Czym jest transceiver optyczny?

Transceiver optyczny (nadajnik + odbiornik) to kompaktowy moduł wpinany na gorąco, który znajduje się między urządzeniem sieciowym a światłowodem. Z jednej strony przyjmuje sygnały elektryczne z portu przełącznika, routera, serwera albo pamięci masowej; z drugiej zamienia je na modulowane światło dla światłowodu — i odwrotnie dla światła powracającego. W łączu światłowodowym (FOL / ВОЛС) transceiver jest interfejsem między elektroniką a szkłem: wszystko, co niesie światłowód, zaczyna się i kończy w nim.

Definicja w kontekście FOL

Łącze światłowodowe składa się ze źródła światła, ośrodka transmisyjnego (światłowodu, jego złączy i spawów oraz wszelkich elementów pasywnych albo aktywnych pomiędzy) i odbiornika światła. Transceiver to komponent, który zapewnia zarówno źródło, jak i odbiornik na każdym końcu, w obudowie sprawiającej, że sprzęt hosta nie musi wiedzieć niczego o długościach fali, typach światłowodu ani zasięgu — po prostu wymienia bity elektryczne z modułem. Zasięg, długość fali, typ światłowodu (jednomodowy albo wielomodowy), a nawet technologia sieciowa (Ethernet, Fibre Channel, PON, InfiniBand) są więc wybierane przez dobór modułu, a nie przez zmianę portu.

Co jest w środku

Mapa pamięci to część, z którą pracuje CodingBox: każde pole, które przełącznik odczytuje, aby zdecydować, czy zaakceptować moduł — producent, numer katalogowy, numer seryjny, kody zgodności, progi — znajduje się właśnie tam. Zobacz formaty obudów i specyfikacje MSA.

Gdzie używa się transceiverów

Krótka historia formatów obudów

Kiedyś optykę lutowano na kartach liniowych: jedna karta, jeden zasięg. Wpinany transceiver uczynił port uniwersalnym i pozwolił branży ustandaryzować się wokół kilku obudów dzięki Multi-Source Agreements.

Każda generacja zachowywała format obudowy poprzednika, gdzie tylko się dało — SFP → SFP+ → SFP28 → SFP56 oraz QSFP → QSFP+ → QSFP28 → QSFP56 → QSFP112 — dlatego współczesny port często wciąż akceptuje moduł starszy o dwadzieścia lat. Szczegóły dla każdego formatu obudowy są w przeglądzie i porównaniu.

Jak ewoluowały standardy

Transceiver definiują trzy warstwy standardów, pisane przez różne organizacje:

• Mechanika i elektryka — konsorcja MSA oraz komitet SFF (obecnie SNIA SFF TA): obudowy, złącza, rozkłady wyprowadzeń, klasy mocy. Dokumenty takie jak INF-8074, SFF-8431, SFF-8665, MSA QSFP-DD i OSFP. Zobacz katalog specyfikacji.
• Pamięć zarządzania — jak host odczytuje dane identyfikacyjne i diagnostykę: Serial ID z GBIC ustąpiło miejsca SFF-8472 (dwa adresy, dodane DDM), potem stronicowanej SFF-8636 dla QSFP, a wreszcie niezależnemu od formatu obudowy CMIS z automatem stanów modułu dla 400G i wyżej. Wspólne kody znajdują się w SFF-8024.
• Warstwa fizyczna (PMD) — co biegnie po światłowodzie: IEEE 802.3 dla Ethernet (10GBASE-LR, 100GBASE-DR…), INCITS T11 FC-PI dla Fibre Channel, IBTA dla InfiniBand, seria ITU-T G dla PON i siatki DWDM, OIF dla 400ZR. Zobacz zestawienie PMD w optyce.

Konsekwencja dla kompatybilności: moduł może być elektrycznie i optycznie idealny, a mimo to zostać odrzucony, bo jego pamięć zarządzania nie mówi tego, czego oczekuje dany host — stąd bierze się blokada producenta i stąd istnieją narzędzia kodujące.

Jak rosły szybkości transmisji

Szybkość zagregowana rosła jednocześnie wzdłuż trzech osi:

Przejście na PAM4 wprowadziło obowiązkową korekcję błędów w przód i moduły oparte na DSP; przejście powyżej 100 km wprowadziło detekcję koherentną do modułów wpinanych. Zobacz FEC i trenowanie łącza i optykę koherentną.

Dokąd dalej

• Formaty obudów: przegląd i porównanie — każda obsługiwana obudowa na jednej stronie.
• Podstawy DDM — diagnostyka, którą zgłasza moduł.
• Rodzaje zabezpieczenia przed zapisem — jak moduły chronią swoją pamięć.
• Typowe problemy i rozwiązania — co zawodzi w terenie.

W CodingBox wszystko to spotyka się na jednym ekranie: Check transceiver odczytuje pamięć modułu, identyfikuje format obudowy i standard oraz pokazuje dane identyfikacyjne i DDM, które wyjaśnia reszta tej dokumentacji.

Co znajduje się na płytce oprócz optyki — sterownik, wzmacniacze, DSP, kontroler, zasilanie — blok po bloku: Elektronika modułu.

Generacja formatów obudów 1,6T: OSFP224 i OSFP-XD.

Łącze, które kończy transceiver — fizyka światłowodu, tłumienie, dyspersja, budżety, instalacja, testowanie i usterki: Łącza światłowodowe.

Transceiver jako jeden element aktywnej infrastruktury optycznej — obok wzmacniaczy, transponderów, ROADM, OLT i monitorów: Aktywna infrastruktura optyczna; dobór modułu do typu światłowodu, odległości, złącza i budżetu: Transceivery w łączu.