Omfattende analyse av SFP -modul: Fra grunnleggende til applikasjoner

I. INNLEDNING

(I) den viktige posisjonen til SFP -modul innen kommunikasjonsfeltet

I den moderne og raskt utviklende kommunikasjonsnettarkitekturen har SFP (liten formfaktor-pluggbar) modul, det vil si liten pluggbar modul, blitt en viktig grunnleggende komponent. Med eksponentiell vekst av datatrafikk, enten det er høyhastighetsutveksling og overføring av massive data innen datasenteret, eller informasjonsinteraksjon på lang avstand og stor kapasitet i det brede området nettverk, eller Enterprise Campus-nettverket for å imøtekomme behovene til høy båndbredde og lav latens for daglig kontor og forretningsutvidelse, player SFP-modulen en rolle rollen. Det er et av kjerneelementene for å sikre effektiv og stabil drift av nettverket.

(Ii) Bransjeutviklingstrend og dens innvirkning på SFP -modulen

For tiden er kommunikasjonsindustrien til å gå mot banebrytende felt som 5G, Internet of Things og Cloud Computing. Den store distribusjonen av 5G-nettverk har fremmet ekstremt høye krav til overføringshastigheten og kapasiteten mellom basestasjoner og mellom basestasjoner og kjernetett. SFP -modulen må ha en høyere rate, for eksempel å utvikle seg fra tradisjonell 1G og 10G til 25G, 100G eller til og med høyere priser for å tilpasse seg fronthaul-, Midhaul- og backhaul -koblingene til 5G -nettverk. Fremveksten av tingenes internett har gjort det mulig for titalls milliarder av enheter å få tilgang til nettverket, noe som har fått SFP-modulen til kontinuerlig å optimalisere kostnader og strømforbruk, samtidig som de støtter flere tilkoblinger for å oppfylle egenskapene til lavt strømforbruk og storskala distribusjon av IoT-enheter. Den kraftige utviklingen av Cloud Computing har fremmet kontinuerlig utvidelse og oppgradering av datasentre. Sammenkoblingen av servere innen datasentre, høyhastighetskommunikasjon av lagringsenheter og databehandlingsnoder er alle avhengige av SFP-modul for å oppnå høy tetthet og høyhastighets dataoverføring, noe som har ført til innovative krav til SFP-modul når det gjelder ytelse, tetthet og kompatibilitet. 2. Grunnleggende oversikt over SFP -modulen

(I) Definisjon og grunnleggende konsepter

Definisjon av SFP-modul: SFP-modul er en hot-swappable liten pakkemodul designet for å gi fleksible optoelektroniske grensesnittløsninger for nettverksenheter (for eksempel brytere, rutere, servernettverkskort, etc.). Den kan konvertere elektriske signaler til optiske signaler for optisk fiberoverføring, eller omvendt, konvertere mottatte optiske signaler til elektriske signaler for å oppnå effektiv forbindelse mellom nettverksenheter og optiske fiberkoblinger. Denne plug-and-play-funksjonen forbedrer nettverksdrift og vedlikeholdseffektivitet med mer enn 30%, og reduserer manuelle vedlikeholdskostnader kraftig.

Forskjeller fra andre moduler (for eksempel GBIC, etc.): Sammenlignet med den tidlige Gigabit -grensesnittomformeren (GBIC), har SFP -modulen oppnådd en betydelig reduksjon i størrelse, med et volum på bare omtrent halvparten av GBIC, noe som gjør det mulig for nettverksenheter for å konfigurere flere porter i et begrenset panelplass, betydelig forbedring av porten. Når det gjelder funksjon, selv om begge har optoelektroniske konverteringsfunksjoner, er SFP -modulen mer avansert innen teknologi, støtter høyere dataoverføringshastigheter og har bedre ytelse innen strømforbruk, varmespredning og kompatibilitet. For eksempel støtter GBIC vanligvis en maksimal hastighet på 1 Gbps, mens SFP -modulen ikke bare lett kan håndtere 1 Gbps, men også utvide til 10 Gbps og høyere hastigheter. Etter at en viss modell av bryter vedtar SFP -porter, økes porttettheten per enhetsareal fra 8 porter i GBIC ERA til 32 porter, og romutnyttelsesgraden økes med 4 ganger. ​
(Ii) Strukturanalyse

Interne komponenter (lasere, detektorer, etc.): SFP -modulen er hovedsakelig sammensatt av kjernekomponenter som lasere (brukt til å konvertere elektriske signaler til optiske signaler for utslipp, inkludert vertikale hulromoverflate -emitterende lasere VCSEL og rate avgående lasere ål, og forskjellige typer er egnet for forskjellige transmisjonsavstand og rate krav til krav til å redusere lasere. Signaler, vanlige er pin -fotodioder og snøskred fotodioder APD), signalbehandlingskretser (modulasjon, demodulering, amplifisering, forming, etc. av elektriske signaler for å sikre nøyaktig overføring og mottak av signaler) og kontrollkretser (brukt til å overvåke og kontrollere arbeidsstatusen til modulen, slik som temperatur, skjevhet strøm, etc.). Ved å ta 10G SFP -modulen som eksempel, fungerer VCSEL -laseren med en bølgelengde på 850nm. Med APD -detektoren kan den oppnå 300 meter stabil overføring på multimode optisk fiber. ​
Ekstern grensesnittdesign (LC-grensesnitt, etc.): Det eksterne grensesnittet til SFP-modulen vedtar vanligvis LC (Lucent Connector) -grensesnittet, som har fordelene med liten størrelse, praktisk tilkobling og ledninger med høy tetthet. LC-grensesnittet er en dupleksdesign, som innser sending og mottak av optiske signaler gjennom to optiske fibergrensesnitt, og sikrer toveis overføring av data. Plug-in-designen gjør modulen ekstremt praktisk å installere og erstatte, uten behov for komplekse verktøy og profesjonelle ferdigheter, noe som forbedrer effektiviteten av nettverksdistribusjon og vedlikehold. Etter at et datasenter vedtok LC -grensesnittet SFP -modul, ble ledningstiden forkortet fra 4 timer/skap av det tradisjonelle grensesnittet til 1,5 timer. ​
Iii. Arbeidsprinsipp for SFP -modul
(I) Fotoelektrisk konverteringsmekanisme
Prosessen med å konvertere elektriske signaler til optiske signaler: Når det elektriske signalet til nettverksenheten overføres til SFP -modulen, kommer den først inn i laserstasjonskretsen. Kretsen justerer skjevhetsstrømmen nøyaktig til laseren i henhold til amplituden og frekvensendringene av det elektriske inngangssignalet. Drevet av skjevhetsstrømmen genererer laseren et optisk signal som tilsvarer det elektriske inngangssignalet. For eksempel, for det digitale signalet "1", gir laseren en sterk optisk kraft; For det digitale signalet "0" sender laseren en svak eller ingen output optisk effekt. På denne måten realiseres konvertering av elektriske signaler til optiske signaler, og de konverterte optiske signalene er koblet til den optiske fiberen gjennom det optiske fibergrensesnittet for overføring. SFP -modulen som bruker direkte modulasjonsteknologi har en modulasjonshastighet på opptil 28 Gbps, som oppfyller kravene til 5G -nettverket. ​
Prosessen med å konvertere optiske signaler til elektriske signaler: Ved mottakende ende kommer det optiske signalet som overføres av den optiske fiberen inn i detektoren til SFP -modulen. Detektoren konverterer den mottatte optiske kraften til et tilsvarende elektrisk signal. Det genererte elektriske signalet er vanligvis veldig svakt og må forsterkes av en forforsterker. Det amplifiserte elektriske signalet blir deretter formet og gjenopprettet til det opprinnelige digitale signalet gjennom påfølgende signalbehandlingskretser, for eksempel å begrense forsterkere og beslutningskretser. Til slutt overføres det behandlede elektriske signalet til nettverksutstyret for å fullføre konverteringsprosessen fra optiske signaler til elektriske signaler. Avansert utjevningsteknologi kan øke mottakelsesfølsomheten for -28dBm og utvide overføringsavstanden. ​
(Ii) Dataoverføringsprosess
Databehandling og overføring i den overførende enden: I den overførende enden sender nettverksutstyret dataene som skal overføres til SFP -modulen i form av elektriske signaler. Etter å ha kommet inn i SFP-modulen, blir dataene først kodet av kodingskretsen, for eksempel 8B/10B-koding, for å forbedre påliteligheten og anti-interferensevnen til dataoverføring. De kodede dataene moduleres til laseren av laserkjørekretsen, konvertert til et optisk signal og sendt ut gjennom den optiske fiberen. Under denne prosessen overvåker og justerer SFP -modulen også kraften til det overførte optiske signalet for å sikre at den optiske signalstyrken er innenfor det aktuelle området for optisk fiberoverføring for å sikre effektiv overføringsavstand og kvalitet på signalet. 25G SFP28 -modulen som er distribuert av en operatør, kontrollerer det optiske kraftsvingningsområdet innenfor ± 0,5DB gjennom den automatiske strømkontrollfunksjonen. ​
Datamottak og gjenoppretting ved mottakende ende: I mottaksenden mottar SFP -modulen det optiske signalet fra den optiske fiberen gjennom detektoren og konverterer det til et elektrisk signal. Etter pre-amplifisering og filtrering, kommer det elektriske signalet inn i avkodingskretsen for avkoding for å gjenopprette det originale datasignalet. Samtidig vil SFP -modulen ved mottakende ende overvåke kvaliteten på det mottatte signalet, for eksempel indikatorer som bitfeilhastighet. Hvis signalkvaliteten er funnet å være dårlig, vil sendingsenden bli varslet gjennom tilbakemeldingsmekanismen for å justere sendingsparametrene, eller det mottatte signalet vil bli korrigert for å sikre at dataene som endelig overføres til nettverksenheten er nøyaktig. 100G QSFP28-modulen som er distribuert i et datasenter, bruker FEC Forward Feil Correction Technology for å redusere bitfeilhastigheten fra 10^-4 til 10^-15. ​
IV. Klassifisering av SFP -modultyper
(I) Klassifisering etter overføringshastighet
1 GBPS SFP -modul: 1 GBPS SFP -modul er en relativt grunnleggende og vanlig type, mye brukt i tidlige Gigabit Ethernet -nettverk. I Enterprise Campus Networks brukes det ofte til å koble kontorutstyr som stasjonære datamaskiner og skrivere til nettverksbrytere for å gi stabil tilgang til Gigabit -nettverk. Overføringsavstanden varierer i henhold til typen optisk fiber og bølgelengde som brukes. Når multimode optisk fiber matches med 850 nm bølgelengde, kan transmisjonsavstanden generelt nå omtrent 550 meter; Når en enkelt modus optisk fiber blir matchet med 1310nm bølgelengde, kan transmisjonsavstanden utvides til 10 km eller enda lenger. Vanlige modeller inkluderer SFP-1G-SX (multimode kort avstand), SFP-1G-LX (enkeltmodus lang avstand), etc.
10Gbps SFP -modul: Med veksten av båndbredde etterspørsel etter nettverksapplikasjoner, ble 10 Gbps SFP -modul til. Det har blitt mye brukt i det interne nettverket av datasentre for høyhastighets sammenkobling mellom servere, tilkobling mellom lagringsenheter og servere i lagringsområdet nettverk (SANS) og andre scenarier. SFP-modulen oppnår 10 Gbps høyhastighets dataoverføring ved å optimalisere intern kretsdesign og bruke lasere med høyere hastighet, detektorer og andre komponenter. Når det gjelder transmisjonsavstand, når multimode optisk fiber brukes med nye optiske fibre som OM3 og OM4, kan den støtte en overføringsavstand på 300m-500m; Når enkeltmodus optisk fiber brukes med 1310nm og 1550nm bølgelengder, kan transmisjonsavstanden nå 10 km-40 km, for eksempel SFP -10G-SR (multimode kortdistanse), SFP -10G-LR (enkeltmodus langdistanse) og andre modeller. Google-datasentre bruker SFP -10G-SR-moduler for å oppnå høyhastighets samtrafikk mellom stativer. 25Gbps SFP28 -modul: 25 Gbps SFP28 -modul er et produkt som tilpasser seg de høyere båndbreddekravene til 5G nettverkskonstruksjon og datasenteroppgraderinger. I fronthaul- og Midhaul-koblingene til 5G-basestasjoner, brukes SFP28-modulen for å oppnå høyhastighetsforbindelse mellom basestasjonsutstyr og optiske fibernettverk, noe som sikrer rask overføring av basestasjonsdata. I datasenteret kan det brukes til å oppgradere den eksisterende nettverksarkitekturen, øke overføringshastigheten til nettverksbryterporten og oppnå mer effektiv datautveksling. SFP28 -modulen vedtar avansert 28nm prosessteknologi, noe som reduserer strømforbruket og forbedrer integrasjonen. Når det gjelder transmisjonsavstand, kan multimodefiber støtte omtrent 100m-200 m, og enkeltmodusfiber kan oppnå 10 km-40 km overføring ved forskjellige bølgelengder, for eksempel SFP28-25G-SR (multimode kort avstand), SFP28-25G-LR (enkeltmodus lang avstand), etc.
Høyere rate (for eksempel 100 Gbps QSFP28 og andre derivattyper): For å imøtekomme den ekstreme etterspørselen etter høyhastighetsoverføring av massive data i ultra-storskala datasentre, høy ytelse og andre felt, har høyere rate-moduler som 100 Gbps QSFP28 dukket opp en annen. QSFP28-modulen vedtar en fire-kanals design, og dataoverføringshastigheten til hver kanal kan nå 25 Gbps. De fire kanalene fungerer parallelt for å oppnå en total overføringshastighet på 100 Gbps. I kjernenettverkslaget til datasenteret brukes QSFP28-moduler for høyhastighets sammenkobling mellom brytere for å bygge en lav-latens, høy-båndbredde dataoverføringsbackbone-nettverk. Overføringsavstanden kan nå omtrent 100 m under multimodus optisk fiber, og enkeltmodus optisk fiber med forskjellige bølgelengder kan oppnå langdistanseoverføring av 40 km-80 km, for eksempel QSFP28-100G-SR4 (en kort avstand på flere moduser), QSFP28-100G-LR4 (enkeltmodus lang avstand) og andre modeller. Med utviklingen av teknologi blir transmisjonsytelsen kontinuerlig optimalisert og applikasjonsscenariene utvides. AWS-datasentre bruker QSFP28-100G-LR4-moduler for å bygge et globalt ryggradnettverk. ​
(Ii) Klassifisering etter overføringsmedium
Multimodus SFP-modul: Multimodus SFP-modul er egnet for kortdistanse, kommunikasjonsscenarier med høy båndbredde, for eksempel tilkoblinger mellom bygninger i Enterprise Campus Networks og mellom stativer innen datasentre. Den bruker multimode optisk fiber som overføringsmedium. Kjernediameteren til multimode optisk fiber er relativt tykk (ofte 50μm eller 62,5μm), slik at flere lysmodus kan overføres i den. Multimode SFP -modul bruker vanligvis 850nm bølgelengde VCSEL -laser som lyskilde. På grunn av modusdispersjonen når lys overføres i multimode optisk fiber, vil signalet bli forvrengt når transmisjonsavstanden øker. Derfor er overføringsavstanden generelt kort. Med en hastighet på 1 Gbps kan overføringsavstanden nå 550 meter ved bruk av vanlig multimode optisk fiber; Ved 10 Gbps og høyere hastigheter må den matches med nye multimode optiske fibre som OM3 og OM4, og transmisjonsavstanden kan økes til omtrent 300 meter. Multimode SFP -modul har fordelene med relativt lave kostnader og enkel installasjon og vedlikehold. Det er egnet for nettverksdistribusjonsscenarier som ikke krever høy overføringsavstand, men som er følsomme for kostnader.
En-modus SFP-modul: SFP-modul med én modus brukes hovedsakelig til langdistanse, dataoverføring med stor kapasitet, for eksempel Metropolitan Area Network Connection in Wide Area Network, Long Distance Backbone Network Transmission og Cross-Regional Interconnection mellom datasentre. Den bruker enkeltmodus optisk fiber som overføringsmedium. Kjernediameteren til enkeltmodus optisk fiber er relativt tynn (vanligvis 9μm), som bare lar en optisk modus overføres i den, og reduserer spredning i kraftig modus, for å oppnå lengre avstandsoverføring. En-modus SFP-modul

E bruker vanligvis ål -lasere med en bølgelengde på 1310nm eller 1550nm som lyskilde. Ved en bølgelengde på 1310nm kan overføringsavstanden nå 10 km-20 km; Ved en bølgelengde på 1550nm, med passende optisk forsterker, kan overføringsavstanden utvides til 40 km-160 km eller enda lenger. Selv om kostnadene for enkeltmodus SFP-modul er relativt høy, har den makeløse fordeler i langdistanseoverføring og kan sikre signalets stabilitet og pålitelighet under langdistanseoverføring.
(Iii) Spesiell funksjonstype

Bidi SFP -modul (toveis transmisjonsmodul): Bidi (toveis) SFP -modul er en toveis transmisjonsmodul, som realiserer toveis overføring av data på en optisk fiber, og sparer effektivt optiske fiberressurser. Dets arbeidsprinsipp er å bruke multiplexing -teknologi for bølgelengde divisjon for å modulere de overførte og mottatte optiske signaler til forskjellige bølgelengder og overføre dem i samme optiske fiber. For eksempel modulerer den vanlige Bidi SFP -modulen sendesignalet til 1310nm bølgelengde og mottakssignalet til 1550nm bølgelengde, og realiserer separasjon og overføring av toveis signaler gjennom spesielle filtrerings- og koblingsapparater. I noen gamle nettverksoppgraderingsscenarier med trange fiberressurser, eller steder som er ekstremt kostnadsfølsomme og vanskelige å koble, for eksempel små bedriftskontornettverk og kommunikasjonsnettverk i eksterne områder, har Bidi SFP-modul betydelige fordeler. Det kan ikke bare oppfylle nettverkskommunikasjonsbehov, men også redusere kostnadene og konstruksjonens vanskeligheter med fiberopplegging. Renoveringen av et gammelt samfunn bruker Bidi SFP -moduler, og sparer 50% av fiberressursene. ​
CWDM SFP -modul (grov bølgelengde Division Multiplexing Module): CWDM (grov bølgelengde Division Multiplexing) SFP -modul er en grov bølgelengdedelingsmultiplexing -modul, som forbedrer transmisjonskapasiteten til optisk fiber ved multiplexing multiple Optical Signals of Different Wavelength på den samme optiske fiberen. CWDM SFP -modul bruker vanligvis 8 eller 16 bølgelengder i bølgelengdeområdet 1270nm - 1610nm, med hvert bølgelengdeintervall på omtrent 20nm. I Metropolitan Area -nettverket kan dataene til flere brukere multiplekseres på en optisk fiber til kjerneknuten gjennom CWDM SFP -modul med forskjellige bølgelengder, og realiserer effektiv bruk av optiske fiberressurser. Sammenlignet med tradisjonell overføring med en bølgelengde, trenger CWDM SFP-modul ikke å legge en stor mengde optisk fiber, noe som reduserer byggekostnadene og kompleksiteten i optisk fiberhåndtering. ​
DWDM SFP -modul (tett bølgelengde Division Multiplexing Module): DWDM (DENSE Bølgelengde Division Multiplexing) SFP -modul er en tett bølgelengde -divisjonsmultiplexing -modul. Sammenlignet med CWDM kan det multiplex mer optiske signaler i et smalere bølgelengdeintervall for å oppnå høyere optisk fiberoverføringskapasitet. DWDM SFP -modul bruker generelt et bølgelengdeområde på 1530nm - 1565nm, med et bølgelengdeintervall så lite som 0,4nm eller mindre, og kan multiplex 80 eller flere bølgelengder på en enkelt optisk fiber. DWDM SFP-modul spiller en nøkkelrolle i scenarier med ekstremt høye overføringskapasitetskrav, for eksempel langdistanse ryggradnettverk og høyhastighets samtrafikk mellom ultra-store datasentre. Gjennom DWDM -teknologi kan en enkelt optisk fiber bære en dataoverføringshastighet på flere terabits eller enda høyere, og imøtekomme behovene for rask overføring av massive data over hele verden. Selv om utstyrskostnadene og teknisk kompleksitet av DWDM SFP-modulen er høye, i applikasjonsscenariet med langdistanse og overføring med stor kapasitet, overstiger de økonomiske fordelene og forbedring av nettverksytelsen det langt overgår kostnadsinvesteringen.
V. SFP -modulapplikasjonsfelt
(I) Datasenter
Serverforbindelse: I datasenteret er SFP -modul mye brukt for sammenkobling mellom servere. Med popularisering av applikasjoner som Cloud Computing og Big Data -analyse, må servere i datasentre utveksle data med høy hastighet og stabilt. Moduler som SFP, SFP28 og QSFP28 med en hastighet på 10 Gbps og over er mye brukt for å koble servernettverkskort og nettverksbrytere, og realiserer høyhastighets datadeling og samarbeidsarbeid innen serverklynger. For eksempel, i storskala cloud computing datasentre, er flere servere koblet til kjernekreiser gjennom 100 Gbps QSFP28-moduler for å sikre at operasjoner som virtuell maskinmigrasjon, sikkerhetskopiering og gjenoppretting av data kan fullføres på kort tid, noe som forbedrer driftseffektiviteten og servicekvaliteten til datasenteret.
Tilkobling til lagringsareal (SAN): I et lagringsarealnettverk brukes SFP -modulen til å koble til lagringsenheter (for eksempel diskarrays, båndbiblioteker, etc.) til servere eller lagringsbrytere. Med den eksplosive veksten av bedriftsdatavolum har SAN høyere krav til stabiliteten og hastigheten på dataoverføring. Å ta finansnæringen som et eksempel, må banktransaksjonsdata, kundeinformasjon osv. Lagres og sikkerhetskopieres i sanntid. Fiber Channel SFP-modul med 16 Gbps eller 32 Gbps kan sikre høyhastighets og stabil overføring av data mellom lagringsenheter og servere.
(Ii) Telecom Operator Network
5G Base Station Transmission: I 5G -nettverksarkitekturen er SFP -modulen kjernekomponenten i basestasjonsoverføringslenken. I basestasjonens fronthaul oppnår 25G SFP28 -modulen effektiv forbindelse mellom den distribuerte enheten (DU) og den aktive antennenheten (AAU) med sine høye hastigheter og miniatyriseringsfordeler; I Midhaul- og Backhaul-koblingene må 100g QSFP28 eller til og med 400G QSFP-DD-moduler velges i henhold til avstanden og kapasiteten. Samtidig, for å takle den videre etterspørselen etter overføringsbåndbredde på 5G-avansert i fremtiden, har operatørene begynt å teste 50G SFP56-moduler for å forberede seg på nettverksoppgraderinger. ​
Fiber Broadband Access (FTTH, etc.): I fiber-til-hjemmet (FTTH) bygger SFP-modulen en høyhastighetsdatakanal mellom den optiske linjeterminalen (OLT) og den optiske nettverksenheten (ONU). Etter hvert som hjemmebrukernes etterspørsel etter 8K-video, øker VR-applikasjoner, etc., 10G-EPON og XG-PON-teknologiene gradvis populære, og 10G SFP-moduler har blitt standardkonfigurasjonen av OLT-utstyr.
(Iii) Enterprise Network

Campus Network Backbone Connection: I Enterprise Campus Network krever ryggradskoblingene mellom forskjellige bygninger høye båndbredde, lav-latensforbindelser. 10G eller 25G SFP -moduler brukes ofte til å koble Campus Core Switch og bygningsbryteren for å sikre stabil overføring av tale, videokonferanser og forretningssystemdata. For eksempel bygde en stor produksjonsvirksomhetspark et ryggradnettverk ved å distribuere 25G SFP28-moduler, og realiserte høyhastighets sammenkobling mellom forskjellige fabrikkområder og kontorbygg, sikre sanntids datainteraksjon mellom produksjonsstyringssystemer og ERP-systemer, og forbedre den generelle driftseffektiviteten til bedriften. Samtidig har noen selskaper begynt å bruke CWDM SFP -moduler for å bære flere tjenester på en optisk fiber, og forenkle nettverksarkitekturen mens de reduserer ledningskostnadene. ​
Branch Office Interconnection: For bredt distribuerte Enterprise Branch -kontorer gir SFP -modulen en fleksibel løsning for deres sammenkobling med hovedkvarterets nettverk. En-modus SFP-moduler, kombinert med leide dedikerte linjer, kan oppnå langdistanse, sikker og pålitelig dataoverføring. Små grener kan bruke Bidi SFP-moduler for å oppnå toveis kommunikasjon ved hjelp av en enkelt optisk fiber, og sparer optiske fiberressurser.
Vi. SFP -modulindustriutfordringer og svar
(I) Tekniske utfordringer

Signalintegritet med høye hastigheter: Når overføringshastigheten øker til 100 g eller til og med 400 g, blir signaldemping, krysstale og jitterproblemer mer alvorlige. Produsenter må sikre signalintegritet ved å optimalisere laser- og detektorytelse og forbedre signalbehandlingsalgoritmer, for eksempel bruk av modulasjonsteknologi (PAM4) og mer avansert utjevningsteknologi. For eksempel, i 400G QSFP-DD-modulen, øker PAM4-modulasjonsteknologien antallet biter som overføres per symbol til 4 biter, og forbedrer transmisjonshastigheten effektivt, men også legger høyere krav til signalbehandling.
Strømforbruk og varmedissipasjonskontroll: Strømforbruket av SFP-moduler med høy hastighet har økt betydelig. For eksempel kan strømforbruket av 100G QSFP28-moduler nå 7-8W. Den sentraliserte utplasseringen av et stort antall moduler vil forårsake problemer med varmeavledning. For dette formål bruker produsentene nye halvledermaterialer og optimaliserer kretsdesign for å redusere strømforbruket, samtidig som du forbedrer modningsutstyrsstrukturen og forbedrer ytelsesytelsen, for eksempel å bruke metallvarmevasker og optimalisere luftkanaldesign. ​
(Ii) Markedsutfordringer
Kostnadspress: Drevet av 5G -konstruksjon og utvidelse av datasenteret har etterspørselen etter SFP -moduler økt betydelig, men markedskonkurransen er harde og prisene faller stadig. Produsenter må redusere kostnadene gjennom storstilt produksjon og teknologisk innovasjon, og utvikle differensierte produkter, for eksempel tilpassede moduler for spesifikke bransjebehov, for å øke produktverdien. ​
Kompatibilitet og interoperabilitet: Det kan være kompatibilitetsproblemer mellom SFP -moduler og nettverksutstyr fra forskjellige produsenter. Bransjeorganisasjoner som MSA (Multi-Source Agreement) sikrer interoperabilitet av produkter fra forskjellige produsenter ved å formulere enhetlige standarder. Brukere må også strengt teste kompatibiliteten til moduler og utstyr når de kjøper for å unngå nettverksfeil.
Vii. Fremtidig utviklingstrend for SFP -modul
Høyere overføringshastighet: Med utviklingen av teknologier som kunstig intelligens og big data, fortsetter etterspørselen etter overføringshastighet å vokse. 400G, 800G og til og med 1.6T SFP -moduler har kommet inn i forsknings- og utviklings- og teststadiet og vil gradvis bli kommersialisert i fremtiden. ​
Integrasjon og intelligens: SFP-moduler vil integrere flere funksjoner, for eksempel innebygde intelligente overvåkningsbrikker for å oppnå overvåking av sanntid av modulstatus og feilvarsel; Samtidig vil de være dypt integrert med styringssystemet for nettverksutstyr for å forbedre det intelligente nivået av nettverksdrift og vedlikehold. ​
Grønn energisparing: Lavkraftsenheter og energisparende design brukes til å redusere modulen for modulen, som oppfyller de grønne utviklingsbehovene til datasentre og kommunikasjonsnettverk. For eksempel har noen produsenter lansert 100G SFP -moduler med strømforbruk under 5W for å redusere energiforbruket og varmeavlederkostnadene. ​
Utvidelse av nye applikasjonsscenarier: Med utvikling av banebrytende teknologier som 6G og kvantekommunikasjon, vil SFP-moduler spille en rolle i flere felt, for eksempel optisk signaloverføring i kvante nøkkelfordelingssystemer, og bringe nye utviklingsmuligheter til industrien.
Viii. Konklusjon
SFP -modulen har blitt en uunnværlig nøkkelkomponent i moderne kommunikasjonsnettverk på grunn av fleksibilitet, høy ytelse og bred anvendbarhet. Fra datasentre til telekommunikasjonsnettverk, fra bedriftscampus til hjemmebrukere, støtter SFP -modul effektiv overføring av massive data. Til tross for de doble utfordringene med teknologi og marked, drevet av den kontinuerlige innovasjonen i industrien, vil SFP -modulen utvikle seg i retning av høyere hastighet, lavere strømforbruk og mer intelligens, og gi solid garanti for oppgradering og transformasjon av fremtidige kommunikasjonsnettverk.