Définition de l’émetteur-récepteur : qu’est-ce qui entre réellement dans ces choses

 

Donc des émetteurs-récepteurs optiques. Ce sont essentiellement les boîtiers qui font fonctionner les réseaux de fibres optiques - en convertissant les signaux électriques en lumière et inversement. Le côté émetteur émet des impulsions lumineuses à travers la fibre, le côté récepteur les capte et les transforme en données électriques que votre équipement peut utiliser.

Vous les trouverez dans les centres de données, les infrastructures de télécommunications et pratiquement partout où de grandes quantités de données circulent. Cisco a signalé que ses émetteurs-récepteurs 400G ont atteint une production en volume en 2019, ce qui vous donne une idée de la rapidité avec laquelle ce produit évolue - nous sommes passés de 10G étant standard à 400G en quinze ans environ.

 

 

Comment fonctionnent les compromis de conception-

 

Ici, les ingénieurs combattent constamment la physique. Les facteurs de forme plus petits semblent parfaits jusqu'à ce que vous réalisiez que vous entassez plus de densité de puissance dans moins d'espace, ce qui entraîne des problèmes de chaleur. Le facteur de forme QSFP28 a poussé 100 Gbit/s via un module de la taille de votre pouce -, soit environ 25 Gbit/s par canal si vous faites le calcul.

Les plages de température sont plus importantes qu’on ne le pense. Les produits grand public-fonctionnent entre 0 et 70 degrés. Les applications industrielles et militaires nécessitent entre -40 et +85 degrés ou plus, atteignant parfois +90 degrés. C'est pourquoi des entreprises comme Radiall se concentrent sur des conceptions robustes - leurs familles S-Light et D-Light gèrent ces portées étendues tout en maintenant une consommation d'énergie raisonnable.

L’avantage des interférences électromagnétiques

La fibre de verre ne se soucie pas des EMI. Mettez du cuivre à côté d'un moteur ou d'un émetteur radio et vous obtiendrez du bruit. La fibre… non. C'est pourquoi les sous-marins, les avions et les installations industrielles préfèrent tous la fibre pour les liaisons critiques. Vous pouvez faire passer la fibre optique le long des lignes à haute tension-sans problème.

 

Chiffres de performance réels sur le terrain

 

Juniper Networks a publié des données montrant que ses modules optiques cohérents atteignaient une capacité de 14,4 Tbit/s sur une seule paire de fibres en 2023 grâce au multiplexage par répartition en longueur d'onde. Ce n'est pas un - théorique déployé dans les réseaux des opérateurs.

La série D-Light de Radiall va jusqu'à 120 Gbit/s et au-delà, regroupant plusieurs canaux dans un seul module.. 12-des versions de canal existent, ce qui signifie que vous pouvez théoriquement transmettre un térabit via un émetteur-récepteur si chaque canal atteint un maximum d'environ 100 G. Les options de montage en surface et enfichables vous permettent de souder directement sur des cartes ou des modules remplaçables à chaud-en fonction des besoins de votre application.

La consommation d’énergie varie énormément. Un SFP+ 10G peut consommer 1,5 watts. Un émetteur-récepteur 400G pourrait consommer 12-15 watts. Multipliez cela sur des centaines de ports dans un commutateur et soudain, vos besoins en refroidissement explosent : les centres de données dépensent parfois presque autant en refroidissement qu'en calcul.

 

 

Facteurs de forme et normes MSA

 

Les accords multi-sources ont standardisé les choses afin que vous ne soyez pas enfermé dans un seul fournisseur. SFP, SFP+, QSFP, QSFP28, QSFP-DD... les acronymes s'accumulent. Chaque génération prend généralement en charge des vitesses plus élevées ou davantage de voies. QSFP-DD a doublé le nombre de voies, passant de 4 à 8, c'est ainsi que nous sommes passés de modules 400G à 800G sans tout repenser complètement.

Des packages personnalisés existent toujours pour les applications spécialisées. Les environnements militaires, aérospatiaux et industriels difficiles - ont besoin d'émetteurs-récepteurs capables de survivre aux vibrations, aux chocs, aux brouillards salins et aux radiations. Les émetteurs-récepteurs commerciaux standard échouent assez rapidement dans ces conditions.

L'intégration des canaux devient dense

Intégrer davantage de canaux dans le même encombrement nécessite une meilleure gestion thermique et des tolérances de fabrication plus strictes. La stabilité de la longueur d'onde sur un émetteur-récepteur DWDM doit rester dans une plage d'environ 0,01 nm, sinon vous obtenez une diaphonie entre les canaux. C'est pourquoi ces choses coûtent ce qu'elles coûtent - la précision requise est légitimement difficile.

L'approche de Radiall avec différents nombres de canaux (2, 4, 12) vous permet d'adapter l'émetteur-récepteur à vos besoins réels au lieu de payer pour des fonctionnalités que vous n'utiliserez pas. Un point de terminaison de réseau de capteurs fonctionnant à des vitesses inférieures n'a pas besoin d'une bête à 12-canaux -, la version S-Light à un ou deux canaux a plus de sens ici.

 

 

Où cette technologie est réellement utilisée

 

Les réseaux fédérateurs de télécommunications relient les villes et les pays - qui utilisent des émetteurs-récepteurs à longue portée-haute puissance avec amplification externe. La série OptiXtrans de Huawei gère jusqu'à 800 km sans régénération grâce à la détection cohérente et à la correction d'erreur directe.

Les interconnexions des centres de données entre les bâtiments ou les installations du campus fonctionnent généralement à 10 G ou 25 G par voie sur des distances plus courtes, peut-être 2-10 km. Les émetteurs-récepteurs coûtent moins cher car vous n’avez pas besoin d’optiques sophistiquées à longue portée ni d’une correction d’erreur importante.

À l'intérieur d'un rack de centre de données connectant des serveurs à des commutateurs, vous avez parfois une portée encore plus courte de - 100 mètres, voire moins. Ces émetteurs-récepteurs sont optimisés pour un faible coût et une faible consommation plutôt que pour la distance.

La compatibilité avec les interfaces FPGA et SERDES est importante pour les applications de traitement du signal. Vous avez besoin que l'interface électrique de l'émetteur-récepteur corresponde à ce qu'attend votre puce de traitement, sinon vous ajoutez des étapes de conversion qui consomment de l'énergie et ajoutent de la latence.

La construction non-métallique de la fibre signifie que vous pouvez tirer des câbles à travers des espaces où le cuivre capterait des interférences ou créerait des problèmes de boucle de terre. Équipement d'imagerie médicale, instruments scientifiques, production audio/vidéo - de nombreux endroits où la transmission propre du signal compte plus que le coût brut.