Analisi completa del modulo SFP: dalle basi alle applicazioni

I. Introduzione

(I) la posizione importante di Modulo SFP Nel campo della comunicazione

Nel moderno e in rapido sviluppo dell'architettura della rete di comunicazione, il modulo SFP (piccolo fattore a factor), cioè un modulo plipgable piccolo, è diventato un componente di base chiave. Con la crescita esponenziale del traffico di dati, sia che si tratti di scambio ad alta velocità e trasmissione di dati enormi all'interno del data center, o l'interazione delle informazioni a lunga distanza e di grande capacità nella rete ampia o nella rete del campus aziendale per soddisfare le esigenze di elevata larghezza di banda e bassa latenza per l'espansione di uffici quotidiani e per l'ufficio quotidiano, il modulo SFP gioca un ruolo irregolabile. È uno degli elementi principali per garantire un funzionamento efficiente e stabile della rete.

(Ii) tendenza dello sviluppo del settore e il suo impatto sul modulo SFP

Allo stato attuale, l'industria della comunicazione si avvicina a campi all'avanguardia come 5G, Internet delle cose e cloud computing. La distribuzione su larga scala di reti 5G ha presentato requisiti estremamente elevati sulla velocità di trasmissione e sulla capacità tra le stazioni base e tra le stazioni base e le reti di base. Il modulo SFP deve avere un tasso più elevato, come l'evoluzione dai tradizionali tassi da 1G e 10G a 25 g, 100 g o anche più alti per adattarsi ai collegamenti Fronthaul, Midhaul e Backhaul delle reti 5G. L'ascesa dell'Internet of Things ha consentito a decine di miliardi di dispositivi di accedere alla rete, il che ha spinto il modulo SFP a ottimizzare continuamente i costi e il consumo di energia supportando più connessioni per soddisfare le caratteristiche del basso consumo energetico e la distribuzione su larga scala dei dispositivi IoT. Lo sviluppo vigoroso del cloud computing ha promosso la continua espansione e l'aggiornamento dei data center. L'interconnessione dei server all'interno dei data center, la comunicazione ad alta velocità di dispositivi di archiviazione e nodi di calcolo si basano tutti sul modulo SFP per ottenere la trasmissione di dati ad alta densità e ad alta velocità, che ha portato a richieste innovative per il modulo SFP in termini di prestazioni, densità e compatibilità. 2. Panoramica di base del modulo SFP

(I) Definizione e concetti di base

Definizione del modulo SFP: il modulo SFP è un modulo di pacchetto piccolo sfuggibile a caldo progettato per fornire soluzioni di interfaccia optoelettronica flessibili per dispositivi di rete (come switch, router, schede di rete del server, ecc.). Può convertire segnali elettrici in segnali ottici per la trasmissione in fibra ottica, o viceversa, convertire i segnali ottici ricevuti in segnali elettrici per ottenere una connessione efficiente tra dispositivi di rete e collegamenti a fibra ottica. Questa funzione plug-and-play migliora il funzionamento della rete e l'efficienza di manutenzione di oltre il 30%, riducendo notevolmente i costi di manutenzione manuale.

Differenze da altri moduli (come GBIC, ecc.): Rispetto al primo convertitore di interfaccia Gigabit (GBIC), il modulo SFP ha ottenuto una riduzione significativa di dimensioni, con un volume di circa la metà di GBIC, che consente ai dispositivi di rete di configurare più porte in uno spazio di panel limitato, migliorando significativamente la densità di porte. In termini di funzione, sebbene entrambi abbiano capacità di conversione optoelettronica, il modulo SFP è più avanzato nella tecnologia, supporta tassi di trasmissione di dati più elevati e abbiano prestazioni migliori nel consumo di energia, nella dissipazione del calore e nella compatibilità. Ad esempio, GBIC di solito supporta una velocità massima di 1 Gbps, mentre il modulo SFP può non solo gestire facilmente 1 Gbps, ma anche espandersi a 10 Gbps e tassi più elevati. Dopo che un certo modello di interruttore adotta le porte SFP, la densità della porta per unità di area viene aumentata da 8 porte nell'era GBIC a 32 porte e il tasso di utilizzo dello spazio è aumentato di 4 volte. ​
(Ii) Analisi strutturale

Componenti interni (laser, rilevatori, ecc.): Il modulo SFP è composto principalmente da componenti di base come i laser (usati per convertire i segnali elettrici in segnali ottici per emissioni, compresi i requisiti di trasmissione di trasmissione, detective emesse per il trasporto di restituzione di restituzioni di restituzione di restituzione di redazioni di restituzione di restituzioni di restituzione di restituzioni di restituzione di restituzione di redazioni di restituzione di emissione di bordo. Segnali elettrici, quelli comuni sono fotodiodi a spillo e fotodiodi di valanghe APD), circuiti di elaborazione del segnale (modulazione, demodulazione, amplificazione, modellatura, ecc. Di segnali elettrici per garantire la trasmissione accurata e la ricezione dei segnali) e i circuiti di controllo (utilizzati per monitorare e controllare lo stato di lavoro del modulo, come la temperatura, la corrente di bias, ecc.). Prendendo il modulo SFP 10G come esempio, il suo laser VCSEL funziona a una lunghezza d'onda di 850nm. Con il rivelatore APD, può ottenere 300 metri di trasmissione stabile sulla fibra ottica multimodale. ​
Progettazione di interfaccia esterna (interfaccia LC, ecc.): L'interfaccia esterna del modulo SFP di solito adotta l'interfaccia LC (Connector Lucent), che presenta i vantaggi di dimensioni ridotte, connessione conveniente e cablaggio ad alta densità. L'interfaccia LC è un design duplex, che realizza rispettivamente l'invio e la ricezione di segnali ottici attraverso due interfacce in fibra ottica, garantendo la trasmissione a due vie di dati. Il suo design plug-in rende il modulo estremamente conveniente da installare e sostituire, senza la necessità di strumenti complessi e competenze professionali, migliorando notevolmente l'efficienza della distribuzione e della manutenzione della rete. Dopo che un data center ha adottato il modulo SFP dell'interfaccia LC, il tempo di cablaggio è stato ridotto da 4 ore/gabinetto dell'interfaccia tradizionale a 1,5 ore. ​
Iii. Principio di lavoro del modulo SFP
(I) Meccanismo di conversione fotoelettrica
Il processo di conversione dei segnali elettrici in segnali ottici: quando il segnale elettrico del dispositivo di rete viene trasmesso al modulo SFP, entra prima nel circuito di azionamento laser. Il circuito regola accuratamente la corrente di polarizzazione fornita al laser in base alle variazioni di ampiezza e frequenza del segnale elettrico di ingresso. Spinto dalla corrente di polarizzazione, il laser genera un segnale ottico corrispondente al segnale elettrico di ingresso. Ad esempio, per il segnale digitale "1", il laser produce una forte potenza ottica; Per il segnale digitale "0", il laser emette una potenza ottica di uscita debole o assente. In questo modo, viene realizzata la conversione dei segnali elettrici in segnali ottici e i segnali ottici convertiti sono accoppiati nella fibra ottica attraverso l'interfaccia in fibra ottica per la trasmissione. Il modulo SFP che utilizza la tecnologia di modulazione diretta ha un tasso di modulazione fino a 28 Gbps, che soddisfa i requisiti di Fronthaul della rete 5G. ​
Il processo di conversione dei segnali ottici in segnali elettrici: all'estremità ricevente, il segnale ottico trasmesso dalla fibra ottica entra nel rivelatore del modulo SFP. Il rivelatore converte la potenza ottica ricevuta in un segnale elettrico corrispondente. Il segnale elettrico generato è generalmente molto debole e deve essere amplificato da un preamplificatore. Il segnale elettrico amplificato viene quindi modellato e ripristinato al segnale digitale originale attraverso i successivi circuiti di elaborazione del segnale, come amplificatori limitanti e circuiti decisionali. Infine, il segnale elettrico elaborato viene trasmesso alle apparecchiature di rete per completare il processo di conversione dai segnali ottici ai segnali elettrici. La tecnologia di equalizzazione avanzata può aumentare la sensibilità di ricezione a -28dbm ed estendere la distanza di trasmissione. ​
(Ii) Processo di trasmissione dei dati
L'elaborazione e la trasmissione dei dati alla fine della trasmissione: alla fine della trasmissione, l'apparecchiatura di rete invia i dati da trasmettere al modulo SFP sotto forma di segnali elettrici. Dopo aver inserito il modulo SFP, i dati vengono prima codificati dal circuito di codifica, come codifica 8b/10b, per migliorare l'affidabilità e la capacità anti-interferenza della trasmissione dei dati. I dati codificati sono modulati sul laser dal circuito di guida laser, convertiti in un segnale ottico e inviati attraverso la fibra ottica. Durante questo processo, il modulo SFP monitora e regola anche la potenza del segnale ottico trasmesso per garantire che la potenza del segnale ottico rientri nell'intervallo appropriato di trasmissione in fibra ottica per garantire l'effettiva distanza di trasmissione e qualità del segnale. Il modulo SFP28 da 25G distribuito da un operatore controlla l'intervallo di fluttuazione della potenza ottica entro ± 0,5 db attraverso la funzione di controllo automatico della potenza. ​
Ricezione e recupero dei dati all'estremità ricevente: all'estremità ricevente, il modulo SFP riceve il segnale ottico dalla fibra ottica attraverso il rivelatore e lo converte in un segnale elettrico. Dopo la pre-amplificazione e il filtraggio, il segnale elettrico entra nel circuito di decodifica per la decodifica per ripristinare il segnale di dati originale. Allo stesso tempo, il modulo SFP all'estremità ricevente monitorerà la qualità del segnale ricevuto, come indicatori come il tasso di errore del bit. Se la qualità del segnale risulta essere scarsa, l'estremità di invio verrà avvisata tramite il meccanismo di feedback per regolare i parametri di invio, oppure il segnale ricevuto verrà corretto per garantire che i dati finalmente trasmessi al dispositivo di rete siano accurati. Il modulo da 100G QSFP28 distribuito in un data center utilizza la tecnologia di correzione degli errori in avanti FEC per ridurre il tasso di errore del bit da 10^-4 a 10^-15. ​
IV. Classificazione dei tipi di moduli SFP
(I) Classificazione per velocità di trasmissione
Modulo SFP da 1 Gbps: il modulo SFP da 1 Gbps è un tipo relativamente semplice e comune, ampiamente utilizzato nelle prime reti Ethernet Gigabit. Nelle reti del campus aziendale, viene spesso utilizzato per collegare apparecchiature per ufficio come computer desktop e stampanti agli switch di rete per fornire un accesso stabile a rete gigabit. La distanza di trasmissione varia in base al tipo di fibra ottica e lunghezza d'onda utilizzata. Quando la fibra ottica multimodale è abbinata a lunghezza d'onda di 850 nm, la distanza di trasmissione può generalmente raggiungere circa 550 m; Quando la fibra ottica a modalità singola è abbinata a una lunghezza d'onda di 1310 nm, la distanza di trasmissione può essere estesa a 10 km o anche di più. I modelli comuni includono SFP-1G-SX (distanza corta multimodale), SFP-1G-LX (lunga distanza in modalità singola), ecc.
Modulo SFP da 10 Gbps: con la crescita della domanda di larghezza di banda per applicazioni di rete, è nato il modulo SFP da 10 Gbps. È stato ampiamente utilizzato nella rete interna di data center per interconnessione ad alta velocità tra server, connessione tra dispositivi di archiviazione e server nelle reti dell'area di archiviazione (SAN) e altri scenari. Il modulo SFP raggiunge la trasmissione di dati ad alta velocità da 10 Gbps ottimizzando la progettazione del circuito interno e utilizzando laser, rilevatori e altri componenti a velocità superiore. In termini di distanza di trasmissione, quando viene utilizzata la fibra ottica multimodale con nuove fibre ottiche come OM3 e OM4, può supportare una distanza di trasmissione di 300 m-500m; Quando viene utilizzata la fibra ottica a modalità singola con lunghezze d'onda da 1310 nm e 1550 nm, la distanza di trasmissione può raggiungere 10 km-40 km, come SFP -10g-SR (breve distanza multimodali), SFP -10g-LR (lunghezza singola) e altri modelli. I data center di Google utilizzano i moduli SFP -10g-SR per ottenere interconnessione ad alta velocità tra rack. Modulo SFP28 da 25 Gbps: il modulo SFP28 da 25 Gbps è un prodotto che si adatta ai requisiti di larghezza di banda più elevati delle costruzioni di rete 5G e degli aggiornamenti del data center. Nei collegamenti Fronthaul e Midhaul delle stazioni base 5G, il modulo SFP28 viene utilizzato per ottenere una connessione ad alta velocità tra apparecchiature della stazione base e reti di fibre ottiche, garantendo una rapida trasmissione dei dati della stazione base. Nel data center, può essere utilizzato per aggiornare l'architettura di rete esistente, aumentare la velocità di trasmissione della porta di switch di rete e ottenere uno scambio di dati più efficiente. Il modulo SFP28 adotta la tecnologia di processo 28NM avanzata, che riduce il consumo di energia e migliora l'integrazione. In termini di distanza di trasmissione, la fibra multimodale può supportare circa 100m-200 m e la fibra a singola modalità può ottenere una trasmissione da 10 km-40 km a lunghezze d'onda diverse, come SFP28-25g-SR (distanza multimodica), SFP28-25g-LR (distanza lunga in modalità singola), ecc.
Tasso più elevato (come 100 Gbps QSFP28 e altri tipi di derivata): al fine di soddisfare la domanda estrema di trasmissione ad alta velocità di dati massicci in data center su scala ultra-larga, calcolo ad alte prestazioni e altri campi a tasso più elevato come 100 GBPS QSFP28 sono apparsi uno dopo un altro. Il modulo QSFP28 adotta un design a quattro canali e la velocità di trasmissione dei dati di ciascun canale può raggiungere 25 Gbps. I quattro canali funzionano in parallelo per ottenere una velocità di trasmissione totale di 100 Gbps. Nel livello di rete principale del data center, i moduli QSFP28 vengono utilizzati per l'interconnessione ad alta velocità tra gli switch per creare una rete backbone di trasmissione dati a bassa latenza e ad alta larghezza di banda. La sua distanza di trasmissione può raggiungere circa 100 m sotto fibra ottica in modalità multimetro e la fibra ottica a modalità singola con diverse lunghezze d'onda può ottenere una trasmissione a lunga distanza di 40 km-80 km, come QSFP28-100G-SR4 (distanza a breve modalità in modalità in modalità), QSFP28-100G-LR4 (modelli a lungo in modalità singola). Con lo sviluppo della tecnologia, le prestazioni di trasmissione sono costantemente ottimizzate e gli scenari di applicazione vengono ampliati. I data center AWS utilizzano moduli QSFP28-100G-LR4 per creare una rete di backbone globale. ​
(Ii) Classificazione per mezzo di trasmissione
Modulo SFP multi-modalità: il modulo SFP multi-modalità è adatto a scenari di comunicazione a breve distanza a breve distanza, come connessioni tra edifici all'interno delle reti del campus aziendale e tra rack all'interno dei data center. Utilizza la fibra ottica multimodale come mezzo di trasmissione. Il diametro del nucleo della fibra ottica multimodale è relativamente spesso (comunemente 50μm o 62,5 μm), consentendo di trasmettere più modalità di luce. Il modulo Multimode SFP di solito utilizza il laser VCSEL a lunghezza d'onda da 850 nm come sorgente luminosa. A causa della dispersione della modalità quando la luce viene trasmessa in fibra ottica multimodale, il segnale verrà distorto all'aumentare della distanza di trasmissione. Pertanto, la sua distanza di trasmissione è generalmente breve. Ad una velocità di 1 Gbps, la distanza di trasmissione può raggiungere 550 m utilizzando una normale fibra ottica multimodale; A 10 Gbps e tassi più elevati, deve essere abbinato a nuove fibre ottiche multimodali come OM3 e OM4 e la distanza di trasmissione può essere aumentata a circa 300 m-500m. Il modulo Multimode SFP presenta i vantaggi di un costo relativamente basso e di installazione e manutenzione semplici. È adatto per scenari di distribuzione di rete che non richiedono un'elevata distanza di trasmissione ma che sono sensibili al costo.
Modulo SFP a modalità singolo: il modulo SFP a modalità singola viene utilizzato principalmente per la trasmissione di dati a lungo distanza a distanza, come la connessione di rete metropolitana in rete ampia, la trasmissione della rete backbone a lunga distanza e l'interconnessione cross-regionale tra i data center. Utilizza la fibra ottica a modalità singola come mezzo di trasmissione. Il diametro centrale della fibra ottica a modalità singola è relativamente sottile (di solito 9 μm), il che consente di trasmettere solo una modalità ottica in essa, riducendo notevolmente la dispersione della modalità, in modo da ottenere una trasmissione a distanza più lunga. Modulo SFP a modalità singola

E generalmente utilizza laser di anguilla con una lunghezza d'onda di 1310 nm o 1550nm come sorgente luminosa. A una lunghezza d'onda di 1310 nm, la distanza di trasmissione può raggiungere 10 km-20 km; A una lunghezza d'onda di 1550 Nm, con l'amplificatore ottico appropriato, la distanza di trasmissione può essere estesa a 40 km-160 km o anche più. Sebbene il costo del modulo SFP a modalità singola sia relativamente elevato, ha vantaggi incomparabili nella trasmissione a lunga distanza e può garantire la stabilità e l'affidabilità del segnale durante la trasmissione a lunga distanza.
(Iii) Tipo di funzione speciale

Modulo SFP BIDI (modulo di trasmissione bidirezionale): il modulo SFP bidi (bidirezionale) è un modulo di trasmissione bidirezionale, che realizza la trasmissione bidirezionale dei dati su una fibra ottica, salvando efficacemente le risorse in fibra ottica. Il suo principio di lavoro è utilizzare la tecnologia multiplexing della divisione di lunghezze d'onda per modulare i segnali ottici trasmessi e ricevuti rispettivamente a diverse lunghezze d'onda e trasmetterli nella stessa fibra ottica. Ad esempio, il modulo comune BIDI SFP modula il segnale di trasmissione alla lunghezza d'onda di 1310 Nm e il segnale di ricezione a lunghezza d'onda di 1550 nm e realizza la separazione e la trasmissione di segnali bidirezionali attraverso speciali dispositivi di filtraggio e accoppiamento. In alcuni vecchi scenari di aggiornamento della rete con risorse di fibre strette o luoghi estremamente sensibili ai costi e difficili da collegare, come le piccole reti di uffici aziendali e le reti di comunicazione in aree remote, il modulo BIDI SFP ha vantaggi significativi. Non solo può soddisfare le esigenze di comunicazione della rete, ma anche ridurre i costi e le difficoltà di costruzione della posa delle fibre. Il rinnovamento di una vecchia comunità utilizza moduli BIDS SFP, risparmiando il 50% delle risorse in fibra. ​
Modulo SFP CWDM (Modulo multiplexing di divisione di lunghezza d'onda grossolana): CWDM (Multiplexing di lunghezza d'onda grezza) Multiplexing) Il modulo SFP è un modulo multiplexing a lunghezza d'onda a griglia grossolane, che migliora notevolmente la capacità di trasmissione della fibra optica Il modulo CWDM SFP di solito utilizza 8 o 16 lunghezze d'onda nell'intervallo di lunghezze d'onda di 1270 nm - 1610nm, con ogni intervallo di lunghezza d'onda di circa 20 nm. Nella rete metropolitana, i dati di più utenti possono essere multiplex su una fibra ottica al nodo di base attraverso il modulo CWDM SFP di diverse lunghezze d'onda, realizzando l'uso efficiente delle risorse in fibra ottica. Rispetto alla tradizionale trasmissione a lunghezza d'onda singola, il modulo CWDM SFP non ha bisogno di gettare una grande quantità di fibra ottica, che riduce i costi di costruzione e la complessità della gestione delle fibre ottiche. ​
Modulo SFP DWDM (Modulo multiplexing della divisione di lunghezza d'onda densa): DWDM (denso divisione di lunghezza d'onda Multiplexing) Il modulo SFP è un modulo multiplexing della divisione di lunghezza d'onda densa. Rispetto a CWDM, può multiplex più segnali ottici in un intervallo di lunghezza d'onda più stretta per ottenere una maggiore capacità di trasmissione delle fibre ottiche. Il modulo DWDM SFP utilizza generalmente un intervallo di lunghezze d'onda di 1530nm - 1565 nm, con un intervallo di lunghezza d'onda di un piccolo di 0,4 nm o meno e può multiplex 80 o più lunghezze d'onda su una singola fibra ottica. Il modulo DWDM SFP svolge un ruolo chiave negli scenari con requisiti di capacità di trasmissione estremamente elevati, come reti di spina dorsale a lunga distanza e interconnessione ad alta velocità tra data center ultra-large. Attraverso la tecnologia DWDM, un'unica fibra ottica può trasportare un tasso di trasmissione di dati di diversi terabit o anche più in alto, soddisfacendo le esigenze della rapida trasmissione di dati enormi in tutto il mondo. Sebbene il costo dell'attrezzatura e la complessità tecnica del modulo SFP DWDM siano elevati, nello scenario di applicazione della trasmissione a lunga distanza e di grande capacità, i benefici economici e il miglioramento delle prestazioni della rete che portano di gran lunga l'investimento in termini di costi.
V. Campo Applicazione del modulo VFP
(I) Data center
Interconnessione del server: nel data center, il modulo SFP è ampiamente utilizzato per l'interconnessione tra i server. Con la divulgazione di applicazioni come il cloud computing e l'analisi dei big data, i server nei data center devono scambiare dati ad alta velocità e stabilmente. Moduli come SFP, SFP28 e QSFP28 con una velocità di 10 Gbps e oltre sono ampiamente utilizzati per collegare le schede di rete del server e gli switch di rete, realizzando la condivisione dei dati ad alta velocità e il lavoro collaborativo all'interno dei cluster di server. Ad esempio, nei data center di cloud computing su larga scala, più server sono collegati agli switch core tramite moduli QSFP28 da 100 Gbps per garantire che operazioni come la migrazione delle macchine virtuali, il backup dei dati e il recupero possano essere completati in breve tempo, migliorando l'efficienza operativa e la qualità del servizio del data center.
Connessione per la rete dell'area di archiviazione (SAN): in una rete di area di archiviazione, il modulo SFP viene utilizzato per collegare i dispositivi di archiviazione (come array di disco, librerie a nastro, ecc.) A server o switch di archiviazione. Con la crescita esplosiva del volume dei dati aziendali, SAN ha requisiti più elevati per la stabilità e la velocità della trasmissione dei dati. Prendendo il settore finanziario come esempio, i dati sulle transazioni bancarie, le informazioni sui clienti, ecc. Devono essere archiviate e eseguite il backup in tempo reale. Il modulo SFP in fibra canale di 16 Gbps o 32 Gbps può garantire la trasmissione ad alta velocità e stabile di dati tra dispositivi di archiviazione e server.
(Ii) rete operatore di telecomunicazione
Trasmissione della stazione base 5G: nell'architettura di rete 5G, il modulo SFP è il componente principale del collegamento di trasmissione della stazione base. Nel fronthaul della stazione base, il modulo SFP28 da 25 g raggiunge una connessione efficiente tra l'unità distribuita (DU) e l'unità di antenna attiva (AAU) con i suoi vantaggi ad alta velocità e miniaturizzazione; Nei collegamenti Midhaul e Backhaul, devono essere selezionati i moduli QSFP DD da 100G QSFP28 o addirittura 400G 400G. Allo stesso tempo, al fine di far fronte all'ulteriore domanda di larghezza di banda di trasmissione di 5G in futuro, gli operatori hanno iniziato a testare moduli SFP56 50G per prepararsi agli aggiornamenti di rete. ​
Accesso a banda larga in fibra (FTTH, ecc.): Nello scenario fibra-the-home (FTTH), il modulo SFP costruisce un canale di dati ad alta velocità tra il terminale di linea ottica (OLT) e l'unità di rete ottica (ONU). Man mano che la domanda degli utenti domestici per video 8K, applicazioni VR, ecc. Aumenta, le tecnologie da 10G-EPON e XG-pon stanno gradualmente diventando popolari e i moduli SFP 10G sono diventati la configurazione standard delle apparecchiature OLT.
(Iii) rete aziendale

Connessione backbone della rete del campus: nella rete del campus aziendale, i collegamenti a backbone tra diversi edifici richiedono connessioni ad alta larghezza di banda a bassa latenza. I moduli SFP da 10G o 25G vengono spesso utilizzati per collegare l'interruttore centrale del campus e l'interruttore dell'edificio per garantire la trasmissione stabile di dati vocali, videoconferenza e sistema aziendale. Ad esempio, un grande parco di Enterprise manifatturiero ha creato una rete backbone distribuendo moduli SFP28 da 25G, realizzando l'interconnessione ad alta velocità tra varie aree di fabbrica e edifici per uffici, garantendo l'interazione dei dati in tempo reale tra i sistemi di gestione della produzione e i sistemi ERP e migliorando l'efficienza operativa complessiva dell'Enterprise. Allo stesso tempo, alcune aziende hanno iniziato a utilizzare i moduli SFP CWDM per trasportare più servizi su una fibra ottica, semplificando l'architettura di rete riducendo al contempo i costi di cablaggio. ​
Interconnessione della filiale: per le filiali aziendali ampiamente distribuite, il modulo SFP fornisce una soluzione flessibile per la loro interconnessione con la rete della sede. I moduli SFP a modalità singola, combinati con linee dedicate all'operatore in leasing, possono ottenere trasmissione di dati a lunga distanza, sicura e affidabile. Piccoli rami possono utilizzare i moduli SFP BIDI per ottenere una comunicazione a due vie utilizzando una singola fibra ottica, salvando risorse in fibra ottica.
Vi. SFP MODULE Industria sfide e risposte
(I) sfide tecniche

Integrità del segnale a velocità elevate: man mano che la velocità di trasmissione aumenta a 100 g o addirittura 400 g, l'attenuazione del segnale, i problemi di crosstalk e jitter diventano più gravi. I produttori devono garantire l'integrità del segnale ottimizzando le prestazioni del laser e del rivelatore e migliorando gli algoritmi di elaborazione del segnale, come l'utilizzo della tecnologia di modulazione ad alto ordine (PAM4) e una tecnologia di equalizzazione più avanzata. Ad esempio, nel modulo QSFP-DD 400G, la tecnologia di modulazione PAM4 aumenta il numero di bit trasmessi per simbolo a 4 bit, migliorando efficacemente la velocità di trasmissione, ma anche ponendo requisiti più elevati sull'elaborazione del segnale.
Il consumo di energia e il controllo della dissipazione del calore: il consumo energetico di moduli SFP ad alta velocità è aumentato in modo significativo. Ad esempio, il consumo di energia dei moduli QSFP28 da 100 g può raggiungere 7-8 W. Lo spiegamento centralizzato di un gran numero di moduli causerà problemi di dissipazione del calore. A tal fine, i produttori utilizzano nuovi materiali a semiconduttore e ottimizzano la progettazione di circuiti per ridurre il consumo di energia, migliorando al contempo la struttura dell'imballaggio del modulo e migliorando le prestazioni di dissipazione del calore, come l'uso di dissipatori di calore in metallo e l'ottimizzazione del design del condotto dell'aria. ​
(Ii) Sfide del mercato
Pressione dei costi: guidata dalla costruzione 5G e dall'espansione del data center, la domanda di moduli SFP è aumentata in modo significativo, ma la concorrenza sul mercato è feroce e i prezzi sono in costante calo. I produttori devono ridurre i costi attraverso la produzione su larga scala e l'innovazione tecnologica e sviluppare prodotti differenziati, come i moduli personalizzati per esigenze specifiche del settore, per aumentare il valore aggiunto del prodotto. ​
Compatibilità e interoperabilità: potrebbero esserci problemi di compatibilità tra i moduli SFP e le apparecchiature di rete di diversi produttori. Organizzazioni del settore come MSA (accordo multi-source) garantiscono l'interoperabilità dei prodotti provenienti da diversi produttori formulando standard unificati. Gli utenti devono anche testare rigorosamente la compatibilità di moduli e apparecchiature durante l'acquisto per evitare guasti di rete.
Vii. Future Sviluppo Trend del modulo SFP
Tasso di trasmissione più elevato: con lo sviluppo di tecnologie come l'intelligenza artificiale e i big data, la domanda di tasso di trasmissione continua a crescere. I moduli SFP da 400 g, 800G e persino 1,6T sono entrati nella fase di ricerca e sviluppo e test e saranno gradualmente commercializzati in futuro. ​
Integrazione e intelligenza: i moduli SFP integreranno più funzioni, come chip di monitoraggio intelligente integrati per ottenere il monitoraggio in tempo reale dello stato del modulo e dell'avvertimento dei guasti; Allo stesso tempo, saranno profondamente integrati con il sistema di gestione delle apparecchiature di rete per migliorare il livello intelligente di funzionamento e manutenzione della rete. ​
Risparmio energetico verde: i dispositivi a bassa potenza e i progetti di risparmio energetico vengono utilizzati per ridurre il consumo di energia del modulo, che soddisfa le esigenze di sviluppo verde dei data center e delle reti di comunicazione. Ad esempio, alcuni produttori hanno lanciato moduli SFP da 100 g con consumo di energia inferiore a 5 W per ridurre il consumo di energia e i costi di dissipazione del calore. ​
Espansione di nuovi scenari di applicazione: con lo sviluppo di tecnologie all'avanguardia come la comunicazione 6G e quantistica, i moduli SFP avranno un ruolo in più settori, come la trasmissione del segnale ottico nei sistemi di distribuzione delle chiavi quantistiche, offrendo nuove opportunità di sviluppo al settore.
Viii. Conclusione
Il modulo SFP è diventato un componente chiave indispensabile delle moderne reti di comunicazione grazie alla sua flessibilità, alte prestazioni e ampia applicabilità. Dai data center alle reti di telecomunicazioni, dai campus aziendali agli utenti della casa, il modulo SFP supporta la trasmissione efficiente di dati enormi. Nonostante le doppie sfide della tecnologia e del mercato, guidate dalla continua innovazione del settore, il modulo SFP si svilupperà nella direzione di una velocità più elevata, un consumo di energia inferiore e una maggiore intelligenza, fornendo solide garanzie per l'aggiornamento e la trasformazione delle reti di comunicazione future. .