¿Qué es el transceptor óptico de estación base inalámbrica y Ethernet?

¿Qué es un “Óptico Transceptor"

¿Es un módulo óptico empaquetado con un chip?

Hoy hablaremos de lo que se considera un módulo óptico tal y como lo entiende la industria.

El módulo óptico es un componente del enlace de comunicación de fibra óptica, y la fibra es el personaje principal de la comunicación de fibra óptica.

La fibra óptica tiene un gran ancho de banda, la frecuencia portadora de la luz es de aproximadamente 200 THz, que es cientos de miles de veces mayor que la de los portadores de microondas. Llámelo un ancho de banda casi infinito.

La fibra óptica tiene una pérdida ultrabaja. La señal eléctrica del transceptor óptico, distancia 112G XSR de aproximadamente 150 mm de largo, pérdida de 22dB. Pérdida de 22dB, es decir, se consume el 99.3% de la energía. Señal eléctrica 112G de 150mm de longitud, consume 22dB. Transmisión de señal óptica de 112G en la fibra, según la pérdida de 0.2 dB/km para el cálculo, 110 km, consume 22 dB. la misma señal La misma señal se transmite por electricidad durante 150 mm y luz durante 110 km, lo que es una gran diferencia. Así que llame a la fibra óptica de casi cero pérdidas.

La fibra óptica está hecha de vidrio estirado en fibras de filamento fino y se vende a un precio muy bajo. En comparación con el cable de cobre, llamado costo casi cero.

La señal transmitida por fibra óptica es “luz”. La luz es una onda electromagnética, que tiene energía cinética, es decir, la luz no puede ser estacionaria.

La transmisión de luz en fibra óptica tiene un costo ultra bajo. Debido a su incapacidad para ser estacionario, es difícil lograr un bajo costo para la conmutación, el almacenamiento y el cálculo de la señal.

No es que la luz no pueda lograr el cambio o la computación. Debido a que hay interruptores ópticos, también hay cálculos simples con luz y, por supuesto, la luz puede lograr un almacenamiento indirecto. Por ejemplo, CD-ROM, pero la luz no puede realizar conmutación, computación y almacenamiento de bajo costo.

Entre la transmisión y el intercambio de cantidades masivas de información, se requiere una cantidad igualmente masiva de conversión de señal. Existe la necesidad de convertir señales ópticas en señales eléctricas, y también señales eléctricas en señales ópticas.

¿Cómo podemos lograr un bajo costo para la interconversión de señales fotoeléctricas de gran cantidad de información? Se puede lograr logrando la estandarización.

El USB es una interfaz estandarizada, como el cable de datos tipo C del teléfono celular, del mercado puede ser muy barato de comprar, la razón es la estandarización.

El sistema transceptor óptico es la interfaz de conversión estandarizada entre la señal eléctrica y la señal óptica. Porque necesitamos convertir señales ópticas en señales eléctricas, de pie en la luz, que está recibiendo. También necesita convertir señales eléctricas en señales ópticas, colocándose en la luz que está transmitiendo.

Por lo tanto, el módulo óptico generalmente recibe y transmite, también llamado módulo transceptor óptico.

Dado que la estandarización se define con el fin de reducir costos, se requiere que la interfaz óptica en la interfaz optoelectrónica haga la adaptación del tamaño estándar.

También se requieren señales eléctricas para estandarizar el tamaño de las dimensiones externas.

La apariencia de todo el módulo, todos los aspectos deben definirse claramente, para maximizar la reducción de los costos industriales.

En los transceptores ópticos, se necesita calibrar y detectar mucha información. Para la gestión del registro del canal también se estandariza la definición. Qué registro de qué bit representa qué significado, pero también escrito claramente.

Los módulos ópticos están diseñados para transmitir señales, y la interoperabilidad se define para formatos de codificación relacionados con señales, calidad de señal de fase de amplitud de codificación, etc.

El mismo contenido relacionado con las señales ópticas debe combinarse con el rendimiento de las fibras ópticas, así como con las necesidades de los escenarios de aplicación, para encontrar esa idea de costo relativamente bajo en la industria, clasificar la información relacionada con las longitudes de onda y hacer requisitos de unificación para productos similares.

El núcleo del transceptor óptico es la "interoperabilidad", el bajo costo y la estandarización, pero siempre hay algunos productos que quieren romper con esta idea y hacer personalización y no estandarización.

Hay dos razones.

La primera es que la escala de la industria del segmento no es lo suficientemente grande. Por ejemplo, la red troncal del transceptor coherente, de hecho, una gran proporción es difícil de multifabricante totalmente interoperable. El volumen de mercado total de algunos módulos ópticos backbone es pequeño en comparación con el volumen de mercado de cientos de millones/decenas de millones de redes de acceso. No hay muchos fabricantes capaces de fabricar módulos de red troncal. Si se va a lograr la interoperabilidad total, llevará mucho tiempo discutirlo en la industria, y el costo del tiempo, la ventana de la industria y la escala de la industria no son suficientes para respaldarlo. Es decir, no se puede equiparar interoperabilidad y bajo coste cuando el volumen de mercado no es lo suficientemente grande.

La segunda razón es la relación competitiva entre la industria. Si los productos fabricados por la fábrica A y la fábrica B pueden ser totalmente interoperables, los clientes estarán contentos y los proveedores descontentos. Y en algunos fabricantes que tienen derecho a hablar, harán productos personalizados. Esta situación no es la opción de menor costo para la industria, pero para algunos fabricantes es la opción para maximizar los beneficios.

La estandarización de los módulos ópticos se refiere principalmente al hardware y las señales del software. Para el método de implementación interna, no se requiere necesariamente la estandarización.

Por ejemplo, la elección de la solución de integración fotónica de silicio, o la solución integrada InP, o la solución discreta tradicional, diferentes fabricantes pueden tener diferentes formas y opciones.

¿Qué es un módulo óptico Ethernet?

Un transceptor óptico es simplemente una interfaz de conversión para señales optoelectrónicas.

Un módulo óptico Ethernet es un módulo óptico utilizado para Ethernet. ¿Qué es Ethernet? Una tecnología de comunicación de red que puede admitir una red de área local (LAN) a través de la gestión de mensajes (MIB) y el control de direcciones de medios físicos públicos (MAC).

LAN, red de área local.

Una red que se interconecta dentro de un edificio o una red que se interconecta en una ciudad puede denominarse LAN. Por ejemplo, Wuhan es una mega ciudad y la ciudad central se extiende por decenas de kilómetros.

Por lo tanto, a menudo escuchamos sobre la distancia de transmisión de Ethernet de 40 km, 10 km, 100 m, etc.

Ethernet es una tecnología que puede admitir la comunicación LAN, en otras palabras, existen otras tecnologías que pueden admitir la comunicación LAN. Por ejemplo, Infiniband.

Entre las tecnologías LAN, Ethernet es la más utilizada y representa la mayor parte, que se caracteriza por la gestión de la información (MIB) y el control de direcciones de medios físicos públicos (MAC).

Difícilmente podemos alejarnos de la palabra dirección para MAC. Ethernet es aproximadamente igual a una empresa de mensajería, ya que nuestra información (courier) se gestiona mediante el control de direcciones, la logística con el fin de lograr una entrega precisa entre el remitente y el cosechador.

El usuario empaqueta el mensajero (tramas de Ethernet) y lo entrega a la empresa de logística, lo transfiere (conmutador y transceptor óptico), y finalmente lo entrega al receptor.

Ethernet es uno de los correos logísticos de la ciudad. Si desea salir de la ciudad a través de la provincia, generalmente necesita convertir y empaquetar la información nuevamente y usar el sistema WDM (por ejemplo, tren) para la transmisión de larga distancia. Esta vez la gestión logística por ferrocarril de mercancías para operar en sus propios términos.

Por lo tanto, existe una distinción entre el lado de la línea y el lado del cliente del conmutador. El lado de la línea lo establece el ITU-T para establecer estándares, y el lado del cliente es principalmente responsabilidad del IEEE para establecer estándares.

Los módulos ópticos para Ethernet (en comparación con los módulos coherentes WDM) tienen las siguientes características.

Distancia corta: 0.1-40 km

Pequeño número de longitudes de onda: de 1 a 12. Por ejemplo, la cantidad de longitudes de onda de Ethernet en un centro de datos es 1 o 4. Las longitudes de onda de Ethernet de reenvío 5G 1, 2, 6, 12, estas longitudes de onda son pocas.

La transmisión de más de 2 longitudes de onda en fibra es WDM Wavelength Division Multiplexing, BiDi, CWDM4, CWDM6, LWDM para Ethernet y DWDM40, DWDM80… para sistema WDM. .96, 120, y así sucesivamente.

Las bandas de comunicación se encuentran principalmente en las bandas multimodo de 850nm y 910nm, así como en la banda O monomodo. Estas bandas admiten láseres de bajo costo.

Los VCSEL, DFB y EML son mucho más baratos que los láseres sintonizables de ancho de línea estrecho que se utilizan para la división de longitud de onda.

Los módulos ópticos para Ethernet tienen diferentes tasas en diferentes escenarios. Esto se debe a que las LAN tienen demasiados desequilibrios de red presentes y la elección de qué tan grande es el transceptor óptico de velocidad a utilizar depende del escenario de la aplicación.

Cuando mencionamos módulos ópticos Ethernet, no incluye WDM módulos coherentes y módulos PON, entendidos como transmisión punto a punto. Pero, de hecho, hay una parte del módulo PON que pertenece a la tecnología Ethernet, que es la transmisión punto a multipunto de Ethernet.

Los transceptores ópticos de Ethernet se pueden usar en el lado del cliente de las redes metropolitanas, el fronthual y el middlehual y el backhaul del acceso inalámbrico, los centros de datos (interiores) y los tipos de acceso por cable. En los primeros días, el lado del cliente y el centro de datos de MAN se dividieron en una categoría, y más tarde, el lado del cliente y el centro de datos se dividieron lentamente en dos categorías nuevamente.

Esta división se puede entender porque los primeros centros de datos eran más pequeños y podían compartir módulos comunes en el lado del cliente de la red metropolitana.

Más tarde, los centros de datos se hicieron cada vez más grandes, y los módulos ópticos dedicados a la medida estaban más en línea con la demanda de la industria de la mejor relación precio/rendimiento, mayor eficiencia y menor costo (unitario).

Los módulos de transmisión de largo alcance WDM, que eran de propósito general en años anteriores, se usaron para la interconexión entre centros de datos, que también usaban el sistema WDM para transmitir sus propios datos en años anteriores, y luego había una red privada entre DC como tráfico. entre los centros de datos se hizo cada vez más grande.

También es comprensible por qué hay muchas opciones comunes en los escenarios del lado del cliente de MAN, backhaul en el paso frontal del acceso inalámbrico, dentro del centro de datos y acceso por cable, mientras que hay muchas opciones comunes en el WDM tradicional y la red privada detrás de DCI ( como 400GZR).

¿Qué es un módulo óptico de estación base inalámbrica?

Contamos con dos formas de realizar llamadas telefónicas, fijo y celular.

Además de realizar llamadas telefónicas, también tenemos la necesidad de acceder a Internet. Del mismo modo, uno es a través de la red fija (denominada red fija) y el otro es a través del teléfono celular para acceder a Internet, también conocido como red móvil, comunicación móvil.

El anterior cable coaxial y alambre de cobre es la comunicación por cable. Más tarde, debido a que la cantidad de información es demasiado grande, hay un cable de cobre de fibra óptica. La fibra óptica es la fibra que transmite la señal, transmite una gran cantidad de información. Esta fibra es también la línea, también pertenece a la categoría de comunicación por cable.

Desde el principio, la comunicación móvil ha tenido una línea de retorno. En años anteriores, era alambre de cobre, y más tarde fue fibra óptica. Si usa fibra óptica, por supuesto, necesita módulos ópticos.

Estaciones base móviles para cubrir un cierto rango de contacto con teléfonos celulares. Por lo tanto, necesita transmitir ondas electromagnéticas desde lugares altos.

Se necesita equipo de red para transmitir y recibir señales.

En la era de 1G y 2G, el equipo de estas estaciones base inalámbricas se colocó en lo alto, junto con las antenas.

Las estaciones base 5G utilizan módulos ópticos 25G. En otras palabras, las estaciones base móviles de quinta generación utilizan el transceptor óptico avanzado que puede procesar 25 mil millones de bits de información por segundo.

La estación base 1G es comunicación analógica, la calidad no es buena, el número de acceso también es limitado. Estación base 2G, el uso de la comunicación digital, pero también abrió una variedad de industria de tecnología de codificación digital.

Volviendo al tema, hay algunos problemas al colocar el equipo de la estación base inalámbrica en un lugar alto.

 

El problema es que tanto la instalación preliminar como el mantenimiento posterior requieren mano de obra para escalar edificios altos con el equipo.

Y a medida que más y más personas usan teléfonos celulares, más estaciones base se construyen, los costos de mano de obra son muy altos. Espere hasta la tercera generación de estaciones base móviles, algunos fabricantes están considerando cómo reducir este costo.

Divida el equipo de la estación base, pero la antena debe colocarse en lo alto. El resto de las partes que no se pueden mover siguen la antena en alto. Los que se puedan mover se colocarán abajo.

Esto dio a luz a BBU y RRU.

RRU es principalmente la parte de la radiofrecuencia inalámbrica, BBU es principalmente la parte de la banda base digital, BBU es la parte que se puede separar de la antena.

La línea de comunicación entre RRU y BBU se llama “fronthaul”.

En los primeros días de la transmisión directa, no se necesitaban necesariamente módulos ópticos y se podían usar cables de cobre a bajas frecuencias para la transmisión a larga distancia. Si hay muchos usuarios, la cantidad de información es muy grande, el cobre tendrá un efecto de piel de alta frecuencia.

Si la distancia no es mucha, el coste de despliegue es más económico con fibra multimodo. Entonces, el transceptor óptico fronthaul anterior es una gran cantidad de módulos multimodo.

La fibra óptica se caracteriza por su alta capacidad y largas distancias. Al juntar las BBU, el análisis, la ubicación y el mantenimiento se vuelven fáciles.

El soporte técnico para la comunicación por fibra óptica es a distancia. Es el cambio de fibra de multimodo a monomodo para AAU y BBU.

Después de la remota, la BBU está en el CO, la oficina central, llamada buró. Una BBU, la gestión de un grupo de RRU, RRU más tarde también puede ser ligera, es RRH, la H es Head, solo queda un jefe en el extremo remoto.

3G y 4G, ambos tienen solo fronthual y backhaul.

El fronthual es la conexión entre BBU y RRU/RRH. El backhaul es la conexión entre la red principal y la BBU, y esta tiene menos fibras y menos módulos ópticos. Pero cada transceptor óptico tiene más capacidad, cada fibra tiene más capacidad y la información no se pierde.

Para cuando llegue el 5G, es hora de pensar en cómo ser más eficientes, de menor costo y de mayor capacidad.

RRU/RRH y antena están integrados, llamados AAU.

Los BBU se descomponen nuevamente y se dividen en CU y DU. La red principal está conectada a muchas CU, una CU está conectada a muchas DU, una DU está conectada a muchas AAU.

Si el BBU continúa dividiéndose en CU y DU, esta sección se encuentra justo entre el backhual y el fronthual, denominado middlehual.

Si al hacerlo no se reducen los costos, se retiene el BBU.

Entonces, en los primeros días del despliegue de 5G, no había una definición separada de un transceptor óptico de medio alcance. El estándar conserva esta función, si es necesario, continúa dividiendo. Esto es similar a la capa plegable blanda de algunas maletas “expandibles”.

Los módulos ópticos utilizados en las estaciones base son esencialmente un concepto de comunicación por cable, y los módulos ópticos están conectados por "fibra óptica".

Cuando hablamos de módulos ópticos de estaciones base inalámbricas, nos referimos a módulos ópticos de comunicación por cable (fibra óptica) que se utilizan en escenarios de comunicación RF inalámbrica.

Hay otra categoría de comunicación óptica verdaderamente inalámbrica, donde la luz se transmite a través del aire para la comunicación. Este tipo de transceptor óptico se denomina FSO, óptica de espacio libre, que es diferente de la comunicación por cable de guía de ondas de fibra óptica de espacio no libre.

FSO verdadera comunicación óptica inalámbrica utilizada en una capacidad mayor que el ancho de banda de comunicación de microondas. Por ejemplo, la comunicación entre satélites, es difícil volcar una línea de comunicación en el espacio y la necesidad de comunicación de alta capacidad.

La comunicación por óptica espacial, con los beneficios de la tecnología inalámbrica, también tiene los beneficios de un mayor ancho de banda que las comunicaciones por microondas.

La gente común llama, inalámbrica esta pequeña distancia o portadora de ondas electromagnéticas de baja frecuencia, no comunicación portadora óptica espacial (alta frecuencia), los costos de comunicación FSO son muy altos.