Modil optik diminye erè transmisyon

 

Modil optikyo te vin eleman esansyèl nan enfrastrikti telekominikasyon modèn yo, sitou akòz kapasite yo pou diminye erè transmisyon yo konpare ak sistèm tradisyonèl ki baze sou kwiv-. Devlopman modil sa yo te kòmanse seryezman nan fen ane 1990 yo, lè konpayi tankou Cisco ak Lucent Technologies te kòmanse fè eksperyans pwoblèm entegrite done ak entèrkonèksyon kwiv nan vitès ki depase 1 Gbit/s.

 

 

Devlopman istorik ak koreksyon erè

 

Premye jenerasyon anmodil fib optikprezante alantou 1998-2000 te montre apeprè 60% mwens erè ti jan pase tokay kòb kwiv mete yo nan distans ekivalan. Amelyorasyon sa a te soti nan iminite fib optik nan entèferans elektwomayetik (EMI) ak entèferans frekans radyo (RFI), ki te maltrete sistèm kòb kwiv mete nan anviwònman sant done kote dè santèn de serveurs te opere nan tou pre.

Enplemantasyon bonè yo itilize relativman senpmodulator optikdesen ki baze sou modulasyon dirèk lazè Fabry-Pérot. Modil sa yo te reyalize pousantaj erè ti jan (BER) nan anviwon 10 ^ - 12, ki te konsidere kòm ekselan nan moman an men ensifizan pou kondisyon modèn. Entwodiksyon distribiye fidbak (DFB) lasers nan ane 2003 amelyore sa a 10 ^-15, fè transmisyon longdistans pi pratik.

 

SFP fanmi ak mekanis rediksyon erè

 

Ti Fòm-faktè Pluggable spesifikasyon, ki te pwodwi lajman-adoptesfp optik transceiver, te reprezante yon gwo avansman lè piblikman te pibliye an 2001. Okòmansman te devlope pa yon consortium ki te gen ladann Finisar, Agilent, ak AMP, estanda SFP a te bay yon estanda koòdone cho -konekte ki te pèmèt pou pi bon entegrite siyal atravè konsepsyon elektrik amelyore.

Enplemantasyon Gigabit

Lagigabit sfp transceiverte vin patikilyèman enpòtan pou rezo antrepriz. Tès ki te fèt pa laboratwa endepandan an 2004 te montre ke modil SFP byen aplike te kapab kenbe erè-transmisyon gratis (zewo erè sou peryòd tès 24-èdtan) nan distans jiska 10 kilomèt lè l sèvi avèk fib sèl-mòd. Sa a te revolisyonè konpare ak kwiv Gigabit Ethernet, ki te limite a sa sèlman 100 mèt epi li te toujou fè eksperyans erè okazyonèl akòz diafonis.

Lafib optik sfp modilkonsepsyon enkòpore plizyè karakteristik rediksyon erè -:

Tanperati-konpanse chofè lazè ki kenbe pouvwa pwodiksyon konsistan

Sikui reseptè avanse ak egalizasyon adaptasyon

Konstwi -nan siveyans dyagnostik (souvan yo rele Digital Diagnostic Monitoring oswa DDM)

Amelyore lojman ki bay pi bon pwoteksyon EMI

 

Transceiverevolisyon ak koreksyon erè

 

Devlopman nanoptik modil transceiverte pase nan plizyè faz diferan. Anviwon 2007-2008, manifaktirè yo te kòmanse entegre koreksyon erè pi devan (FEC) dirèkteman nan modil yo. Sa a te okòmansman kontwovèsyal paske li te ajoute pri ak konsomasyon pouvwa, men deplwaman jaden yo te montre yon rediksyon dramatik nan erè ki pa korije -kèk operatè rapòte 90% mwens echèk lyen apre yo te adopte modil FEC pèmèt.

Yon devlopman enteresan temodil reseptè fib optikak deteksyon aderan, ki te kòmanse parèt nan pwodwi komèsyal alantou 2010. Kontrèman ak sistèm tradisyonèl deteksyon dirèk-, reseptè aderan te kapab refè enfòmasyon anplitid ak faz, efektivman double kantite done transmèt pandan y ap kenbe menm pousantaj erè. Premye deplwaman komèsyal yo te nan sistèm kab soumaren, kote menm ti amelyorasyon nan pousantaj erè te kapab elimine nesesite pou ekipman rejenerasyon chè.

 

Enplemantasyon modèn gwo-vitès

 

Teknoloji modil optik dijital

Aparisyon nanmodil dijital optikalantou 2015 te make yon lòt etap enpòtan pou pi devan. Modil sa yo enkòpore processeur siyal dijital (DSP) ki te kapab fè analiz erè -an tan reyèl ak egalizasyon adaptab. Premye vèsyon konpayi yo tankou Acacia Communications ak NeoPhotonics te montre ke DSP-modil pèmèt yo te kapab opere nan pousantaj 100G ak BER pi bon pase 10^-15 menm sou distans ki depase 1000 kilomèt, ki ta enposib ak konsepsyon analòg sèlman.

Lasfp modil optikteknoloji te evolye tou pou enkli pi piti faktè fòm. Spesifikasyon SFP28 la, ki te ratifye an 2014, sipòte 25 Gbit/s pou chak liy pandan y ap kenbe menm kapasite koreksyon erè ak pi gwo modil yo. Sa a te reyalize atravè plizyè inovasyon:

Amelyore jesyon chirp lazè

Pi bon konpansasyon dispèsyon kromatik

Sikui rekiperasyon revèy plis sofistike

Done jaden ki soti nan gwo founisè nwaj yo (menm si yo pa pibliye tipikman) sijere ke deplwaman SFP28 nan 2016-2017 reyalize tan an mwayèn ant echèk (MTBF) depase 10 ane, ak erè transmisyon kòm kòz echèk ki rive nan mwens pase 2% nan ka yo.

400G ak pi lwen

La400g modil optikreprezante eta aktyèl--la-nan rediksyon erè. Modil sa yo, ki te kòmanse deplwaman komèsyal alantou 2019, anjeneral itilize swa 8 liy nan 50G chak oswa 4 liy nan 100G. Tranzisyon an nan modulasyon PAM-4 (olye de NRZ tradisyonèl) okòmansman te soulve enkyetid sou pousantaj erè, depi PAM-4 gen mwens maj ant nivo siyal yo. Sepandan, pwogrè nan teknoloji DSP ak aplikasyon an nan kòd FEC pi fò (patikilyèman RS(544,514) FEC) aktyèlman te lakòz menm jan oswa pi bon pèfòmans erè konpare ak sistèm NRZ.

Inphi Corporation (kounye a yon pati nan Marvell) te pibliye done an 2020 ki montre modil 400G yo te reyalize pre-FEC BER apeprè 10^-5, ke motè FEC yo te korije pou poste -FEC BER pi bon pase 10^-15. Sa vle di ke pou rezon pratik, erè transmisyon te vin prèske inexistant nan sistèm byen fèt yo.

 

 

Konsiderasyon enfrastrikti

 

Modilè konsepsyon sistèm optik

Konsèp yonsistèm optik modilète genyen traction patikilyèman nan sant done hyperscale. Konpayi tankou Microsoft ak Facebook (Meta) te pibliye papye blan ki dekri kijan desen modilè pèmèt yo optimize diferan pati nan chemen optik la separeman. Pa egzanp, yon sant done ka itilize modil multimode kout-reach pou koneksyon andedan-etajè (kote pri a pi enpòtan pase pèfòmans absoli) ak modil sèl-mòd pou koneksyon entè{{-etajè oswa entè-bilding (kote pèfòmans enpòtan).

Apwòch modilè sa a te ede diminye pousantaj erè sistèm jeneral yo paske yo ka optimize chak kalite koneksyon pou ka itilizasyon espesifik li yo. Sant done Microsoft nan Quincy, Washington rapòte te wè yon rediksyon 40% nan erè lyen apre tranzisyon nan yon enfrastrikti optik totalman modilè nan 2018.

Patch panèl aplikasyon yo

Panno patch fib optik modilète tou kontribye nan rediksyon erè, menm si enpak yo souvan neglije. Koneksyon fizik pòv nan panno patch istorikman te reprezante 15-20% nan erè lyen optik dapre yon etid 2012 pa Corning. Modèn panno patch modilè ak konsepsyon konektè amelyore (patikilyèman konektè LC ak MPO / MTP) te redwi sa a anpil.

Entwodiksyon konektè push-pull tab LC alantou ane 2005 te patikilyèman enpòtan-konektè sa yo te bay pèt ensèsyon pi konsistan ak pèt retounen konpare ak konsepsyon ki te baze sou latch-pi bonè, ki te kapab vin lach ak tan akòz vibrasyon nan anviwònman sant done yo.

 

Espesifikasyon teknik ak estanda

 

Divès kò estanda yo te etabli espesifikasyon ki adrese dirèkteman rediksyon erè. Gwoup travay IEEE 802.3 la, pou egzanp, presize kondisyon maksimòm BER pou diferan vitès Ethernet. Pou 100GBASE-SR4 (yon aplikasyon multimode komen), estanda a mande pou BER pa pi mal pase 10^-12 nan pwodiksyon dekodè FEC a, ki tradwi zewo erè pandan operasyon nòmal.

Optical Internetworking Forum (OIF) te patikilyèman aktif nan defini entèfas ki minimize erè. Akò Enplemantasyon yo pou CEI-28G ak CEI-56G presize karakteristik elektrik detaye tankou jitter, diafonis, ak pèt retou-tout sa yo gen enpak sou pousantaj erè lè yo pa byen kontwole.

Li se vo anyen ke pandan ke estanda presize pèfòmans minimòm, modil komèsyal yo souvan depase kondisyon sa yo. Yon sondaj 2019 sou modil ki soti nan pi gwo manifaktirè yo (Finisar, Lumentum, II-VI) te jwenn ke modil komèsyal tipik yo te opere 2-3 dB pi bon pase bidjè optik minimòm obligatwa a, ki bay yon maj enpòtan kont erè.

 

Eksperyans deplwaman pratik

 

Deplwaman reyèl-monde yo montre ke pandan ke modil optik yo bay ekselan rediksyon erè nan teyori, enstalasyon ak antretyen apwopriye rete kritik. Yon etid 2017 sou yon gwo founisè telekominikasyon Amerik di Nò te jwenn ke apeprè 80% erè lyen optik yo te finalman trase a:

Konektè sal (31%)

Fib domaj (23%)

Enstalasyon modil ki pa kòrèk (14%)

Konbinezon modil/fib enkonpatib (12%)

Sa a mete aksan sou ke modil la optik tèt li se sèlman yon pati nan ekwasyon an rediksyon erè. Menm etid la te jwenn ke apre yo fin aplike yon pwotokòl netwayaj solid ak pwogram fòmasyon teknisyen, pousantaj erè rezo a te tonbe a 67% san yo pa chanje okenn modil.

 

Devlopman nan lavni

 

Rechèch sou menm pi ba pousantaj erè ap kontinye. Fòmasyon konstelasyon pwobabilite, ki optimize distribisyon siyal la pou karakteristik chanèl yo, te montre pwomès nan tès laboratwa yo. Rezilta ki te pibliye nan Nokia Bell Labs nan 2021 te demontre amelyorasyon BER nan 1-2 dB lè l sèvi avèk teknik sa a, ki ta tradui nan transmisyon menm plis serye.

Entegrasyon an nan algoritm aprantisaj machin pou antretyen prediksyon montre tou potansyèl. Lè yo analize modèl nan pousantaj erè pre-FEC yo ak done dyagnostik ki disponib nan modil modèn yo, sistèm sa yo ka predi echèk kap vini yo èdtan oswa jou davans, sa ki pèmèt pou ranplasman aktif anvan sèvis-ki afekte erè yo rive.