Omfattende analyse af SFP -modul: Fra grundlæggende til applikationer

I. Introduktion

(I) den vigtige position af SFP -modul inden for kommunikationsområdet

I det moderne og hurtigt udviklende kommunikationsnetværksarkitektur er SFP (lille formfaktor-pluggable) modul, det vil sige et lille plugbart modul, blevet en nøglebaseret komponent. Med den eksponentielle vækst af datatrafik, hvad enten det er højhastighedsudveksling og transmission af massive data inden for datacentret, eller langdistancen og storkapacitetsinformationsinteraktionen i det brede område-netværk, eller Enterprise Campus-netværket for at imødekomme behovene i høj båndbredde og lav forsinkelse til daglig kontor og forretningsudvidelse, spiller SFP-modulet en irreplacerbar rolle. Det er et af kerneelementerne for at sikre effektiv og stabil drift af netværket.

(Ii) Industriudviklingstrend og dens indflydelse på SFP -modulet

På nuværende tidspunkt går kommunikationsindustrien mod banebrydende felter som 5G, Internet of Things og Cloud Computing. Den store installation af 5G-netværk har fremsat ekstremt høje krav til transmissionshastigheden og kapaciteten mellem basestationer og mellem basestationer og kernenetværk. SFP -modul skal have en højere hastighed, såsom at udvikle sig fra traditionelle 1G og 10G til 25G, 100 g eller endda højere satser for at tilpasse sig Fronthaul, Midhaul og Backhaul -forbindelserne på 5G -netværk. Stigningen af ​​tingenes internet har gjort det muligt for titusinder af milliarder enheder at få adgang til netværket, hvilket har fået SFP-modulet til kontinuerligt at optimere omkostninger og strømforbrug, mens de understøtter flere forbindelser til at imødekomme egenskaberne ved lavt strømforbrug og storstilet implementering af IoT-enheder. Den kraftige udvikling af cloud computing har fremmet den kontinuerlige udvidelse og opgradering af datacentre. Sammenkoblingen af ​​servere inden for datacentre, højhastighedskommunikation af lagerenheder og computerknudepunkter er alle afhængige af SFP-modulet for at opnå dataoverførsel med høj densitet og højhastighed, hvilket har ført til innovative krav til SFP-modul med hensyn til ydeevne, densitet og kompatibilitet. 2. Grundlæggende oversigt over SFP -modul

(I) Definition og grundlæggende koncepter

Definition af SFP-modul: SFP-modul er et hot-swappable lille pakningsmodul designet til at tilvejebringe fleksible optoelektroniske interface-løsninger til netværksenheder (såsom switches, routere, servernetværkskort osv.). Det kan konvertere elektriske signaler til optiske signaler til transmission af optisk fiber, eller omvendt, konverterede optiske signaler til elektriske signaler for at opnå effektiv forbindelse mellem netværksenheder og optiske fiberforbindelser. Denne plug-and-play-funktion forbedrer netværksdrift og vedligeholdelseseffektivitet med mere end 30%, hvilket reducerer manuelle vedligeholdelsesomkostninger i høj grad.

Forskelle fra andre moduler (såsom GBIC osv.): Sammenlignet med den tidlige Gigabit -interface -konverter (GBIC) har SFP -modul opnået en markant reduktion i størrelse med et volumen på kun ca. halvdelen af ​​GBIC, hvilket gør det muligt for netværksenheder at konfigurere flere porte i et begrænset panelplads, hvilket betydeligt forbedrer portensiteten. Med hensyn til funktion, selv om begge har optoelektroniske konverteringsfunktioner, er SFP -modulet mere avanceret inden for teknologi, understøtter højere datatransmissionshastigheder og har bedre ydelse i strømforbrug, varmeafledning og kompatibilitet. For eksempel understøtter GBIC normalt en maksimal hastighed på 1 Gbps, mens SFP -modul ikke kun let kan håndtere 1 Gbps, men også udvide til 10 Gbps og højere satser. Efter en bestemt model af switch vedtager SFP -porte, øges porttætheden pr. Enhedsareal fra 8 porte i GBIC -æraen til 32 porte, og rumudnyttelsesgraden øges med 4 gange. ​
(Ii) Strukturanalyse

Interne komponenter (lasere, detektorer osv.): SFP -modulet er hovedsageligt sammensat af kernekomponenter, såsom lasere (brugt til at konvertere elektriske signaler til optiske signaler til emission, herunder lodrette hulrumsoverflade, der udsender lasere vcsel og kant, der udsender lasere ål, og forskellige typer er egnede til forskellige transmissionsstand og hastighedskrav), detektorer (ansvarlige for konvertering af optager, der er modtagne tegn på elektrisk, og de er elektriske, og forskellige typer er egnede til forskellige transmissionsdistancer og hastighedskrav), detektorer (ansvarlige for konvertering af optager, der er modtagne valg af elektriske, elektriske elektriske forhold, der er valgt til elektriske forhold til elektriske forhold, der er valgt til elektriske forhold Signaler, almindelige er pin -fotodioder og lavine -fotodioder APD), signalbehandlingskredsløb (modulering, demodulation, amplifikation, formning osv. Af elektriske signaler for at sikre nøjagtig transmission og modtagelse af signaler) og kontrolkredsløb (anvendt til at overvåge og kontrollere arbejdsstatus for modulet, såsom temperatur, biasstrøm osv.). Ved at tage 10G SFP -modulet som et eksempel fungerer dets VCSEL -laser ved en bølgelængde på 850Nm. Med APD -detektoren kan den opnå 300 meter stabil transmission på multimode optisk fiber. ​
Ekstern interface-design (LC-interface osv.): Den eksterne interface af SFP-modul vedtager normalt LC (Lucent Connector) interface, som har fordelene ved lille størrelse, praktisk forbindelse og ledninger med høj densitet. LC-grænsefladen er et duplex-design, der indser afsendelse og modtagelse af optiske signaler gennem henholdsvis to optiske fibergrænseflader, hvilket sikrer tovejs transmission af data. Dets plug-in-design gør modulet ekstremt praktisk at installere og erstatte uden behov for komplekse værktøjer og faglige færdigheder, hvilket forbedrer effektiviteten af ​​netværksinstallation og vedligeholdelse. Efter at et datacenter vedtog LC -interface SFP -modulet, blev ledningstiden forkortet fra 4 timer/kabinet for den traditionelle grænseflade til 1,5 timer. ​
III. Arbejdsprincip for SFP -modul
(I) Fotoelektrisk konverteringsmekanisme
Processen med at konvertere elektriske signaler til optiske signaler: Når det elektriske signal på netværksenheden overføres til SFP -modulet, kommer det først ind i laserdrevskredsløbet. Kredsløbet justerer nøjagtigt den biasstrøm, der leveres til laseren i henhold til amplituden og frekvensændringerne af det elektriske indgangssignal. Drevet af biasstrømmen genererer laseren et optisk signal, der svarer til det elektriske input -signal. For eksempel for det digitale signal "1" udsender laseren en stærk optisk effekt; For det digitale signal "0" udsender laseren en svag eller ingen output optisk effekt. På denne måde realiseres omdannelsen af ​​elektriske signaler til optiske signaler, og de konverterede optiske signaler kobles til den optiske fiber gennem den optiske fibergrænseflade til transmission. SFP -modulet ved hjælp af direkte modulationsteknologi har en modulationshastighed på op til 28 Gbps, der opfylder Fronthaul -kravene i 5G -netværket. ​
Processen med at konvertere optiske signaler til elektriske signaler: Ved den modtagende ende kommer det optiske signal, der transmitteres af den optiske fiber, detektoren for SFP -modulet. Detektoren konverterer den modtagne optiske effekt til et tilsvarende elektrisk signal. Det genererede elektriske signal er normalt meget svagt og skal forstærkes af en forforstærker. Det amplificerede elektriske signal formes derefter og gendannes til det originale digitale signal gennem efterfølgende signalbehandlingskredsløb, såsom begrænsende forstærkere og beslutningskredsløb. Endelig overføres det behandlede elektriske signal til netværksudstyret for at afslutte konverteringsprocessen fra optiske signaler til elektriske signaler. Avanceret udligningsteknologi kan øge den modtagende følsomhed over for -28dbm og udvide transmissionsafstanden. ​
(Ii) Data transmissionsproces
Databehandling og transmission i den transmitterende ende: I den transmitterende ende sender netværksudstyret de data, der skal overføres til SFP -modulet i form af elektriske signaler. Efter indtastning af SFP-modulet kodes dataene først af kodningskredsløbet, såsom 8b/10b-kodning, for at forbedre pålideligheden og anti-interferensevnen for datatransmission. De kodede data er moduleret til laseren ved laserkørselkredsløbet, konverteret til et optisk signal og sendt ud gennem den optiske fiber. Under denne proces overvåger og justerer SFP -modulet også kraften i det transmitterede optiske signal for at sikre, at den optiske signalstyrke er inden for det passende interval af optisk fiberoverførsel for at sikre den effektive transmissionsafstand og kvaliteten af ​​signalet. 25G SFP28 -modulet, der er implementeret af en operatør, styrer det optiske effekt svingningsområde inden for ± 0,5 dB gennem den automatiske effektstyringsfunktion. ​
Datas modtagelse og gendannelse i den modtagende ende: I den modtagende ende modtager SFP -modulet det optiske signal fra den optiske fiber gennem detektoren og omdanner det til et elektrisk signal. Efter præ-amplifikation og filtrering kommer det elektriske signal ind i afkodningskredsløbet til afkodning for at gendanne det originale datasignal. På samme tid overvåger SFP -modulet i den modtagende ende kvaliteten af ​​det modtagne signal, såsom indikatorer såsom bitfejlhastighed. Hvis signalkvaliteten viser sig at være dårlig, vil den afsendende ende blive underrettet gennem feedbackmekanismen for at justere de sendingsparametre, eller det modtagne signal vil blive korrigeret for at sikre, at de data, der endelig transmitteres til netværksenheden, er nøjagtige. 100G QSFP28-modulet, der er implementeret i et datacenter, bruger FEC-fremadrettet fejlkorrektionsteknologi til at reducere bitfejlhastigheden fra 10^-4 til 10^-15. ​
Iv. Klassificering af SFP -modulstyper
(I) Klassificering efter transmissionshastighed
1 Gbps SFP -modul: 1 Gbps SFP -modul er en relativt grundlæggende og almindelig type, der er vidt brugt i tidlige Gigabit Ethernet -netværk. I Enterprise Campus Networks bruges det ofte til at forbinde kontorudstyr såsom desktopcomputere og printere til netværksafbrydere for at give stabil Gigabit -netværksadgang. Transmissionsafstand varierer afhængigt af den type optiske fiber og bølgelængde. Når multimodet optisk fiber matches med 850nm bølgelængde, kan transmissionsafstanden generelt nå ca. 550 m; Når den enkelt-mode optiske fiber matches med 1310nm bølgelængde, kan transmissionsafstanden udvides til 10 km eller endnu mere. Almindelige modeller inkluderer SFP-1G-SX (Multimode kort afstand), SFP-1G-LX (enkelt-mode lang afstand) osv.
10 Gbps SFP -modul: Med væksten i båndbreddefterspørgsel efter netværksapplikationer blev 10 Gbps SFP -modul til. Det er blevet vidt brugt i det interne netværk af datacentre til højhastighedsforbindelse mellem servere, forbindelse mellem lagerenheder og servere i lagerområdet netværk (SANS) og andre scenarier. SFP-modul opnår 10 Gbps højhastighedsdatatransmission ved at optimere internt kredsløbsdesign og bruge lasere med højere hastighed, detektorer og andre komponenter. Med hensyn til transmissionsafstand, når multimode optisk fiber bruges med nye optiske fibre som OM3 og OM4, kan det understøtte en transmissionsafstand på 300m-500m; Når enkelt-mode optisk fiber bruges med 1310Nm og 1550Nm bølgelængder, kan transmissionsafstanden nå 10 km-40 km, såsom SFP -10G-SR (multimode kortdistance), SFP -10G-LR (enkelt-mode langdistance) og andre modeller. Google-datacentre bruger SFP -10G-SR-moduler for at opnå højhastighedsforbindelse mellem stativer. 25 Gbps SFP28 -modul: 25 Gbps SFP28 -modul er et produkt, der tilpasser sig de højere båndbreddebehov i 5G -netværkskonstruktion og datacenteropgraderinger. I Fronthaul- og Midhaul-forbindelserne på 5G-basestationer bruges SFP28-modulet til at opnå højhastighedsforbindelse mellem basisstationsudstyr og optiske fibernetværk, hvilket sikrer hurtig transmission af basestationsdata. I datacentret kan det bruges til at opgradere den eksisterende netværksarkitektur, øge transmissionshastigheden for netværksafbryderporten og opnå mere effektiv dataudveksling. SFP28 -modul vedtager avanceret 28NM -processteknologi, hvilket reducerer strømforbruget og forbedrer integrationen. Med hensyn til transmissionsafstand kan multimodefiber understøtte ca. 100 m-200 m, og en-mode fiber kan opnå 10 km-40 km transmission ved forskellige bølgelængder, såsom SFP28-25G-SR (multimode kort afstand), SFP28-25G-LR (enkelt mode lang afstand) osv.
Højere hastighed (såsom 100 Gbps QSFP28 og andre derivattyper): For at imødekomme den ekstreme efterspørgsel efter højhastighedstransmission af massive data i ultra-store datacentre har højpræstationsberegning og andre felter høje hastighedsmoduler såsom 100 Gbps QSFP28 vist sig efter hinanden. QSFP28-modulet vedtager et fire-kanals design, og datatransmissionshastigheden for hver kanal kan nå 25 Gbps. De fire kanaler fungerer parallelt for at opnå en samlet transmissionshastighed på 100 Gbps. I kernenetværkslaget i datacentret bruges QSFP28-moduler til højhastighedsforbindelser mellem switches for at opbygge en lav-latens, højbåndbredde datatransmission bagrad-netværk. Dens transmissionsafstand kan nå ca. 100 m under optisk fiber med flere mode, og optisk fiber med en enkelt tilstand med forskellige bølgelængder kan opnå langdistance transmission på 40 km-80 km, såsom QSFP28-100G-SR4 (multi-mode kort afstand), QSFP28-100G-LR4 (enkelt-mode lang afstand) og andre modeller. Med udviklingen af ​​teknologi optimeres transmissionsydelsen konstant, og applikationsscenarierne udvides. AWS-datacentre bruger QSFP28-100G-LR4-moduler til at opbygge et globalt backbone-netværk. ​
(Ii) Klassificering ved transmissionsmedium
Multi-mode SFP-modul: Multi-mode SFP-modul er velegnet til kortdistance-kommunikationsscenarier med høj båndbreddescen, såsom forbindelser mellem bygninger inden for Enterprise Campus-netværk og mellem stativer inden for datacentre. Den bruger multimode optisk fiber som transmissionsmedium. Kernediameteren af ​​multimodet optisk fiber er relativt tyk (ofte 50μm eller 62,5μm), hvilket gør det muligt at transmitteres med flere lystilstande i den. Multimode SFP -modul bruger normalt 850nm bølgelængde VCSEL -laser som lyskilde. På grund af den tilstandsspredning, når lys overføres i multimodet optisk fiber, vil signalet blive forvrænget, når transmissionsafstanden øges. Derfor er dens transmissionsafstand generelt kort. Med en hastighed på 1 Gbps kan transmissionsafstanden nå 550 m ved hjælp af almindelig multimode optisk fiber; Ved 10 Gbps og højere satser skal det matches med nye multimode-optiske fibre såsom OM3 og OM4, og transmissionsafstanden kan øges til ca. 300m-500m. Multimode SFP -modul har fordelene ved relativt lave omkostninger og enkel installation og vedligeholdelse. Det er velegnet til netværksinstallationsscenarier, der ikke kræver høj transmissionsafstand, men er følsomme over for omkostninger.
SFP-modul med en enkelt tilstand: SFP-modul med en enkelt tilstand bruges hovedsageligt til langdistance-dataoverførsel med stor kapacitet, såsom Metropolitan Area Network Connection in Wide Area Network, langdistance-backbone-netværkstransmission og tværregional sammenkobling mellem datacentre. Den bruger enkelt-mode optisk fiber som transmissionsmedium. Den kernediameter på den optiske fiber med en-mode er relativt tynd (normalt 9μm), hvilket kun tillader, at en optisk tilstand transmitteres i den, hvilket i høj grad reducerer modus-spredning for at opnå længere afstandstransmission. SFP-modul med én tilstand

E bruger generelt ål -lasere med en bølgelængde på 1310nm eller 1550nm som lyskilde. Ved en bølgelængde på 1310nm kan transmissionsafstanden nå 10 km-20 km; Ved en bølgelængde på 1550nm, med den passende optiske forstærker, kan transmissionsafstanden udvides til 40 km-160 km eller endnu mere. Selvom omkostningerne ved SFP-modul med enkelt-mode er relativt høje, har det uforlignelige fordele ved transmission med lang afstand og kan sikre stabiliteten og pålideligheden af ​​signalet under langdistanceoverførsel.
(Iii) Speciel funktionstype

Bidi SFP -modul (tovejs transmissionsmodul): Bidi (tovejs) SFP -modul er et tovejs transmissionsmodul, der indser tovejs transmission af data på en optisk fiber, hvilket effektivt gemmer optiske fiberressourcer. Dets arbejdsprincip er at bruge bølgelængde -divisionsmultiplexing -teknologi til at modulere de transmitterede og modtagne optiske signaler til henholdsvis forskellige bølgelængder og transmittere dem i den samme optiske fiber. F.eks. Modulerer det almindelige BIDI SFP -modul transmissionssignalet til 1310nm bølgelængde og modtagesignalet til 1550nm bølgelængde og realiserer adskillelse og transmission af tovejssignaler gennem specielle filtrerings- og koblingsenheder. I nogle gamle netværksopgraderingsscenarier med stramme fiberressourcer eller steder, der er ekstremt omkostningsfølsomme og vanskelige at kaste, såsom små virksomhedskontornetværk og kommunikationsnetværk i fjerntliggende områder, har BIDI SFP-modul betydelige fordele. Det kan ikke kun imødekomme netværkskommunikationsbehov, men også reducere omkostnings- og konstruktionsvanskeligheden ved fiberindstilling. Renoveringen af ​​et gammelt samfund bruger BIDI SFP -moduler og sparer 50% af fiberressourcer. ​
CWDM SFP -modul (grov bølgelængde Division Multiplexing Module): CWDM (grov bølgelængde Division Multiplexing) SFP -modul er et groft bølgelængde -divisionsmultiplexeringsmodul, hvilket i høj grad forbedrer transmissionskapaciteten for optisk fiber ved multiplexering af flere optiske signaler af forskellige bølgelængder på den samme optiske fiber. CWDM SFP -modul bruger normalt 8 eller 16 bølgelængder i bølgelængdeområdet 1270NM - 1610NM, med hvert bølgelængdeinterval på ca. 20Nm. I Metropolitan Area -netværket kan dataene fra flere brugere multiplekses på en optisk fiber til kerneknudepunktet gennem CWDM SFP -modulet af forskellige bølgelængder, der realiserer effektiv anvendelse af optiske fiberressourcer. Sammenlignet med traditionel transmission med en enkelt bølgelængde behøver CWDM SFP-modul ikke at lægge en stor mængde optisk fiber, hvilket reducerer konstruktionsomkostningerne og kompleksiteten af ​​optisk fiberhåndtering. ​
DWDM SFP -modul (tæt bølgelængde Division Multiplexing Module): DWDM (tæt bølgelængde Division Multiplexing) SFP -modul er et tæt bølgelængde -divisionsmultiplexeringsmodul. Sammenlignet med CWDM kan det multiplexe mere optiske signaler i et snævrere bølgelængdeinterval for at opnå højere optisk fibertransmissionskapacitet. DWDM SFP -modul bruger generelt et bølgelængdeområde på 1530NM - 1565NM, med et bølgelængdeinterval så lille som 0,4 nm eller mindre, og kan multiplex 80 eller flere bølgelængder på en enkelt optisk fiber. DWDM SFP-modul spiller en nøglerolle i scenarier med ekstremt høje transmissionskapacitetskrav, såsom langdistance-backbone-netværk og højhastighedsforbindelse mellem ultra-store datacentre. Gennem DWDM -teknologi kan en enkelt optisk fiber bære en datatransmissionshastighed på flere terabits eller endda højere, imødekomme behovene i hurtig transmission af massivt data over hele verden. Selvom udstyrsomkostningerne og den tekniske kompleksitet af DWDM SFP-modulet er høje, overstiger de økonomiske fordele og netværksydelse, det bringer langt over omkostningsinvesteringen.
V. SFP Module Application Field
(I) datacenter
Serverforbindelse: I datacentret bruges SFP -modulet i vid udstrækning til sammenkobling mellem servere. Med populariseringen af ​​applikationer såsom cloud computing og big data -analyse er servere i datacentre nødt til at udveksle data med høj hastighed og stabilt. Moduler som SFP, SFP28 og QSFP28 med en hastighed på 10 Gbps og derover bruges vidt brugt til at forbinde servernetværkskort og netværksafbrydere, og realisere deling af højhastighedsdata og samarbejdsarbejde inden for serverklynger. For eksempel i store cloud computing-datacentre er flere servere tilsluttet kerneafbrydere gennem 100 Gbps QSFP28-moduler for at sikre, at operationer såsom virtuel maskine-migration, databackup og gendannelse kan afsluttes på kort tid, hvilket forbedrer driftseffektiviteten og servicekvaliteten for datacentret.
Lagring Area Network (SAN) Forbindelse: I et lagerområde -netværk bruges SFP -modul til at tilslutte lagerenheder (såsom diskarrays, båndbiblioteker osv.) Til servere eller lagerafbrydere. Med den eksplosive vækst af virksomhedsdatavolumen har SAN højere krav til stabilitet og hastighed i dataoverførsel. Ved at tage finanssektoren som et eksempel skal banktransaktionsdata, kundeoplysninger osv. Opbevares og sikkerhedskopieres i realtid. Fiberkanal SFP-modul på 16 Gbps eller 32 Gbps kan sikre højhastigheds og stabil transmission af data mellem lagerenheder og servere.
(Ii) Telecom Operator Network
5G Base Station Transmission: I 5G Network Architecture er SFP -modul kernekomponenten i basisstationens transmissionslink. I fronthaul af basestationen opnår 25G SFP28 -modulet en effektiv forbindelse mellem den distribuerede enhed (DU) og den aktive antenneenhed (AAU) med dens høje hastighed og miniaturiseringsfordele; I Midhaul- og Backhaul-forbindelserne skal 100 g QSFP28 eller endda 400G QSFP-DD-moduler vælges i henhold til afstanden og kapaciteten. Samtidig for at klare den yderligere efterspørgsel efter transmissionsbåndbredde på 5G-avanceret i fremtiden er operatører begyndt at teste 50G SFP56-moduler for at forberede sig til netværksopgraderinger. ​
Fiber Broadband Access (FTTH osv.): I fiber-til-hjemmet (FTTH) -scenariet bygger SFP-modul en højhastighedsdatakanal mellem den optiske linjeterminal (OLT) og den optiske netværksenhed (ONU). Når hjemmebrugernes efterspørgsel efter 8K-video, VR-applikationer osv. Stiger, bliver 10G-EPON og XG-PON-teknologier gradvist populære, og 10G SFP-moduler er blevet standardkonfigurationen af ​​OLT-udstyr.
(Iii) Enterprise Network

Campus Network Backbone Connection: I Enterprise Campus Network kræver rygradsforbindelserne mellem forskellige bygninger høj båndbredde, lav-latensforbindelser. 10G eller 25G SFP -moduler bruges ofte til at forbinde campuskerneomskifteren og bygningskontakten for at sikre den stabile transmission af stemme, videokonferencer og forretningssystemdata. For eksempel byggede en stor fremstillingsvirksomhedspark et rygrad-netværk ved at implementere 25G SFP28-moduler, realisere højhastighedsforbindelse mellem forskellige fabriksområder og kontorbygninger, sikre realtidsdatainteraktion mellem produktionsstyringssystemer og ERP-systemer og forbedre den samlede driftseffektivitet af enterprisen. På samme tid er nogle virksomheder begyndt at bruge CWDM SFP -moduler til at transportere flere tjenester på en optisk fiber, der forenkler netværksarkitekturen, samtidig med at de reducerer ledningsomkostningerne. ​
Forgreningskontorforbindelse: For vidt distribuerede Enterprise Branch -kontorer giver SFP -modulet en fleksibel løsning til deres sammenkobling med hovedkvarterets netværk. SFP-moduler med en enkelt tilstand kombineret med leasede operatør dedikerede linjer kan opnå langdistance, sikker og pålidelig datatransmission. Små grene kan bruge BIDI SFP-moduler til at opnå tovejskommunikation ved hjælp af en enkelt optisk fiber, hvilket sparer optiske fiberressourcer.
Vi. SFP -modulindustriudfordringer og svar
(I) tekniske udfordringer

Signalintegritet ved høje hastigheder: Når transmissionshastigheden øges til 100 g eller endda 400 g, bliver signaldæmpning, krydstale og jitterproblemer mere alvorlige. Producenter er nødt til at sikre signalintegritet ved at optimere laser- og detektorydelse og forbedre signalbehandlingsalgoritmer, såsom anvendelse af højordens modulationsteknologi (PAM4) og mere avanceret udligningsteknologi. For eksempel øger PAM4-moduleringsteknologien i 400g QSFP-DDD-modulet antallet af bits, der transmitteres pr. Symbol til 4 bit, hvilket effektivt forbedrer transmissionshastigheden, men også placerer højere krav til signalbehandling.
Strømforbrug og varmedissipationskontrol: strømforbruget af højhastigheds SFP-moduler er steget markant. For eksempel kan strømforbruget på 100 g QSFP28-moduler nå 7-8W. Den centraliserede implementering af et stort antal moduler vil forårsage varmeafledningsproblemer. Med henblik herpå bruger producenter nye halvledermaterialer og optimerer kredsløbsdesign til at reducere strømforbruget, samtidig med at modulemballagestrukturen forbedres og forbedrer varmeafledningens ydelse, såsom at bruge metal køleplade og optimere luftkanal -design. ​
(Ii) Markedsudfordringer
Omkostningstryk: Drevet af 5G -konstruktion og ekspansion af datacenter er efterspørgslen efter SFP -moduler steget markant, men markedskonkurrencen er hård, og priserne falder konstant. Producenter er nødt til at reducere omkostningerne gennem storstilet produktion og teknologisk innovation og udvikle differentierede produkter, såsom tilpassede moduler til specifikke industribehov, for at øge produktets merværdi. ​
Kompatibilitet og interoperabilitet: Der kan være kompatibilitetsproblemer mellem SFP -moduler og netværksudstyr fra forskellige producenter. Industriorganisationer som MSA (Multi-source-aftale) sikrer interoperabilitet af produkter fra forskellige producenter ved at formulere samlede standarder. Brugere skal også nøje teste kompatibiliteten af ​​moduler og udstyr, når de køber for at undgå netværksfejl.
Vii. Fremtidig udviklingstrend for SFP -modul
Højere transmissionshastighed: Med udviklingen af ​​teknologier såsom kunstig intelligens og big data fortsætter efterspørgslen efter transmissionshastighed med at vokse. 400g, 800g og endda 1,6T SFP -moduler er kommet ind i forsknings- og udviklings- og testfasen og vil gradvist blive kommercialiseret i fremtiden. ​
Integration og intelligens: SFP-moduler integrerer flere funktioner, såsom indbygget intelligente overvågningschips for at opnå realtidsovervågning af modulstatus og fejladvarsel; På samme tid vil de blive dybt integreret med styringssystemet for netværksudstyr for at forbedre det intelligente niveau for netværksdrift og vedligeholdelse. ​
Green Energy Saving: Enheder med lav effekt og energibesparende design bruges til at reducere modulets strømforbrug, der imødekommer de grønne udviklingsbehov for datacentre og kommunikationsnetværk. For eksempel har nogle producenter lanceret 100G SFP -moduler med strømforbrug under 5W for at reducere energiforbrug og varmeafviklingsomkostninger. ​
Udvidelse af nye applikationsscenarier: Med udviklingen af ​​avancerede teknologier såsom 6G og Quantum Communication, vil SFP-moduler spille en rolle inden for flere felter, såsom optisk signaloverførsel i kvantetastdistributionssystemer, hvilket bringer nye udviklingsmuligheder til branchen.
Viii. Konklusion
SFP -modul er blevet en uundværlig nøglekomponent i moderne kommunikationsnetværk på grund af dets fleksibilitet, høje ydeevne og brede anvendelighed. Fra datacentre til telekommunikationsnetværk, fra virksomhedscampusser til hjemmebrugere, understøtter SFP -modul effektiv transmission af massive data. På trods af de dobbelte udfordringer med teknologi og marked, drevet af den kontinuerlige innovation af industrien, vil SFP -modulet udvikle