Analiză cuprinzătoare a modulului SFP: de la elementele de bază la aplicații

I. Introducere

(I) poziția importantă a Modul SFP în domeniul comunicării

În arhitectura modernă și în curs de dezvoltare rapidă a rețelei de comunicații, modulul SFP (micul formular de formă), adică modulul mic, a devenit o componentă cheie de bază. Odată cu creșterea exponențială a traficului de date, fie că este vorba de schimbul de mare viteză și transmiterea datelor masive din centrul de date, fie interacțiunea informațională de distanță lungă și de mare capacitate mare în rețeaua de suprafață largă sau rețeaua de campus pentru întreprinderi pentru a răspunde nevoilor de lățime de bandă ridicată și latență scăzută pentru extinderea zilnică și a extinderii afacerii, modulul SFP joacă un rol de ireplabil. Este unul dintre elementele de bază pentru a asigura funcționarea eficientă și stabilă a rețelei.

(Ii) Tendința de dezvoltare a industriei și impactul acesteia asupra modulului SFP

În prezent, industria comunicațiilor se îndreaptă către domenii de ultimă oră, cum ar fi 5G, Internet of Things și Cloud Computing. Implementarea pe scară largă a rețelelor 5G a prezentat cerințe extrem de ridicate privind rata de transmisie și capacitatea dintre stațiile de bază și între stațiile de bază și rețelele de bază. Modulul SFP trebuie să aibă o rată mai mare, cum ar fi evoluția de la 1G tradițional și 10g la 25g, 100g sau chiar mai mari rate pentru a se adapta la legăturile Fronthaul, Midhaul și Backhaul ale rețelelor 5G. Creșterea Internet of Things a permis zeci de miliarde de dispozitive să acceseze rețeaua, ceea ce a determinat modulul SFP să optimizeze continuu costurile și consumul de energie, în timp ce susține mai multe conexiuni pentru a îndeplini caracteristicile consumului de energie redusă și implementarea pe scară largă a dispozitivelor IoT. Dezvoltarea viguroasă a cloud computing a promovat extinderea continuă și modernizarea centrelor de date. Interconectarea serverelor din centrele de date, comunicarea de mare viteză a dispozitivelor de stocare și a nodurilor de calcul se bazează pe modulul SFP pentru a obține o transmisie de date de înaltă densitate și de mare viteză, ceea ce a dus la cereri inovatoare pentru modulul SFP în ceea ce privește performanța, densitatea și compatibilitatea. 2. Prezentare generală de bază a modulului SFP

(I) definiție și concepte de bază

Definiția modulului SFP: Modulul SFP este un modul de pachete mici care s-au schimbat la cald, conceput pentru a oferi soluții de interfață optoelectronică flexibilă pentru dispozitivele de rețea (cum ar fi comutatoare, routere, carduri de rețea de server etc.). Poate converti semnale electrice în semnale optice pentru transmisia fibrelor optice sau invers, convert semnale optice primite în semnale electrice pentru a obține o conexiune eficientă între dispozitivele de rețea și legăturile de fibre optice. Această caracteristică plug-and-play îmbunătățește eficiența de funcționare a rețelei și întreținere cu mai mult de 30%, reducând considerabil costurile de întreținere manuală.

Diferențe față de alte module (cum ar fi GBIC, etc.): în comparație cu convertorul de interfață Gigabit timpuriu (GBIC), modulul SFP a obținut o reducere semnificativă a mărimii, cu un volum de aproximativ jumătate cel al GBIC, care permite dispozitivelor de rețea să configureze mai multe porturi într -un spațiu limitat, îmbunătățind semnificativ densitatea portului. În ceea ce privește funcția, deși ambele au capacități de conversie optoelectronică, modulul SFP este mai avansat în tehnologie, acceptă rate mai mari de transmitere a datelor și are o performanță mai bună în consumul de energie, disiparea căldurii și compatibilitatea. De exemplu, GBIC acceptă de obicei o rată maximă de 1 Gbps, în timp ce modulul SFP nu poate doar să gestioneze cu ușurință 1Gbps, dar și să se extindă la 10 Gbps și rate mai mari. După ce un anumit model de comutator adoptă porturi SFP, densitatea portului pe unitatea de suprafață este crescută de la 8 porturi din epoca GBIC la 32 de porturi, iar rata de utilizare a spațiului este crescută de 4 ori. ​
(Ii) Analiza structurală

Internal components (lasers, detectors, etc.): The SFP MODULE is mainly composed of core components such as lasers (used to convert electrical signals into optical signals for emission, including vertical cavity surface emitting lasers VCSEL and edge emitting lasers EEL, and different types are suitable for different transmission distances and rate requirements), detectors (responsible for converting received optical signals back to electrical signals, common Acestea sunt fotodiode cu pini și fotodiode de avalanșă APD), circuite de procesare a semnalului (modulare, demodulare, amplificare, modelare, etc. ale semnalelor electrice pentru a asigura transmiterea și recepția exactă a semnalelor) și circuitele de control (utilizate pentru a monitoriza și controla starea de lucru a modulului, cum ar fi temperatura, curentul de părtinire etc.). Luând modul de 10 G SFP ca exemplu, laserul său VCSEL funcționează la o lungime de undă de 850nm. Cu detectorul APD, poate obține 300 de metri de transmisie stabilă pe fibre optice multimode. ​
Proiectarea interfeței externe (interfață LC, etc.): Interfața externă a modulului SFP adoptă de obicei interfața LC (Lucent Connector), care are avantajele dimensiunilor mici, conexiunii convenabile și cablarea de înaltă densitate. Interfața LC este un design duplex, care realizează trimiterea și primirea semnalelor optice prin două interfețe de fibră optică, respectiv, asigurând transmiterea bidirecțională a datelor. Designul său plug-in face ca modulul să fie extrem de convenabil de instalat și înlocuit, fără a fi nevoie de instrumente complexe și abilități profesionale, îmbunătățind foarte mult eficiența implementării și întreținerii rețelei. După ce un centru de date a adoptat modulul SFP de interfață LC, timpul de cablare a fost scurtat de la 4 ore/dulap al interfeței tradiționale la 1,5 ore. ​
Iii. Principiul de lucru al modulului SFP
(I) Mecanismul de conversie fotoelectrică
Procesul de transformare a semnalelor electrice în semnale optice: Când semnalul electric al dispozitivului de rețea este transmis în modulul SFP, acesta intră mai întâi în circuitul de acționare laser. Circuitul ajustează cu exactitate curentul de prejudecată furnizat la laser în funcție de modificările de amplitudine și frecvență ale semnalului electric de intrare. Condus de curentul de prejudecată, laserul generează un semnal optic corespunzător semnalului electric de intrare. De exemplu, pentru semnalul digital „1”, laserul scoate o putere optică puternică; Pentru semnalul digital „0”, laserul scoate o putere optică slabă sau fără ieșire. În acest fel, se realizează conversia semnalelor electrice în semnale optice, iar semnalele optice convertite sunt cuplate în fibra optică prin interfața de fibră optică pentru transmisie. Modulul SFP care utilizează tehnologia de modulare directă are o rată de modulare de până la 28 Gbps, care îndeplinește cerințele fronthaul ale rețelei 5G. ​
Procesul de transformare a semnalelor optice în semnale electrice: La capătul de recepție, semnalul optic transmis de fibra optică intră în detectorul modulului SFP. Detectorul transformă puterea optică primită într -un semnal electric corespunzător. Semnalul electric generat este de obicei foarte slab și trebuie amplificat de un preamplificator. Semnalul electric amplificat este apoi modelat și restaurat la semnalul digital original prin circuitele ulterioare de procesare a semnalului, cum ar fi limitarea amplificatoarelor și circuitele de decizie. În cele din urmă, semnalul electric procesat este transmis către echipamentul de rețea pentru a finaliza procesul de conversie de la semnale optice la semnale electrice. Tehnologia avansată de egalizare poate crește sensibilitatea primitoare la -28dBM și poate extinde distanța de transmisie. ​
(Ii) Procesul de transmitere a datelor
Prelucrarea datelor și transmiterea la capătul transmiterii: La capătul de transmitere, echipamentul de rețea trimite datele care vor fi transmise în modulul SFP sub formă de semnale electrice. După intrarea în modulul SFP, datele sunt codificate pentru prima dată de circuitul de codificare, cum ar fi codificarea 8B/10B, pentru a îmbunătăți fiabilitatea și capacitatea anti-interferență a transmiterii datelor. Datele codificate sunt modulate la laser de circuitul de conducere laser, transformate într -un semnal optic și trimise prin fibra optică. În timpul acestui proces, modulul SFP monitorizează și ajustează puterea semnalului optic transmis pentru a se asigura că rezistența semnalului optic se află în intervalul corespunzător de transmisie de fibre optice pentru a asigura distanța de transmisie și calitatea efectivă a semnalului. Modulul 25G SFP28 implementat de un operator controlează intervalul de fluctuație a puterii optice în ± 0,5dB prin funcția automată de control al puterii. ​
Recepția și recuperarea datelor la capătul de recepție: La capătul de recepție, modulul SFP primește semnalul optic din fibra optică prin detector și îl transformă într -un semnal electric. După pre-amplificare și filtrare, semnalul electric intră în circuitul de decodare pentru decodare pentru a restabili semnalul de date original. În același timp, modulul SFP la capătul de primire va monitoriza calitatea semnalului primit, cum ar fi indicatori precum rata de eroare de biți. Dacă se constată că calitatea semnalului este slabă, capătul de trimitere va fi notificat prin mecanismul de feedback pentru a ajusta parametrii de trimitere sau semnalul primit va fi corectat pentru a se asigura că datele transmise în cele din urmă la dispozitivul de rețea sunt corecte. Modulul 100G QSFP28 implementat într-un centru de date utilizează tehnologia de corecție a erorilor FEC FEC pentru a reduce rata de eroare de biți de la 10^-4 la 10^-15. ​
Iv. Clasificarea tipurilor de modul SFP
(I) Clasificare după rata de transmisie
Modulul SFP 1GBPS: Modulul SFP 1GBPS este un tip relativ de bază și comun, utilizat pe scară largă în rețelele Ethernet Gigabit timpurii. În rețelele de campus Enterprise, este adesea utilizat pentru a conecta echipamente de birou, cum ar fi computere desktop și imprimante la comutatoarele de rețea pentru a oferi acces stabil la rețea gigabit. Distanța de transmisie variază în funcție de tipul de fibră optică și lungimea de undă utilizată. Când fibra optică multimodă este potrivită cu lungimea de undă de 850 nm, distanța de transmisie poate ajunge în general la aproximativ 550 m; Când fibra optică cu un singur mod este potrivită cu lungimea de undă de 1310nm, distanța de transmisie poate fi extinsă la 10 km sau chiar mai departe. Modelele comune includ SFP-1G-SX (distanță scurtă multimodă), SFP-1G-LX (distanță lungă cu un singur mod) etc.
Modul SFP de 10 Gbps: Odată cu creșterea cererii de lățime de bandă pentru aplicații de rețea, a apărut un modul SFP de 10 Gbps. Acesta a fost utilizat pe scară largă în rețeaua internă de centre de date pentru interconectarea de mare viteză între servere, conexiunea între dispozitivele de stocare și serverele din rețelele de zonă de stocare (SAN) și alte scenarii. Modulul SFP realizează transmisie de date de 10 Gbps de mare viteză prin optimizarea proiectării circuitului intern și folosind lasere, detectoare și alte componente cu viteză mai mare. În ceea ce privește distanța de transmisie, atunci când fibra optică multimodă este utilizată cu noi fibre optice, cum ar fi OM3 și OM4, poate suporta o distanță de transmisie de 300m-500m; Când fibra optică cu un singur mod este utilizată cu lungimi de undă de 1310nm și 1550nm, distanța de transmisie poate atinge 10km-40 km, cum ar fi SFP -10G-SR (multimode scurte-distanță), SFP -10G-LR (distanță lungă cu distanță lungă) și alte modele. Centrele de date Google folosesc module SFP -10G-SR pentru a obține o interconectare de mare viteză între rafturi. Modul de 25 Gbps SFP28: Modulul de 25 Gbps SFP28 este un produs care se adaptează la cerințele mai mari de lățime de bandă a construcției de rețea 5G și a modernizării centrelor de date. În legăturile Fronthaul și Midhaul ale stațiilor de bază 5G, modulul SFP28 este utilizat pentru a realiza conexiunea de mare viteză între echipamentele stației de bază și rețelele de fibre optice, asigurând transmiterea rapidă a datelor stației de bază. În centrul de date, poate fi utilizat pentru a actualiza arhitectura de rețea existentă, pentru a crește rata de transmisie a portului de comutare a rețelei și pentru a obține un schimb de date mai eficient. Modulul SFP28 adoptă tehnologie avansată de proces de 28nm, ceea ce reduce consumul de energie și îmbunătățește integrarea. În ceea ce privește distanța de transmisie, fibra multimodă poate suporta aproximativ 100m-200m, iar fibra cu un singur mod poate obține o transmisie de 10 km-40 km la diferite lungimi de undă, cum ar fi SFP28-25G-SR (distanță scurtă multimodă), SFP28-25G-LR (distanță lungă cu un singur mod), etc.
Rata mai mare (cum ar fi 100Gbps qsfp28 și alte tipuri derivate): pentru a răspunde cererii extreme de transmitere de mare viteză a datelor masive în centre de date la scară ultra-mare, calcule de înaltă performanță și alte câmpuri, au apărut unul după altul. Modulul QSFP28 adoptă un design cu patru canale, iar rata de transmitere a datelor pentru fiecare canal poate atinge 25 Gbps. Cele patru canale funcționează în paralel pentru a obține o rată totală de transmisie de 100 Gbps. În stratul de rețea de bază al centrului de date, modulele QSFP28 sunt utilizate pentru interconectarea de mare viteză între comutatoare pentru a construi o rețea de coloană vertebrală de transmisie a datelor cu lățime mare de bandă mare. Distanța sa de transmisie poate atinge aproximativ 100 m sub fibră optică cu mai multe moduri, iar fibra optică cu un singur mod cu lungimi de undă diferite poate obține o transmisie pe distanțe lungi de 40km-80 km, cum ar fi QSFP28-100G-SR4 (distanță lungă în mai multe moduri), alte modele. Odată cu dezvoltarea tehnologiei, performanța de transmisie este constant optimizată și scenariile de aplicație sunt extinse. Centrele de date AWS utilizează module QSFP28-100G-LR4 pentru a construi o rețea de coloană vertebrală globală. ​
(Ii) Clasificare pe mediu de transmisie
Modul SFP cu mai multe moduri: Modulul SFP cu mai multe moduri este potrivit pentru scenarii de comunicare cu distanță scurtă, cu lățime de bandă mare, cum ar fi conexiunile dintre clădirile din rețelele de campusuri întreprinderi și între rafturile din centrele de date. Folosește fibra optică multimodă ca mediu de transmisie. Diametrul miezului fibrei optice multimode este relativ gros (de obicei 50μm sau 62,5 μm), permițând transmiterea mai multor moduri de lumină în el. Modulul SFP multimode folosește de obicei laserul VCSEL de lungime de undă de 850nm ca sursă de lumină. Datorită dispersiei modului atunci când lumina este transmisă în fibră optică multimodă, semnalul va fi distorsionat pe măsură ce distanța de transmisie crește. Prin urmare, distanța sa de transmisie este în general scurtă. La o viteză de 1 Gbps, distanța de transmisie poate ajunge la 550 m folosind fibre optice multimode obișnuite; La 10 Gbps și rate mai mari, acesta trebuie să fie potrivit cu noi fibre optice multimode, cum ar fi OM3 și OM4, iar distanța de transmisie poate fi crescută la aproximativ 300m-500m. Modulul SFP multimode are avantajele costurilor și întreținerii relativ reduse și simple. Este potrivit pentru scenariile de implementare a rețelei care nu necesită distanță de transmisie ridicată, dar sunt sensibile la costuri.
Modulul SFP cu un singur mod: modulul SFP cu un singur mod este utilizat în principal pentru transmisia de date cu capacitate mare de distanțe lungi, cum ar fi conexiunea de rețea a zonei metropolitane în rețeaua de suprafață largă, transmisia rețelei coloanei vertebrale pe distanțe lungi și interconectarea inter-regională între centrele de date. Folosește fibra optică cu un singur mod ca mediu de transmisie. Diametrul miezului fibrei optice cu un singur mod este relativ subțire (de obicei 9μm), ceea ce permite transmiterea unui mod optic doar în el, reducând foarte mult dispersia modului, astfel încât să se realizeze o transmisie la distanță mai lungă. Modul SFP cu un singur mod

În general, folosește lasere de anghilă cu o lungime de undă de 1310nm sau 1550nm ca sursă de lumină. La o lungime de undă de 1310nm, distanța de transmisie poate atinge 10 km-20 km; La o lungime de undă de 1550nm, cu amplificatorul optic corespunzător, distanța de transmisie poate fi extinsă la 40 km-160 km sau chiar mai departe. Deși costul modulului SFP cu un singur mod este relativ mare, acesta are avantaje incomparabile în transmisia pe distanțe lungi și poate asigura stabilitatea și fiabilitatea semnalului în timpul transmisiei pe distanțe lungi.
(Iii) tip de funcție special

Modulul SFP BIDI (modul de transmisie bidirecțională): Modulul SFP BIDI (bidirecțional) este un modul de transmisie bidirecțională, care realizează transmiterea bidirecțională a datelor pe o fibră optică, economisind eficient resursele din fibră optică. Principiul său de lucru este să utilizeze tehnologia de multiplexare a diviziei de lungime de undă pentru a modula semnalele optice transmise și primite, respectiv, la diferite lungimi de undă și să le transmită în aceeași fibră optică. De exemplu, modulul BIDI SFP comun modulează semnalul de transmisie la lungimea de undă de 1310nm și semnalul de recepție la lungimea de undă de 1550nm și realizează separarea și transmiterea semnalelor bidirecționale prin dispozitive speciale de filtrare și cuplare. În unele scenarii vechi de actualizare a rețelei, cu resurse strânse de fibre sau locuri care sunt extrem de sensibile la costuri și dificil de conectat, cum ar fi rețelele de birouri pentru întreprinderi mici și rețelele de comunicații din zonele îndepărtate, modulul BIDI SFP are avantaje semnificative. Nu poate satisface doar nevoile de comunicare a rețelei, dar, de asemenea, poate reduce dificultatea de costuri și de construcție a depunerii fibrelor. Renovarea unei comunități vechi folosește module BIDI SFP, economisind 50% din resursele de fibre. ​
Modulul SFP CWDM (modul de multiplexare a divizării de undă de undă): CWDM (multiplexarea cu o lungime de undă grosieră) Modulul SFP este un modul de multiplexare a diviziunii de undă grosieră, care îmbunătățește foarte mult capacitatea de transmisie a fibrei optice prin multiplexarea semnalelor optice multiple ale diferitelor lungimi de undă pe aceeași fibră optică. Modulul CWDM SFP folosește de obicei 8 sau 16 lungimi de undă în intervalul lungimii de undă de 1270nm - 1610nm, cu fiecare interval de lungime de undă de aproximativ 20nm. În rețeaua de zonă metropolitană, datele mai multor utilizatori pot fi multiplexate pe o fibră optică până la nodul de bază prin modulul SFP CWDM de diferite lungimi de undă, realizând utilizarea eficientă a resurselor din fibră optică. În comparație cu transmisia tradițională cu o singură lungime de undă, modulul CWDM SFP nu trebuie să depună o cantitate mare de fibre optice, ceea ce reduce costul de construcție și complexitatea gestionării fibrelor optice. ​
Modulul SFP DWDM (modul de multiplexare de divizare de undă densă de undă): DWDM (multiplexarea densă a lungimii de undă de undă) Modulul SFP este un modul de multiplexare a diviziei de undă densă. În comparație cu CWDM, poate multiplex mai multe semnale optice într -un interval mai restrâns de lungime de undă pentru a obține o capacitate mai mare de transmisie a fibrelor optice. Modulul DWDM SFP folosește, în general, un interval de lungime de undă de 1530nm - 1565nm, cu un interval de lungime de undă de până la 0,4 nm sau mai puțin și poate multiplex 80 sau mai multe lungimi de undă pe o singură fibră optică. Modulul DWDM SFP joacă un rol cheie în scenarii cu cerințe de capacitate de transmisie extrem de ridicată, cum ar fi rețelele de coloană vertebrală pe distanțe lungi și interconectarea de mare viteză între centrele de date ultra-mari. Prin tehnologia DWDM, o singură fibră optică poate transporta o rată de transmitere a datelor de mai multe terabite sau chiar mai mari, răspunzând nevoilor de transmitere rapidă a datelor masive la nivel mondial. Deși costul echipamentului și complexitatea tehnică a modulului SFP DWDM sunt mari, în scenariul de aplicație al transmiterii pe distanțe lungi și cu capacitate mare, beneficiile economice și îmbunătățirea performanței rețelei pe care o aduce depășesc cu mult investițiile costurilor.
V. Câmpul aplicației modulului SFP
(I) Centrul de date
Interconectarea serverului: În centrul de date, modulul SFP este utilizat pe scară largă pentru interconectarea dintre servere. Odată cu popularizarea aplicațiilor precum cloud computing și analiza de date mari, serverele din centrele de date trebuie să facă schimb de date la viteză mare și stabil. Module precum SFP, SFP28 și QSFP28 cu o rată de 10 Gbps și mai sus sunt utilizate pe scară largă pentru a conecta cardurile de rețea de server și comutatoarele de rețea, realizând partajarea de date de mare viteză și lucrări de colaborare în cadrul grupurilor de server. De exemplu, în centrele de date de calcul cloud pe scară largă, mai multe servere sunt conectate la comutatoarele de bază prin modulele QSFP28 de 100 Gbps pentru a se asigura că operațiuni precum migrarea mașinii virtuale, backupul și recuperarea datelor pot fi finalizate într-un timp scurt, îmbunătățind eficiența operațională și calitatea serviciilor centrului de date.
Conexiune de rețea de zona de stocare (SAN): Într -o rețea de zonă de stocare, modulul SFP este utilizat pentru a conecta dispozitive de stocare (cum ar fi tablouri de disc, biblioteci de bandă etc.) la servere sau întrerupătoare de stocare. Odată cu creșterea explozivă a volumului de date ale întreprinderii, SAN are cerințe mai mari pentru stabilitatea și viteza transmisiei datelor. Luând ca exemplu industria financiară, datele tranzacțiilor bancare, informațiile despre clienți etc. trebuie să fie stocate și susținute în timp real. Modulul SFP Fibre Channel de 16 Gbps sau 32Gbps poate asigura transmiterea de mare viteză și stabilă a datelor între dispozitivele de stocare și servere.
(Ii) Rețeaua de operator de telecomunicații
Transmisia stației de bază 5G: În arhitectura rețelei 5G, modulul SFP este componenta principală a legăturii de transmisie a stației de bază. În partea frontală a stației de bază, modulul 25G SFP28 realizează o conexiune eficientă între unitatea distribuită (DU) și unitatea de antenă activă (AAU) cu avantajele sale de viteză mare și miniaturizare; În legăturile Midhaul și Backhaul, 100G QSFP28 sau chiar 400G Module QSFP-DD trebuie să fie selectate în funcție de distanță și capacitate. În același timp, pentru a face față cererii suplimentare de lățime de bandă de transmisie a 5G-avansat în viitor, operatorii au început să testeze 50G Module SFP56 pentru a se pregăti pentru actualizări de rețea. ​
Acces în bandă largă cu fibre (FTTH, etc.): În scenariul Fibre-The-Home (FTTH), modulul SFP construiește un canal de date de mare viteză între terminalul liniei optice (OLT) și unitatea de rețea optică (ONU). Pe măsură ce cererea utilizatorilor de locuințe pentru videoclipuri 8K, aplicații VR, etc. Creșterea, tehnologiile de 10g-epon și XG-PON devin treptat populare, iar modulele SFP 10G au devenit configurația standard a echipamentelor OLT.
(Iii) Rețeaua de întreprindere

Conexiune de coloană vertebrală a rețelei de campus: În rețeaua de campus Enterprise, legăturile coloanei vertebrale dintre diferite clădiri necesită conexiuni cu lățime de bandă mare, cu latență scăzută. Modulele SFP de 10g sau 25g sunt adesea folosite pentru a conecta comutatorul de bază al campusului și comutatorul de clădire pentru a asigura transmiterea stabilă a datelor de voce, video și date ale sistemului de afaceri. De exemplu, un mare parc de producție de producție a construit o rețea de coloană vertebrală prin implementarea modulelor 25G SFP28, realizând interconectarea de mare viteză între diverse zone din fabrică și clădiri de birouri, asigurând interacțiunea în timp real a datelor între sistemele de gestionare a producției și sistemele ERP și îmbunătățirea eficienței operaționale generale a întreprinderii. În același timp, unele companii au început să utilizeze module CWDM SFP pentru a transporta mai multe servicii pe o fibră optică, simplificând arhitectura rețelei, reducând în același timp costurile de cablare. ​
Interconectarea filialei Biroului: Pentru birourile de ramuri ale întreprinderii distribuite pe scară largă, modulul SFP oferă o soluție flexibilă pentru interconectarea lor cu rețeaua de sediu. Modulele SFP cu un singur mod, combinate cu linii dedicate operatorului închiriat, pot obține o transmisie de date sigură și fiabilă. Ramurile mici pot utiliza module BIDI SFP pentru a obține o comunicare în două sensuri folosind o singură fibră optică, economisind resurse de fibre optice.
VI Provocările și răspunsurile industriei modulului SFP
(I) provocări tehnice

Integritatea semnalului la rate mari: pe măsură ce rata de transmisie crește la 100 g sau chiar 400g, atenuarea semnalului, problemele de crosstalk și bruiaj devin mai grave. Producătorii trebuie să asigure integritatea semnalului prin optimizarea performanței cu laser și detector și îmbunătățirea algoritmilor de procesare a semnalului, cum ar fi utilizarea tehnologiei de modulare de înaltă ordine (PAM4) și a tehnologiei de egalizare mai avansate. De exemplu, în modulul QSFP-DD de 400G, tehnologia de modulare PAM4 crește numărul de biți transmisi pe simbol la 4 biți, îmbunătățind efectiv rata de transmisie, dar plasând și cerințe mai mari la procesarea semnalului.
Consumul de energie și controlul disipației căldurii: Consumul de energie al modulelor SFP de mare viteză a crescut semnificativ. De exemplu, consumul de energie de 100G Module QSFP28 poate ajunge la 7-8W. Implementarea centralizată a unui număr mare de module va cauza probleme de disipare a căldurii. În acest scop, producătorii folosesc materiale semiconductoare noi și optimizează proiectarea circuitului pentru a reduce consumul de energie, îmbunătățind în același timp structura de ambalare a modulului și îmbunătățind performanța de disipare a căldurii, cum ar fi utilizarea de căldură metalică și optimizarea proiectării conductelor de aer. ​
(Ii) provocări ale pieței
Presiunea costurilor: determinată de extinderea centrului de construcție și date de 5G, cererea pentru modulele SFP a crescut semnificativ, dar concurența pe piață este acerbă și prețurile scad constant. Producătorii trebuie să reducă costurile prin producție pe scară largă și inovație tehnologică și să dezvolte produse diferențiate, cum ar fi module personalizate pentru nevoile specifice ale industriei, pentru a crește valoarea adăugată de produs. ​
Compatibilitate și interoperabilitate: pot exista probleme de compatibilitate între modulele SFP și echipamentele de rețea de la diferiți producători. Organizațiile din industrie, cum ar fi MSA (acordul multi-sursă) asigură interoperabilitatea produselor de la diferiți producători prin formularea standardelor unificate. Utilizatorii trebuie, de asemenea, să testeze strict compatibilitatea modulelor și echipamentelor atunci când cumpără pentru a evita defecțiunile rețelei.
VII. Tendința viitoare de dezvoltare a modulului SFP
Rata de transmisie mai mare: Odată cu dezvoltarea de tehnologii precum inteligența artificială și datele mari, cererea de rată de transmisie continuă să crească. Modulele de 400g, 800g și chiar 1,6T SFP au intrat în stadiul de cercetare și dezvoltare și testare și vor fi comercializate treptat în viitor. ​
Integrare și inteligență: Modulele SFP vor integra mai multe funcții, cum ar fi cipurile de monitorizare inteligente încorporate pentru a obține monitorizarea în timp real a stării modulului și a avertismentului de erori; În același timp, acestea vor fi profund integrate cu sistemul de management al echipamentelor de rețea pentru a îmbunătăți nivelul inteligent de funcționare și întreținere a rețelei. ​
Economisirea energiei ecologice: Dispozitivele cu putere redusă și proiectele de economisire a energiei sunt utilizate pentru a reduce consumul de energie al modulului, care răspunde nevoilor de dezvoltare ecologică ale centrelor de date și rețelelor de comunicații. De exemplu, unii producători au lansat 100G Module SFP cu un consum de energie sub 5W pentru a reduce consumul de energie și costurile de disipare a căldurii. ​
Extinderea noilor scenarii de aplicare: Odată cu dezvoltarea de tehnologii de ultimă oră, cum ar fi 6G și comunicarea cuantică, modulele SFP vor juca un rol în mai multe domenii, cum ar fi transmisia de semnal optic în sistemele de distribuție cu cheie cuantică, aducând noi oportunități de dezvoltare pentru industrie.
Viii. Concluzie
Modulul SFP a devenit o componentă cheie indispensabilă a rețelelor de comunicare moderne datorită flexibilității, a performanței ridicate și a aplicabilității largi. De la centre de date la rețele de telecomunicații, de la campusurile întreprinderilor până la utilizatorii de acasă, modulul SFP acceptă transmiterea eficientă a datelor masive. În ciuda provocărilor duble ale tehnologiei și pieței, determinate de inovația continuă a industriei, modulul SFP se va dezvolta în direcția vitezei mai mari, a consumului de energie mai mică și a mai multor informații, oferind o garanție solidă pentru modernizarea și transformarea viitoarelor rețele de comunicații.