Bộ Thu Phát Quang cho Thiết Bị Mạng 5G

Việc triển khai 5G đang đến gần, với các công ty viễn thông lớn sẽ triển khai hạn chế quyền truy cập mạng tại Mỹ và Châu Âu. Hầu hết mọi người chú ý đến các yêu cầu không dây trong các mạng này, nhưng các ăng-ten địa phương vẫn cần được kết nối với mạng điện thoại và Internet bằng các sợi quang băng thông cao hoặc kết nối backhaul không dây.

Tất cả điều này đòi hỏi bộ thu phát quang học để hỗ trợ thiết bị mạng sợi quang. Việc chọn bộ thu phát quang phù hợp cho mạng sợi quang phụ thuộc vào nhiều yếu tố, mặc dù trong 5G, các yếu tố chính cần xem xét là băng thông, tốc độ dữ liệu, tổn thất chuyển đổi và loại sợi. Trước khi bạn có thể chọn bộ thu phát sợi quang chính xác, bước đầu tiên là xác định loại sợi mà mạng đang sử dụng, hoặc loại cáp sợi quang nào mà ứng dụng sẽ yêu cầu để đạt được tốc độ và băng thông tối ưu.

Bạn đang sử dụng loại sợi nào?

Có hai loại chính của cáp sợi quang, mỗi loại phù hợp với các ứng dụng khác nhau và sẽ yêu cầu các bộ thu phát khác nhau:

• Sợi đa chế độ (MMF): loại sợi này có thể được sử dụng để truyền đồng thời nhiều kênh. Mật độ chế độ lớn hơn dẫn đến sự phân tán chế độ lớn hơn tích lũy qua khoảng cách của sợi, do đó các sợi này tốt nhất được sử dụng cho các liên kết ngắn hạn, chẳng hạn như trong mạng MAN và LAN.

• Sợi đơn chế độ (SMF): Sợi này được thiết kế cho các khoảng cách dài hơn và sẽ cung cấp tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn trong một kênh với các bộ thu phát phù hợp. Các sợi này thường được bó trong một cáp duy nhất cho việc truyền dữ liệu khối lượng lớn qua khoảng cách dài.

Sợi quang đơn chế độ

Trong các lớp sợi SMF và MMF, có các loại sợi khác nhau cung cấp các tốc độ dữ liệu khác nhau và được đánh giá sử dụng qua các khoảng cách khác nhau theo tiêu chuẩn TIA/EIA cho sợi quang. Ngân sách công suất quang học của bạn cũng sẽ xác định giới hạn bộ thu phát bạn có thể sử dụng cho một chiều dài liên kết nhất định, và đầu ra ở phía truyền có thể cần tăng cường đầu ra từ bộ thu phát truyền của bạn để bù đắp tổn thất trong một liên kết.

Rõ ràng, có một số điểm thiết kế hệ thống quan trọng cần xem xét, nhưng các điểm quan trọng đầu tiên cần xem xét trong một mạng thực tế là chiều dài liên kết và tốc độ dữ liệu yêu cầu. Các phần mới của sợi để hỗ trợ việc triển khai 5G sắp tới yêu cầu truyền dữ liệu đa-Gbps qua khoảng cách dài để hỗ trợ kết nối giữa các trạm gốc và các tháp di động, và để cung cấp sợi đến nhà và sợi đến cơ sở.

Một số đô thị đã bắt đầu lắp đặt cáp quang tối có khả năng đạt tốc độ lên đến 40 hoặc 100 Gbps, và thiết bị mạng hỗ trợ các mạng cáp quang tối này sẽ cần bao gồm các bộ thu phát để hỗ trợ các tốc độ dữ liệu này. Chiều dài liên kết lý tưởng có thể dao động từ hàng trăm mét (sử dụng MMF ở đây) đến hàng chục kilômét (sử dụng SMF ở đây) để hỗ trợ cơ sở hạ tầng di động hiện tại. Nếu bạn đang làm việc với cáp quang SMF trên các khoảng cách dài, hãy chuẩn bị triển khai các bó cáp và triển khai thiết bị mạng có khả năng mở rộng bao gồm các bộ thu phát có thể thay thế với các hình dạng tiêu chuẩn. QSFP+ hoặc CFP sẽ là các hình dạng chủ đạo, đặc biệt là CFP vì nó đã hỗ trợ các hệ thống 40 và 100 Gbps.

Finisar FTL4C1QM1C

Bộ thu phát quang Finisar FTL4C1QM1C có hình dạng QSFP+ hỗ trợ tốc độ dữ liệu từ 39.8 đến 44.6 Gbps với mức tiêu thụ điện năng thấp (<3.5 W). Bộ thu phát này có thể thay thế nóng và hỗ trợ liên kết lên đến 10 km trên SMF. Bộ thu phát này cũng cung cấp một số chức năng chẩn đoán kỹ thuật số tích hợp, bao gồm giám sát công suất phát và nhận.

Bộ thu phát quang Finisar FTL4C1QM1C, từ bảng dữ liệu FTL4C1QM1C

Finisar FTLC9558REPM

Bộ thu phát quang Finisar FTLC9558REPM là một lựa chọn cho các liên kết 100 m với tốc độ 103.1 Gbps trên MMF. Giống như sản phẩm trước, mô-đun bộ thu phát này có thể thay thế nóng và hoạt động với công suất thấp (<2.5 W). Dữ liệu được truyền trên 4 làn với tốc độ 25 Gbps với bộ phát dựa trên VCSEL tại 850 nm, trong khi bên nhận hoạt động với giao diện điện tử 4x25G qua I2C:

Chúng tuân thủ với QSFP28 MSA và IEEE 802.3bm 100GBASE-SR4 và CAUI-4. Các chức năng chẩn đoán kỹ thuật số có sẵn qua giao diện I2C, như được quy định bởi QSFP28 MSA và Ghi chú Ứng dụng Finisar AN-2141. Bộ thu phát quang tuân thủ theo Chỉ thị RoHS 2011/65/EU. Xem Ghi chú Ứng dụng Finisar AN-2038 để biết thêm chi tiết. [Từ Finisar]

Bộ thu phát quang Finisar FTLC9558REPM, từ Finisar

Avago AFBR-79EQDZ

Bộ thu phát Avago AFBR-79EQDZ 40 Gbps có thể được sử dụng trong các liên kết lên đến 100 m với OM3 MMF, hoặc trong các liên kết 150 m sử dụng OM4 MMF (cả hai loại sợi đều hoạt động tại 850 nm). Lưu ý rằng mỗi làn hoạt động với tốc độ 10.3125 Gbps. Nó cũng hỗ trợ các mô-đun 10GBase-SR tuân thủ với tiêu chuẩn IEEE 802.3ae, miễn là bộ thu 10G có thể chịu được công suất đầu vào quang tối đa 2.4 dBm. Giao diện quang học ở cả bên phát và nhận đều sử dụng quang học tiêu chuẩn cho sợi quang tốc độ cao:

Phần truyền dẫn quang... bao gồm một mảng VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 4 kênh, bộ đệm đầu vào 4 kênh và trình điều khiển laser, màn hình chẩn đoán, khối điều khiển và bias. Phần thu nhận quang... bao gồm một mảng photodiode PIN 4 kênh, một mảng TIA 4 kênh, một bộ đệm đầu ra 4 kênh, màn hình chẩn đoán, và khối điều khiển và bias. [Từ datasheet của AFBR-79EQDZ]

Sơ đồ khối của bộ truyền dẫn quang học Avago AFBR-79EQDZ, từ datasheet của AFBR-79EQDZ

Lưu ý rằng, trong một số trường hợp, bạn có thể sử dụng SMF với bộ truyền dẫn quang được thiết kế cho MMF vì lõi của sợi SMF chỉ khoảng 20% giá trị yêu cầu trong bộ thu. Điều này cung cấp khả năng kết nối dễ dàng và sợi sẽ không nhạy cảm với việc căn chỉnh, nhưng điều này không được khuyến nghị và có thể không hoạt động trên các khoảng cách dài hơn. Trong trường hợp lý tưởng, bạn nên chọn một bộ truyền dẫn sẽ hỗ trợ tốc độ dữ liệu và loại sợi bạn đang sử dụng trong ứng dụng cụ thể của mình.

Hệ thống viễn thông không phải là ứng dụng duy nhất nơi sợi quang sẽ được sử dụng nhiều hơn. Sự không nhạy cảm của sợi quang với EMI và ESD, cũng như trọng lượng thấp của sợi quang so với đồng, làm cho sợi quang lý tưởng để sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ và các môi trường khác nơi tiếng ồn là một vấn đề. Nếu bạn đang tìm kiếm một bộ truyền dẫn sợi quang cho hệ thống viễn thông tiếp theo của mình hoặc các ứng dụng chuyên biệt khác, bạn có thể tìm thấy các linh kiện bạn cần trên Octopart.

Như mọi khi, bạn có thể cập nhật với các bài viết mới nhất của chúng tôi bằng cách đăng ký nhận bản tin của chúng tôi!