Что такое оптический приемопередатчик Ethernet и беспроводной базовой станции

Что такое «оптический приемопередатчик

Это оптический модуль, упакованный с чипом?

Сегодня мы поговорим о том, что считается оптическим модулем в понимании отрасли.

Оптический модуль является компонентом волоконно-оптической линии связи, а волокно является основным звеном волоконно-оптической связи.

Оптическое волокно имеет огромную полосу пропускания, несущая частота света составляет около 200 ТГц, что в сотни тысяч раз больше, чем у микроволновых несущих. Назовите это почти бесконечной пропускной способностью.

Оптическое волокно имеет сверхнизкие потери. Электрический сигнал оптического трансивера, расстояние 112G XSR длиной около 150 мм, потери 22 дБ. Потери 22 дБ, то есть потребляется 99.3% энергии. Электрический сигнал 112G длиной 150 мм, потребляемый 22 дБ. Передача оптического сигнала 112G по волокну, в соответствии с потерями 0.2 дБ/км для расчета, 110 км, потребление 22 дБ. тот же сигнал Один и тот же сигнал передается электричеством на 150мм и светом на 110км, что довольно большая разница. Так называют оптическое волокно практически с нулевыми потерями.

Оптическое волокно изготавливается из стекла, вытянутого в тонкие нити, и продается по очень низкой цене. По сравнению с медным кабелем, называется почти нулевой стоимостью.

Сигнал, передаваемый по оптическому волокну, является «световым». Свет — это электромагнитная волна, обладающая кинетической энергией, другими словами, свет не может быть неподвижным.

Передача света по оптическому волокну имеет сверхнизкую стоимость. Из-за его неспособности быть стационарным трудно добиться низких затрат на коммутацию, хранение и вычисления сигналов.

Дело не в том, что свет не может обеспечить переключение или вычисление. Поскольку есть оптические переключатели, есть также простые вычисления со светом, и, конечно, свет может обеспечить непрямое хранение. Например, CD-ROM, но свет не может реализовать недорогую коммутацию, вычисления и хранение.

Между передачей и обменом огромными объемами информации требуется столь же большой объем преобразования сигнала. Существует потребность в преобразовании оптических сигналов в электрические сигналы, а также электрических сигналов в оптические сигналы.

Как мы можем добиться низкой стоимости взаимного преобразования фотоэлектрических сигналов огромного количества информации? Этого можно добиться путем стандартизации.

USB-это стандартизированный интерфейс, такой как кабель для передачи данных сотового телефона типа C, с рынка можно очень дешево купить, причина в стандартизации.

Команда оптический трансивер представляет собой стандартизированный интерфейс преобразования между электрическим сигналом и оптическим сигналом. Потому что нам нужно преобразовывать оптические сигналы в электрические сигналы, стоя в свете, который получает. Он также должен преобразовывать электрические сигналы в оптические сигналы, стоящие в свете, который является передающим.

Поэтому оптический модуль обычно выполняет как прием, так и передачу, также называемый оптическим приемопередающим модулем.

Поскольку стандартизация определяется для снижения затрат, оптический интерфейс в оптоэлектронном интерфейсе требуется для адаптации стандартного размера.

Электрические сигналы также необходимы для стандартизации размера внешних размеров.

Внешний вид всего модуля, все аспекты должны быть четко определены, чтобы максимально сократить производственные затраты.

В оптических трансиверах необходимо откалибровать и обнаружить большое количество информации. Для управления реестром каналов также используется стандартизированное определение. Какой регистр какого бита представляет какое значение, но также написано четко.

Оптические модули предназначены для передачи сигналов, а функциональная совместимость определяется форматами кодирования, связанными с сигналами, качеством кодирования, амплитудой, фазой и т. д.

Один и тот же контент, относящийся к оптическим сигналам, необходимо сопоставить с характеристиками оптических волокон, а также с потребностями сценариев приложений, чтобы найти эту относительно недорогую идею в отрасли, классифицировать информацию, связанную с длинами волн, и сделать требования унификации для однородных товаров.

Ядром оптического трансивера является «интероперабельность», низкая стоимость и стандартизация, но всегда есть продукты, которые хотят оторваться от этой идеи и сделать настройку и нестандартизацию.

Есть две причины.

Во-первых, отраслевой масштаб сегмента недостаточно велик. Например, магистральная сеть когерентного приемопередатчика, на самом деле, большая часть трудно совместима с несколькими производителями. Общий объем рынка некоторых магистральных оптических модулей невелик по сравнению с объемом рынка, состоящим из сотен миллионов/десятков миллионов сетей доступа. Существует не так много производителей, способных производить магистральные модули магистральной сети. Если необходимо достичь полной функциональной совместимости, это займет много времени, чтобы обсудить это в отрасли, а затраты времени, отраслевое окно и масштаб отрасли недостаточны для ее поддержки. То есть интероперабельность и низкая стоимость не могут быть приравнены, когда объем рынка недостаточно велик.

Вторая причина заключается в конкурентных отношениях между отраслью. Если продукты, производимые фабрикой А и фабрикой Б, полностью совместимы, клиенты довольны, а поставщики недовольны. А в некоторых производителях, которые имеют право говорить, они будут делать продукцию по индивидуальному заказу. Эта ситуация не является вариантом с наименьшими затратами для отрасли, но для некоторых производителей это вариант максимизации выгоды.

Стандартизация оптических модулей относится в основном к программному обеспечению и сигналам. Для метода внутренней реализации стандартизация не обязательно требуется.

Например, выбор решения интеграции кремниевой фотоники, интегрированного решения InP или традиционного дискретного решения у разных производителей может иметь разные формы и варианты.

Что такое оптический модуль Ethernet

Оптический трансивер — это просто интерфейс преобразования оптоэлектронных сигналов.

Оптический модуль Ethernet — это оптический модуль, используемый для Ethernet. Что такое Ethernet? Технология сетевой связи, которая может поддерживать локальную сеть (LAN) посредством управления сообщениями (MIB) и управления адресами общедоступных физических носителей (MAC).

ЛВС, локальная сеть.

Сеть, которая соединяется внутри здания, или сеть, которая соединяется в городе, может называться LAN. Например, Ухань — мегаполис, а центральный город простирается на десятки километров.

Поэтому мы часто слышим о расстоянии передачи Ethernet 40 км, 10 км, 100 м и т. д.

Ethernet — это технология, которая может поддерживать связь по локальной сети, другими словами, существуют и другие технологии, которые могут поддерживать связь по локальной сети. Например, Инфинибэнд.

Среди технологий LAN Ethernet является наиболее широко используемым, и на него приходится наибольшая доля, которая характеризуется управлением информацией (MIB) и управлением адресами общедоступных физических носителей (MAC).

Мы едва ли можем уйти от словесного адреса для MAC. Ethernet примерно равен курьерской компании, поскольку наша информация (курьер) управляется адресным контролем, логистикой для достижения точной доставки между грузоотправителем и комбайном.

Пользователь упаковывает курьера (кадры Ethernet) и передает его логистической компании, передает (коммутатор и оптический трансивер) и, наконец, доставляет получателю.

Ethernet — один из городских логистических курьеров. Если вы хотите выехать из города через провинцию, вам обычно нужно снова преобразовать и упаковать информацию и использовать систему WDM (например, поезд) для передачи на большие расстояния. На этот раз управление логистикой железнодорожным транспортом будет осуществляться на собственных условиях.

Таким образом, существует различие между линией и клиентской стороной коммутатора. Сторона линии устанавливается ITU-T для установления стандартов, а сторона клиента в основном отвечает за установление стандартов IEEE.

Оптические модули для Ethernet (по сравнению с когерентными модулями WDM) имеют следующие особенности.

Короткое расстояние: 0.1-40 км

Небольшое количество длин волн: от 1 до 12. Например, количество длин волн Ethernet в центре обработки данных равно 1 или 4. Длина волны прямого Ethernet 5G 1, 2, 6, 12, этих длин волн немного.

Передача более 2 длин волн по волокну — это мультиплексирование с разделением по длине волны WDM, BiDi, CWDM4, CWDM6, LWDM для Ethernet и DWDM40, DWDM80… для системы WDM. .96, 120 и так далее.

Диапазоны связи в основном находятся в многомодовых диапазонах 850 нм и 910 нм, а также в одномодовом O-диапазоне. Эти диапазоны поддерживают недорогие лазеры.

VCSEL, DFB и EML намного дешевле, чем перестраиваемые лазеры с узкой шириной линии, используемые для разделения длин волн.

Оптические модули для Ethernet имеют разные скорости в разных сценариях. Это связано с тем, что в локальных сетях присутствует слишком много сетевых дисбалансов, и выбор того, с какой скоростью использовать оптический трансивер, зависит от сценария приложения.

Когда мы упоминаем оптические модули Ethernet, это не включает WDM когерентные модули и модули PON, которые понимаются как двухточечная передача. Но на самом деле часть модуля PON относится к технологии Ethernet, которая представляет собой многоточечную передачу Ethernet.

Оптические приемопередатчики Ethernet могут использоваться на стороне клиента в городских сетях, в переднем, среднем и заднем беспроводном доступе, в центрах обработки данных (внутри) и в проводных типах доступа. В первые дни клиентская сторона и центр обработки данных MAN были разделены на одну категорию, а позже клиентская сторона и центр обработки данных снова постепенно разделились на две категории.

Это разделение можно понять, поскольку ранние центры обработки данных были меньше и могли использовать общие модули на стороне клиента городской сети.

Позже центры обработки данных становились все больше и больше, а специальные специализированные оптические модули больше соответствовали требованиям отрасли в отношении наилучшего соотношения цены и производительности, более высокой эффективности и более низкой (единичной) стоимости.

Модули передачи WDM на большие расстояния, которые в предыдущие годы были универсальными, использовались для взаимосвязи между центрами обработки данных, которые также использовали систему WDM для передачи собственных данных в предыдущие годы, а затем появилась частная сеть между ЦОДами в качестве трафика. между центрами обработки данных становилось все больше и больше.

Также понятно, почему существует много общих вариантов в сценариях со стороны клиента MAN, транспортной сети в переднем проходе беспроводного доступа, внутри центра обработки данных и проводном доступе, в то время как есть много общих вариантов в традиционном WDM и частной сети за DCI ( например 400ГЗР).

Что такое оптический модуль беспроводной базовой станции

У нас есть два способа звонить по телефону: стационарный и мобильный.

Помимо совершения телефонных звонков, у нас также есть потребность в доступе в Интернет. Точно так же один через фиксированную сеть (называемую фиксированной сетью), а другой через мобильный телефон для доступа в Интернет, также известный как мобильная сеть, мобильная связь.

Предыдущий коаксиальный кабель и медный провод - это проводная связь. Позже, поскольку количество информации слишком велико, есть оптоволоконный медный провод. Оптическое волокно — это волокно, по которому передается сигнал, передается большой объем информации. Это волокно тоже линейное, тоже относится к категории проводной связи.

Мобильная связь с самого начала имела обратную связь. В прежние годы это был медный провод, а позже – оптическое волокно. Если вы используете оптическое волокно, конечно, вам нужны оптические модули.

Мобильные базовые станции для покрытия определенного диапазона связи с сотовыми телефонами. Поэтому ему необходимо передавать электромагнитные волны с высоты.

Сетевое оборудование необходимо для передачи и приема сигналов.

В эпоху 1G и 2G оборудование этих беспроводных базовых станций располагалось высоко, вместе с антеннами.

Базовые станции 5G используют оптические модули 25G. Другими словами, мобильные базовые станции пятого поколения используют усовершенствованный оптический приемопередатчик, способный обрабатывать 25 миллиардов бит информации в секунду.

Базовая станция 1G - это аналоговая связь, качество не очень хорошее, количество доступов также ограничено. Базовая станция 2G, использование цифровой связи, но также открыла множество индустрии цифровых технологий кодирования.

Возвращаясь к теме, есть некоторые проблемы с размещением оборудования беспроводной базовой станции высоко.

 

Проблема в том, что как предварительная установка, так и последующее обслуживание требуют труда для подъема оборудования на высокие здания.

И по мере того, как все больше и больше людей пользуются сотовыми телефонами, чем больше строится базовых станций, тем выше стоимость рабочей силы. Дождитесь третьего поколения мобильных базовых станций, некоторые производители думают, как снизить эту стоимость.

Разделите оборудование базовой станции, но антенна должна быть размещена высоко. Остальные части, которые нельзя переместить, следуют за антенной вверху. Те, что можно переместить, будут помещены внизу.

Это породило BBU и RRU.

RRU в основном является частью беспроводной радиочастотной связи, BBU в основном является частью цифровой основной полосы частот, BBU — это часть, которая может быть отделена от антенны.

Линия связи между RRU и BBU называется «fronthaul».

На заре прямой передачи оптические модули не обязательно были нужны, и для передачи на большие расстояния можно было использовать медные провода на низких частотах. Если пользователей много, объем информации очень большой, медь будет иметь высокочастотный скин-эффект.

Если расстояние небольшое, стоимость развертывания дешевле при использовании многомодового волокна. Таким образом, передний оптический трансивер ранее состоял из множества многомодовых модулей.

Волоконная оптика отличается высокой пропускной способностью и большими расстояниями. При объединении блоков BBU анализ, определение местоположения и техническое обслуживание становятся проще.

Техническая поддержка оптоволоконной связи осуществляется дистанционно. Это изменение оптоволокна с многомодового на одномодовое для AAU и BBU.

После удаленного, BBU находится в CO, центральном офисе, называемом бюро. BBU, управление кучей RRU, RRU позже может быть также легким, это RRH, H - это Head, просто голова осталась на удаленном конце.

3G и 4G имеют только переднюю и обратную связь.

Frontual является соединением между BBU и RRU/RRH. Транзит — это соединение между основной сетью и BBU, в котором меньше волокон и меньше оптических модулей. Но каждый оптический трансивер имеет большую пропускную способность, каждое волокно имеет большую пропускную способность, и информация не теряется.

К тому времени, когда появится 5G, пора подумать о том, как повысить эффективность, снизить затраты и повысить пропускную способность.

RRU/RRH и антенна интегрированы, называются AAU.

BBU снова декомпозируются и делятся на CU и DU. Основная сеть подключена ко многим CU, одна CU подключена ко многим DU, одна DU подключена ко многим AAU.

Если BBU продолжает разделяться на CU и DU, этот участок находится как раз между задним и передним отделами и называется миддхуальным.

Если это не снижает затраты, BBU сохраняется.

Таким образом, в первые дни развертывания 5G не существовало отдельного определения оптического приемопередатчика среднего уровня. Стандарт сохраняет эту функцию, при необходимости продолжают разбивать. Это похоже на мягкий складной слой некоторых «расширяемых» чемоданов.

Оптические модули, используемые в базовых станциях, по сути представляют собой концепцию проводной связи, и оптические модули соединяются «оптическим волокном».

Когда мы говорим об оптических модулях беспроводной базовой станции, мы имеем в виду оптические модули проводной (оптоволоконной) связи, используемые в сценариях беспроводной радиочастотной связи.

Есть еще одна категория действительно беспроводной оптической связи, где свет передается по воздуху для связи. Этот тип оптического приемопередатчика называется FSO, оптикой свободного пространства, который отличается от проводной связи с волоконно-оптическим волноводом в несвободном пространстве.

Настоящая беспроводная оптическая связь FSO используется с большей пропускной способностью, чем полоса пропускания микроволновой связи. Например, связь между спутниками, сложно сбросить линию связи в космос, и нужна связь высокой пропускной способности.

Космическая оптическая связь, обладающая преимуществами беспроводной связи, также имеет преимущества большей пропускной способности, чем микроволновая связь.

Обычные люди звонят, беспроводной это небольшое расстояние или низкочастотный носитель электромагнитных волн, а не космическая (высокочастотная) оптическая несущая связь, затраты на связь FSO очень высоки.