περισσότεροι κατασκευαστές εξακολουθούν να εγκαθιστούν υποδοχές LC στις μονάδες τους. Ακόμη και οι μονάδες SFP WDM μονής ίνας, οι οποίες πάντα κατασκευάζονταν κανονικά με βύσμα SC, είναι τώρα διαθέσιμες και με υποδοχή LC.

Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με τις οπτικές υποδοχές σε αυτό το άρθρο.

Πρότυπα

Οι οπτικοί πομποδέκτες λειτουργούν σε δίκτυα Ethernet και επομένως πρέπει να συμμορφώνονται με ένα από τα σχετικά πρότυπα. Για ευκολία, συνοψίσαμε αυτές τις παραμέτρους σε έναν πίνακα.

Ταχύτητα μετάδοσης	Πρότυπο		Πρότυπο	Αριθμός ινών	Τύπος ινών	Μήκος κύματος εκπομπού, nm
					multimode, full duplex
					multimode, half-duplex με εγγυημένη ανίχνευση σύγκρουσης
	TIA/EIA-785-1-2002				πολυλειτουργικό
					ενιαία λειτουργία
					ενιαία λειτουργία
					πολυλειτουργικό
					ενιαία λειτουργία
					πολυλειτουργικό
					ενιαία λειτουργία
					ενιαία λειτουργία
					ενιαία λειτουργία
					ενιαία λειτουργία
					πολυλειτουργικό
					πολυλειτουργικό	1275, 1300, 1325, 1350
					ενιαία λειτουργία	1275, 1300, 1325, 1350
					ενιαία λειτουργία
					ενιαία λειτουργία
					πολυλειτουργικό
					πολυλειτουργικό
					ενιαία λειτουργία
					ενιαία λειτουργία
					πολυλειτουργικό
					ενιαία λειτουργία	1295, 1300, 1305, 1310
					ενιαία λειτουργία	1295, 1300, 1305, 1310

Παράθυρα διαφάνειας οπτικής ίνας μονής λειτουργίας

Η συντριπτική πλειοψηφία του σύγχρονου οπτικού καλωδίου είναι SMF G.652 διαφορετικές εκδόσεις. Τελευταία έκδοση standard, G.652 (11/16) κυκλοφόρησε τον Νοέμβριο του 2016. Το πρότυπο περιγράφει αυτό που ονομάζεται τυπική ίνα απλής λειτουργίας.

Η μετάδοση του φωτός μέσω μιας οπτικής ίνας βασίζεται στην αρχή της ολικής εσωτερικής ανάκλασης στη διεπαφή μέσων με διαφορετικές οπτικές πυκνότητες. Για υλοποίηση αυτή η αρχή, η ίνα γίνεται δύο ή πολλαπλών στρώσεων. Ο φωτοαγώγιμος πυρήνας περιβάλλεται από στρώματα διαφανών κελυφών κατασκευασμένων από υλικά με χαμηλότερους δείκτες διάθλασης, λόγω των οποίων εμφανίζεται ολική ανάκλαση στο όριο των στρωμάτων.

Η οπτική ίνα, ως μέσο μετάδοσης, χαρακτηρίζεται από εξασθένηση και διασπορά. Η εξασθένηση είναι η απώλεια ισχύος σήματος κατά τη διέλευση της ίνας, εκφρασμένη στο επίπεδο απώλειας ανά χιλιόμετρο απόστασης (dB/km). Η εξασθένηση εξαρτάται από το υλικό του μέσου μετάδοσης και το μήκος κύματος του πομπού. Η καμπύλη φάσματος απορρόφησης έναντι μήκους κύματος περιέχει αρκετές κορυφές με ελάχιστη εξασθένηση. Αυτά τα σημεία στο γράφημα, που ονομάζονται επίσης παράθυρα διαφάνειας ή παράθυρα τηλεπικοινωνιών, επιλέχθηκαν ως βάση για την επιλογή εκπομπών.

Υπάρχουν έξι παράθυρα διαφάνειας ίνας μονής λειτουργίας:

• O-band (Πρωτότυπο): 1260-1360 nm;
• E-band (Εκτεταμένη): 1360-1460 nm;
• S-band ( Μικρό μήκος κύματος): 1460-1530 nm;
• C-band ( Συμβατικό): 1530-1565 nm;
• L-band ( Μακρύ μήκος κύματος): 1565-1625 nm;
• U-band ( Εξαιρετικά μεγάλο μήκος κύματος): 1625-1675 nm.

Κοντά Οι ιδιότητες των ινών σε κάθε εύρος μπορούν να θεωρηθούν περίπου ίδιες. Εμφανίζεται κορυφαία διαφάνεια, συνήθως , στο τέλος του μακρού κύματοςΗλεκτρονική ζώνη . Ειδική εξασθένηση σε O-band περίπου μιάμιση φορά υψηλότερα, παρά στη ζώνη S και C , η συγκεκριμένη χρωματική διασπορά είναι το αντίθετο, έχει μηδενικό ελάχιστο σε μήκος κύματος 1310 nm και πάνω από το μηδέν στο C-band.

Αρχικά, για να οργανωθεί μια σύνδεση διπλής όψης χρησιμοποιώντας ένα οπτικό καλώδιο, χρησιμοποιήθηκαν ζεύγη ινών, καθεμία υπεύθυνη για τη δική της κατεύθυνση μετάδοσης. Αυτό είναι βολικό, αλλά σπατάλη σε σχέση με τον πόρο του καλωδίου που τοποθετείται. Για να εξομαλυνθεί αυτό το πρόβλημα, αναπτύχθηκε η τεχνολογία της φασματικής πολυπλεξίας, ή, με άλλα λόγια, της πολυπλεξίας κυμάτων.

Τεχνολογίες πολυπλεξίας μήκους κύματος, WDM/CWDM/DWDM

WDM

Η τεχνολογία WDM, Wavelength Division Multiplexing, βασίζεται στη μετάδοση πολλών ροών φωτός με διαφορετικά μήκη φωτός κατά μήκος μιας ίνας.

Η βασική τεχνολογία WDM επιτρέπει τη δημιουργία μιας σύνδεσης διπλής όψης, με το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο ζεύγος μήκους κύματος να είναι 1310/1550 nm, από τη ζώνη O- και C, αντίστοιχα. Για την εφαρμογή της τεχνολογίας, χρησιμοποιείται ένα ζεύγος μονάδων «καθρέφτη», το ένα με πομπό 1550 nm και δέκτη 1310 nm, το δεύτερο, αντίθετα, με πομπό 1310 nm και δέκτη 1550 nm.

Η διαφορά στο μήκος κύματος και των δύο καναλιών είναι 240 nm, γεγονός που καθιστά δυνατή τη διάκριση και των δύο σημάτων χωρίς τη χρήση ειδικών μέσων ανίχνευσης. Το κύριο ζεύγος που χρησιμοποιείται είναι το 1310/1550, το οποίο σας επιτρέπει να δημιουργείτε σταθερές συνδέσεις σε αποστάσεις έως και 60 km.

Σε σπάνιες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται επίσης ζεύγη 1490/1550, 1510/1570 και άλλες επιλογές από παράθυρα διαφάνειας με χαμηλότερη ειδική εξασθένηση σε σχέση με τη ζώνη O, γεγονός που καθιστά δυνατή την οργάνωση περισσότερων συνδέσεων "μεγάλης εμβέλειας". Επιπλέον, υπάρχει ένας συνδυασμός 1310/1490, όταν ένα σήμα καλωδιακής τηλεόρασης εκπέμπεται παράλληλα με δεδομένα σε μήκος κύματος 1550 nm.

CWDM

Το επόμενο στάδιο ανάπτυξης ήταν η τεχνολογία Coarse WDM, CWDM, coarse spectral multiplexing. Το CWDM σάς επιτρέπει να εκπέμπετε έως και 18 ροές δεδομένωνστο εύρος κύματος από 1270 έως 1610 nm σε βήματα των 20 nm.

Οι μονάδες CWDM είναι στη συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων δύο ινών. Υπάρχουν BiDi, αμφίδρομες μονάδες SFP CWDM, στις οποίες η λήψη και η μετάδοση γίνονται σε μία ίνα, αλλά στην Ουκρανία εξακολουθούν να είναι αρκετά σπάνιες στην πώληση.

Οι πομποί (modules) SFP και SFP+ CWDM εκπέμπουν σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος.

Ο δέκτης τέτοιων μονάδων είναι ευρυζωνικός, δηλαδή λαμβάνει ένα σήμα σε οποιοδήποτε μήκος κύματος, το οποίο σας επιτρέπει να οργανώσετε ένα ενιαίο κανάλι διπλής όψης με οποιεσδήποτε δύο μονάδες πιστοποιημένες για συμμόρφωση με το CWDM. Για την ταυτόχρονη διέλευση από πολλά κανάλια, χρησιμοποιούνται παθητικοί πολυπλέκτης-αποπολυπλέκτες, οι οποίοι συλλέγουν ροές δεδομένων από "έγχρωμες" μονάδες SFP (καθεμία από τις οποίες έχει έναν πομπό με το δικό της μήκος κύματος) σε μια ενιαία δέσμη για μετάδοση μέσω ίνας και την αναλύουν σε μεμονωμένες ροές στο τελικό σημείο. Η ευελιξία των δεκτών παρέχει μεγαλύτερη ευελιξία στη δικτύωση.

DWDM

Η τελευταία εξέλιξη μέχρι σήμερα είναι το Dense WDM (DWDM), πυκνή φασματική πολυπλεξία, που σας επιτρέπει να οργανώσετε έως και 24 και σε ειδικά κατασκευασμένα συστήματα, έως και 80 κανάλια επικοινωνίας διπλής όψης, στο εύρος μήκους κύματος 1528,77-1563,86 nm με ένα βήμα από 0. 79-0.80 nm.

Όπως είναι φυσικό, όσο πιο πυκνή είναι η τοποθέτηση των καναλιών, τόσο πιο αυστηρές γίνονται οι ανοχές στην κατασκευή των εκπομπών. Εάν για τις συμβατικές μονάδες ένα αποδεκτό σφάλμα μήκους κύματος είναι εντός 40 nm, για τους πομποδέκτες WDM αυτό το σφάλμα μειώνεται στα 20-30 nm, για το CWDM είναι ήδη 6-7 nm και για το DWDM είναι μόνο 0,1 nm. Όσο πιο αυστηρές είναι οι ανοχές, τόσο πιο ακριβό είναι η παραγωγή εκπομπών.

Ωστόσο, παρά το πολύ υψηλότερο κόστος υλικού, το DWDM έχει τα ακόλουθα σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι του CWDM:
1) μετάδοση αισθητά μεγαλύτερου αριθμού καναλιών σε μία ίνα.
2) μετάδοση περισσότεροκανάλια σε μεγάλες αποστάσεις, λόγω του γεγονότος ότι το DWDM λειτουργεί στο εύρος της μέγιστης διαφάνειας (1525-1565 nm).

Τέλος, πρέπει να αναφερθεί ότι, σε αντίθεση με το αρχικό πρότυπο WDM, σε CWDM και DWDM κάθε μεμονωμένο κανάλι μπορεί να παραδώσει δεδομένα σε ταχύτητες τόσο 1 Gbit/s όσο και 10 Gbit/s. Με τη σειρά τους, τα πρότυπα Ethernet 40 Gbit και 100 Gbit υλοποιούνται με συνδυασμό εύρος ζώνηςπολλά κανάλια 10 Gbit.

Τι είναι οι μονάδες OADM και τα φίλτρα (διαιρέτες) WDM;

Παρά το παρόμοιο όνομα, η μονάδα OADM δεν είναι ένας οπτικός πομποδέκτης, αλλά μάλλον ένα οπτικό φίλτρο, ένας από τους τύπους πολυπλέκτη.

Στην εικόνα: μονάδα OADM.

Οι κόμβοι Optical Add Drop Multiplexor (OADM) χρησιμοποιούνται για τον διαχωρισμό ροών δεδομένων σε ενδιάμεσα σημεία. Το OADM, αλλιώς Add-Drop Module, είναι μια οπτική συσκευή που εγκαθίσταται σε μια διακοπή οπτικού καλωδίου και σας επιτρέπει να φιλτράρετε δύο ροές δεδομένων από μια κοινή δέσμη. Το OADM, όπως όλοι οι πολυπλέκτης, σε αντίθεση με τους πομποδέκτες SFP και SFP+, είναι παθητικές συσκευές, πράγμα που σημαίνει ότι δεν απαιτούν τροφοδοσία ρεύματος και μπορούν να εγκατασταθούν σε οποιεσδήποτε συνθήκες, ακόμη και στις πιο σοβαρές. Ένα σωστά σχεδιασμένο σετ OADM σάς επιτρέπει να κάνετε χωρίς τερματικό πολυπλέκτη και να "διανέμετε" ροές δεδομένων σε ενδιάμεσα σημεία.

Το μειονέκτημα του OADM είναι η μείωση της ισχύος τόσο του διαχωρισμένου όσο και του σήματος διέλευσης, και ως εκ τούτου η μέγιστη σταθερή εμβέλεια μετάδοσης. Σύμφωνα με διάφορες πηγές, η μείωση ισχύος κυμαίνεται από 1,5 έως 2 dB για κάθε Add-Drop.

Μια ακόμα πιο απλοποιημένη συσκευή, το φίλτρο WDM, σας επιτρέπει να διαχωρίσετε μόνο ένα κανάλι με συγκεκριμένο μήκος κύματος από τη γενική ροή. Έτσι, είναι δυνατή η συναρμολόγηση αναλόγων OADM με βάση αυθαίρετα ζεύγη, γεγονός που αυξάνει την ευελιξία της κατασκευής του δικτύου στο μέγιστο.

Στην εικόνα: Φίλτρο WDM (διαιρέτης).

Το φίλτρο WDM μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο σε δίκτυα με πολυπλεξία WDM όσο και με πολυπλεξία CWDM, DWDM.
Ακριβώς όπως το CWDM, η προδιαγραφή DWDM περιλαμβάνει τη χρήση OADM και φίλτρων.

Συμφωνίες πολλαπλών πηγών (MSA)

Μπορείτε συχνά να δείτε πληροφορίες σχετικά με την υποστήριξη MSA στη συνοδευτική τεκμηρίωση για πομποδέκτες SFP και SFP+. Τι είναι;

Τα MSA είναι βιομηχανικές συμφωνίες μεταξύ κατασκευαστών μονάδων που παρέχουν συμβατότητα από άκρο σε άκρο μεταξύ πομποδέκτη και εξοπλισμός δικτύουδιαφορετικές εταιρείες και συμμόρφωση όλων των πομποδεκτών που παράγονται με τα γενικά αποδεκτά πρότυπα. Η εγκατάσταση θυρών SFP συμβατών με MSA σε εξοπλισμό διευρύνει τη γκάμα συμβατών μονάδων και διασφαλίζει την ύπαρξη μιας ανταγωνιστικής αγοράς για εναλλάξιμα προϊόντα.

Το MSA για SFP/SFP+ ορίζει τις ακόλουθες παραμέτρους:

1. Μηχανική διεπαφή:

• διαστάσεις μονάδας?
• παράμετροι μηχανικής σύνδεσης συνδετήρων στην πλακέτα.
• τοποθέτηση στοιχείων σε πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.
• μια προσπάθεια, απαραίτητο για την εγκατάσταση της μονάδας μέσα/αφαίρεση από τον σύνδεσμο.
• πρότυπα επισήμανσης.

2. Ηλεκτρική διεπαφή:

• pinout?
• Ρυθμίσεις ισχύος.
• χρονισμούς και σήματα εισόδου/εξόδου.

3. Διεπαφή λογισμικού:

• Τύπος τσιπ PROM.
• μορφές δεδομένων και προκαθορισμένα πεδία υλικολογισμικού.
• Παράμετροι διεπαφής ελέγχου I2C.
• Συναρτήσεις DDM ( Παρακολούθηση Ψηφιακής Διαγνωστικής).

Σήμερα, οι ενότητες σε μορφή SFP/SFP+ περιλαμβάνουν τρεις προδιαγραφές MSA που εκδόθηκαν από την επιτροπή SNIA SFF, τις οποίες οι περισσότεροι συμμετέχοντες στην αγορά έχουν συμφωνήσει να συμμορφώνονται με:
SFP - Λήψη σε μορφή pdf
SFP+ - Λήψη σε μορφή pdf
DDM - Λήψη σε μορφή pdf

Ενότητες SFP, SFP+, XFP τεχνική περιγραφή(Ρωσικά) Λήψη σε μορφή pdf

δικτυακός τόπος Bluetooth