이더넷 및 무선 기지국 광 트랜시버란?

"옵티컬"이란 송수신기"

칩으로 패키징된 광모듈인가요?

오늘 우리는 업계에서 이해하는 광 모듈로 간주되는 것에 대해 이야기할 것입니다.

광 모듈은 광섬유 통신 링크의 구성 요소이며 광섬유는 광섬유 통신의 주인공입니다.

광섬유는 대역폭이 크고 빛의 반송파 주파수는 약 200THz로 마이크로파 반송파의 수십만 배입니다. 거의 무한한 대역폭이라고 부릅니다.

광섬유는 손실이 매우 적습니다. 광 송수신기의 전기 신호, 길이 약 112mm의 150G XSR 거리, 22dB의 손실. 22dB 손실, 즉 에너지의 99.3%가 소비됩니다. 112G 전기 신호 150mm 길이, 22dB 소모. 광섬유의 112G 광 신호 전송은 계산을 위해 0.2dB/km의 손실, 110km, 22dB를 소비했습니다. 같은 신호 같은 신호가 150mm는 전기로, 110km는 빛으로 전달되는데, 이는 꽤 큰 차이입니다. 따라서 광섬유를 거의 제로 손실이라고 부릅니다.

광섬유는 미세한 필라멘트 섬유로 뽑아낸 유리로 만들어지며 매우 저렴한 가격에 판매된다. 구리 케이블에 비해 비용이 거의 제로라고 합니다.

광섬유가 전송하는 신호는 "빛"입니다. 빛은 전자기파로서 운동 에너지를 가지고 있습니다. 즉, 빛은 정지해 있을 수 없습니다.

광섬유의 빛 전송은 비용이 매우 저렴합니다. 정지할 수 없기 때문에 신호 전환, 저장 및 계산을 위한 낮은 비용을 달성하기 어렵습니다.

빛이 스위칭이나 컴퓨팅을 달성할 수 없다는 것은 아닙니다. 광스위치가 있기 때문에 빛으로 간단한 계산도 가능하고 물론 빛으로 간접 저장도 가능하다. 예를 들어 CD-ROM은 가볍지만 저비용 스위칭, 컴퓨팅 및 스토리지를 실현할 수 없습니다.

엄청난 양의 정보를 전송하고 교환하는 사이에는 똑같이 엄청난 양의 신호 변환이 필요합니다. 광신호를 전기신호로, 전기신호를 광신호로 변환할 필요가 있다.

방대한 정보의 광전 신호 상호 변환을 위해 어떻게 저비용을 달성할 수 있습니까? 표준화를 달성함으로써 가능합니다.

USB는 휴대폰 Type C 데이터 케이블과 같은 표준화된 인터페이스로 시장에서 매우 저렴하게 구입할 수 있습니다. 그 이유는 표준화 때문입니다.

이 어플리케이션에는 XNUMXµm 및 XNUMXµm 파장에서 최대 XNUMXW의 평균 출력을 제공하는 광 트랜시버 전기 신호와 광학 신호 간의 표준화된 변환 인터페이스입니다. 빛을 받는 곳에 서서 광학 신호를 전기 신호로 변환해야 하기 때문입니다. 또한 전기 신호를 광 신호로 변환하여 전송하는 빛 속에 서 있어야 합니다.

따라서 광 모듈은 일반적으로 광 트랜시버 모듈이라고도하는 수신 및 전송을 모두 수행합니다.

비용을 줄이기 위해 표준화가 정의되기 때문에 광전자 인터페이스의 광학 인터페이스는 표준 크기의 적응을 수행해야 합니다.

외형치수의 규격화를 위해 전기적 신호도 필요하다.

산업 비용 절감을 극대화하기 위해 전체 모듈의 외관, 모든 측면을 명확하게 정의해야 합니다.

광 트랜시버에서는 많은 정보를 보정하고 감지해야 합니다. 채널 레지스터 관리를 위해 표준화된 정의도 있습니다. 어떤 비트의 어떤 레지스터가 어떤 의미를 나타내지만 또한 명확하게 작성되었습니다.

광 모듈은 신호를 전송하도록 설계되었으며 신호 관련 코딩 형식, 코딩 진폭 위상 신호 품질 등에 대해 상호 운용성이 정의됩니다.

광 신호와 관련된 동일한 콘텐츠는 광섬유의 성능 및 응용 시나리오의 요구 사항과 일치해야 산업에서 상대적으로 저렴한 아이디어를 찾고 파장과 관련된 정보를 분류하고 수행할 수 있습니다. 유사한 제품에 대한 통합 요구 사항.

광트랜시버의 핵심은 "상호 운용성", 저비용 및 표준화이지만 이러한 아이디어에서 벗어나 사용자 정의 및 비표준화를 원하는 제품이 항상 있습니다.

두 가지 이유가 있습니다.

첫 번째는 세그먼트의 산업 규모가 충분히 크지 않다는 것입니다. 예를 들어, 코히어런트 트랜시버의 백본 네트워크는 실제로 많은 부분이 다중 제조업체가 완전히 상호 운용하기 어렵습니다. 일부 백본 광 모듈의 총 시장 규모는 수억 / 수천만 액세스 네트워크의 시장 규모에 비해 작습니다. 백본 네트워크 백본 모듈을 만들 수 있는 제조업체는 많지 않습니다. 완전한 상호 운용성을 달성하려면 업계에서 논의하는 데 오랜 시간이 걸리며 시간 비용, 산업 창 및 산업 규모는 이를 지원하기에 충분하지 않습니다. 즉, 시장 규모가 충분히 크지 않으면 상호 운용성과 낮은 비용을 동일시할 수 없습니다.

두 번째 이유는 업계 간의 경쟁 관계입니다. 공장 A와 공장 B에서 만든 제품이 완전히 상호 운용될 수 있다면 고객은 만족하고 공급업체는 불행해집니다. 그리고 발언권이 있는 일부 제조업체에서는 맞춤형 제품을 만들 것입니다. 이 상황은 업계에서 가장 저렴한 옵션은 아니지만 일부 제조업체의 경우 이점을 극대화하는 옵션입니다.

광 모듈의 표준화는 주로 소프트웨어 하드웨어 및 신호를 의미합니다. 내부 구현 방법의 경우 표준화가 반드시 필요한 것은 아닙니다.

예를 들어, 실리콘 포토닉스 통합 솔루션, InP 통합 솔루션 또는 기존 개별 솔루션을 선택하면 제조업체마다 다른 형태와 옵션을 가질 수 있습니다.

이더넷 광 모듈이란?

광 트랜시버는 단순히 광전자 신호를 위한 변환 인터페이스입니다.

이더넷 광 모듈은 이더넷에 사용되는 광 모듈입니다. 이더넷이란 무엇입니까? 메시지 관리(MIB) 및 공용 물리적 매체 주소 제어(MAC)를 통해 근거리 통신망(LAN)을 지원할 수 있는 네트워크 통신 기술입니다.

LAN, 근거리 통신망.

건물 내에서 서로 연결되는 네트워크 또는 도시에서 서로 연결되는 네트워크를 LAN이라고 할 수 있습니다. 예를 들어, 우한은 거대 도시이고 중심 도시는 수십 킬로미터에 걸쳐 있습니다.

따라서 이더넷 전송 거리가 40km, 10km, 100m 등이라는 말을 자주 듣습니다.

이더넷은 LAN 통신을 지원할 수 있는 기술, 즉 LAN 통신을 지원할 수 있는 다른 기술이 있습니다. 예를 들어 인피니밴드.

LAN 기술 중에서 이더넷이 가장 널리 사용되고 가장 큰 비중을 차지하며 정보 관리(MIB) 및 공용 물리적 매체 주소 제어(MAC)가 특징입니다.

우리는 MAC에 대한 단어 주소에서 거의 벗어날 수 없습니다. 이더넷은 발송인과 수확기 사이의 정확한 배송을 달성하기 위해 주소 제어, 물류로 정보(택배)를 관리하는 방법에 대해 택배 회사와 거의 동일합니다.

사용자는 택배(이더넷의 프레임)를 포장하여 물류회사에 인계하고 이를 이송(스위치 및 광송수신기)하여 최종적으로 수취인에게 전달한다.

이더넷은 도시 물류 택배 중 하나입니다. 지방을 넘어 도시 밖으로 나가려면 보통 정보를 다시 변환해서 패키징하고 장거리 전송을 위해 WDM(예: 기차) 시스템을 사용해야 합니다. 이번에는 철도 화물에 의한 물류 관리가 자체적으로 운영됩니다.

따라서 스위치의 회선 측과 고객 측 사이에는 구분이 있습니다. 회선 측은 표준을 설정하기 위해 ITU-T에 의해 설정되고 고객 측은 대부분 표준을 설정하는 IEEE의 책임입니다.

이더넷용 광 모듈(WDM 코히어런트 모듈과 비교)에는 다음과 같은 기능이 있습니다.

짧은 거리: 0.1-40km

소수의 파장: 1-12 범위. 예를 들어, 데이터 센터의 이더넷 파장 수는 1 또는 4입니다. 5G 순방향 이더넷 파장 1, 2, 6, 12, 이러한 파장은 거의 없습니다.

광섬유에서 2개 이상의 파장을 전송하는 것은 WDM Wavelength Division Multiplexing, BiDi, CWDM4, 이더넷용 CWDM6, LWDM, WDM 시스템용 DWDM40, DWDM80… .96, 120 등.

통신 대역은 주로 다중 모드 850nm 및 910nm 대역과 단일 모드 O 대역에 있습니다. 이 밴드는 저비용 레이저를 지원합니다.

VCSEL, DFB 및 EML은 모두 파장 분할에 사용되는 좁은 선폭 가변 레이저보다 훨씬 저렴합니다.

이더넷용 광 모듈은 시나리오에 따라 속도가 다릅니다. 이는 LAN에 너무 많은 네트워크 불균형이 존재하고 사용할 광학 트랜시버의 속도 선택이 애플리케이션 시나리오에 따라 달라지기 때문입니다.

이더넷 광 모듈을 언급할 때 포함되지 않습니다. WDM 점대점 전송으로 이해되는 일관된 모듈 및 PON 모듈. 그러나 실제로 이더넷 기술에 속하는 PON 모듈의 일부는 이더넷의 점대다점 전송입니다.

이더넷 광 트랜시버는 메트로 네트워크의 고객 측, 무선 액세스의 전면 및 중간 및 백홀, 데이터 센터(내부) 및 유선 액세스 유형에서 사용할 수 있습니다. 초기에는 MAN의 고객 측과 데이터 센터가 하나의 범주로 나뉘었고 나중에는 고객 측과 데이터 센터가 다시 두 개의 범주로 서서히 나뉘었습니다.

이 분할은 초기 데이터 센터가 더 작았고 메트로 네트워크의 고객 측에서 공통 모듈을 공유할 수 있었기 때문에 이해할 수 있습니다.

나중에 데이터 센터는 점점 더 커지고 맞춤형 전용 광 모듈은 최고의 가격 대비 성능 비율, 더 높은 효율성 및 더 낮은 (단위) 비용에 대한 업계의 요구에 더욱 부응했습니다.

초창기에는 범용이었던 WDM 장거리 전송 모듈을 데이터센터간 상호접속용으로 사용했고, 초창기에는 자체 데이터를 전송하기 위해 WDM 방식을 사용했고, 이후 DC간 사설망을 트래픽으로 사용했다. 데이터 센터 사이가 점점 더 커졌습니다.

또한 MAN 고객 측, 무선 액세스의 프런트 패스 백홀, 내부 데이터 센터 및 유선 액세스의 시나리오에서 많은 공통 선택이 있는 반면 DCI 뒤의 기존 WDM 및 사설 네트워크에는 많은 공통 선택이 있는 이유도 이해할 수 있습니다. 400GZR과 같은).

무선 기지국 광학 모듈이란?

전화를 거는 방법에는 유선전화와 휴대전화 두 가지가 있습니다.

전화를 거는 것 외에도 인터넷에 접속해야 합니다. 마찬가지로 하나는 고정 네트워크(고정 네트워크라고 함)를 통하고 다른 하나는 휴대 전화를 통해 모바일 네트워크, 모바일 통신이라고도 하는 인터넷에 액세스합니다.

기존의 동축 케이블과 구리선은 유선 통신입니다. 나중에 정보량이 너무 많아서 광섬유 구리선이 있습니다. 광섬유는 신호를 전송하고 많은 양의 정보를 전송하는 광섬유입니다. 이 광섬유는 회선이기도 하며 유선 통신의 범주에도 속합니다.

처음부터 이동 통신에는 회선이 있었습니다. 초기에는 구리선이었고 나중에는 광섬유였습니다. 광섬유를 사용한다면 당연히 광모듈이 필요하다.

휴대폰과 접촉할 특정 범위를 커버하는 모바일 기지국. 그래서 높은 곳에서 아래로 전자파를 전달해야 합니다.

신호를 송수신하려면 네트워크 장비가 필요합니다.

1G, 2G 시대에 이들 무선 기지국 장비는 안테나와 함께 높은 위치에 배치됐다.

5G 기지국은 25G 광 모듈을 사용합니다. 즉, 25세대 모바일 기지국은 초당 XNUMX억 비트의 정보를 처리할 수 있는 고급 광 송수신기를 사용합니다.

1G 기지국은 아날로그 통신으로 품질이 좋지 않고 접속 횟수도 제한적이다. 2G 기지국, 디지털 통신의 사용뿐만 아니라 다양한 디지털 코딩 기술 산업을 열었습니다.

주제로 돌아가서, 무선 기지국 장비를 높이 올리는 데 몇 가지 문제가 있습니다.

 

문제는 예비 설치와 추후 유지보수 모두 장비를 들고 높은 건물을 오르는 노동력이 필요하다는 점이다.

그리고 점점 더 많은 사람들이 휴대 전화를 사용할수록 기지국이 더 많이 건설될수록 인건비가 매우 높아집니다. XNUMX세대 모바일 기지국까지 기다리십시오. 일부 제조업체는 이 비용을 줄이는 방법을 고려하고 있습니다.

기지국 장비를 분리하되 안테나는 높은 위치에 배치해야 합니다. 이동할 수 없는 나머지 부분은 높은 안테나를 따라갑니다. 이동할 수 있는 것은 아래층에 놓입니다.

이것은 BBU와 RRU를 낳았습니다.

RRU는 주로 RF 무선 부분, BBU는 주로 디지털 베이스밴드 부분, BBU는 안테나에서 분리할 수 있는 부분이다.

RRU와 BBU 사이의 통신 회선을 "fronthaul"이라고 합니다.

순방향 전송 초기에는 광모듈이 반드시 필요하지 않았고 장거리 전송에는 저주파의 구리선을 사용할 수 있었습니다. 사용자가 많으면 정보량이 매우 많고 구리는 고주파 표피 효과가 있습니다.

거리가 멀지 않은 경우 다중 모드 광섬유를 사용하면 배치 비용이 저렴합니다. 따라서 Fronthaul 광 트랜시버는 이전에 많은 다중 모드 모듈입니다.

광섬유는 고용량 및 장거리가 특징입니다. BBU를 함께 사용하면 분석, 위치 지정 및 유지 관리가 쉬워집니다.

광섬유 통신에 대한 기술 지원은 원격입니다. AAU 및 BBU에 대한 다중 모드에서 단일 모드로의 광섬유 변경입니다.

원격 후, BBU는 중앙 사무실인 CO에 있으며, 국이라고 불립니다. BBU는 RRU의 무리를 관리하고, 나중에 RRU도 가벼울 수 있으며, RRH이고, H는 Head이고, 원격 끝에는 Head 하나만 남았습니다.

3G와 4G는 둘 다 Fronthual과 Backhaul만 있습니다.

Fronthual은 BBU와 RRU/RRH 사이의 연결입니다. 백홀은 메인 네트워크와 BBU 간의 연결이며 더 적은 수의 파이버와 더 적은 수의 광 모듈을 사용합니다. 그러나 각각의 광 트랜시버는 더 많은 용량을 가지며 각 섬유는 더 많은 용량을 가지며 정보가 손실되지 않습니다.

5G가 도래할 때쯤이면 어떻게 하면 더 효율적이고 비용을 낮추고 용량을 늘릴 수 있을지 고민해야 할 때입니다.

RRU/RRH와 AAU라고 하는 안테나가 통합되어 있습니다.

BBU는 다시 분해되어 CU와 DU로 나뉜다. 메인 네트워크는 많은 CU에 연결되고, 하나의 CU는 많은 DU에 연결되고, 하나의 DU는 많은 AAU에 연결됩니다.

BBU가 계속해서 CU와 DU로 분할되면 이 섹션은 후두와 전두 사이에 있으며 중간 후두라고 합니다.

이렇게 해도 비용이 절감되지 않으면 BBU가 유지됩니다.

그래서 5G 보급 초기에는 중간 광트랜시버에 대한 별도의 정의가 없었다. 표준은 이 기능을 유지하며 필요한 경우 분할을 계속합니다. 이것은 "확장 가능한" 일부 수하물의 소프트 폴딩 레이어와 유사합니다.

기지국에 사용되는 광모듈은 본질적으로 유선 통신 개념이며, 광모듈은 "광섬유"로 연결됩니다.

무선 기지국 광 모듈에 대해 이야기할 때 무선 RF 통신 시나리오에 사용되는 유선(광섬유) 통신 광 모듈을 말합니다.

빛이 통신을 위해 공기를 통해 전송되는 진정한 무선 광 통신의 또 다른 범주가 있습니다. 이러한 유형의 광 트랜시버를 FSO(자유 공간 광학)라고 하며, 이는 자유 공간이 아닌 광섬유 도파관 유선 통신과 다릅니다.

마이크로웨이브 통신 대역폭보다 높은 용량에서 사용되는 FSO 진정한 무선 광학 통신. 예를 들어 위성간 통신, 통신선을 우주에 버려두기 어렵고 대용량 통신이 필요하다.

무선의 이점과 함께 우주 광학 통신은 마이크로파 통신보다 더 큰 대역폭의 이점도 있습니다.

일반 사람들은 무선이 작은 거리 또는 저주파 전자파 캐리어가 아닌 공간 (고주파) 광 캐리어 통신, FSO 통신 비용이 매우 높습니다.