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데이터 양이나 대역폭으로 측정되는 데이터 서비스를 포함한 광섬유 네트워크의 급속한 확장은 광섬유 전송 기술이 미래 네트워킹 시스템에서 중요한 부분을 차지하고 있으며 앞으로도 계속될 것임을 보여줍니다. 네트워크 설계자들은 광섬유 솔루션을 점점 더 선호하고 있는데, 광섬유 솔루션을 사용하면 더욱 유연한 네트워크 아키텍처를 구축할 수 있고 EMI(전자파 간섭) 복원력 및 데이터 보안과 같은 여러 이점을 얻을 수 있기 때문입니다. 광섬유 트랜시버는 이러한 광섬유 연결에서 매우 중요한 역할을 합니다. 광섬유 트랜시버를 설계할 때는 환경 조건, 전기적 조건, 그리고 광 성능이라는 세 가지 측면을 고려해야 합니다.
광섬유 트랜시버 란 무엇인가 ?
광섬유 트랜시버는 신호를 송수신하는 독립형 부품입니다. 일반적으로 하나 이상의 트랜시버 모듈 슬롯을 제공하는 라우터나 네트워크 인터페이스 카드와 같은 장치에 삽입됩니다. 송신기는 전기 입력을 받아 레이저 다이오드 또는 LED에서 광 출력으로 변환합니다. 송신기에서 나온 빛은 커넥터를 통해 광섬유에 연결되어 광섬유 케이블을 통해 전송됩니다. 광섬유 끝에서 나온 빛은 수신기로 연결되어 검출기를 통해 전기 신호로 변환되고, 이 전기 신호는 수신 장비에서 사용할 수 있도록 적절히 조절됩니다. 통신 시장에는 SFP 트랜시버, SFP+ 트랜시버(예: 아래 그림의 SFP-10G-SR), 40G QSFP+, 100G CFP 등 다양한 광 트랜시버가 있습니다.
설계 고려 사항
광섬유 링크가 구리 솔루션보다 더 먼 거리에서 더 높은 데이터 속도를 처리할 수 있다는 것은 사실이며, 이로 인해 광섬유 트랜시버의 사용이 더욱 확대되고 있습니다. 광섬유 트랜시버를 설계할 때는 다음과 같은 측면을 고려해야 합니다.
환경 상황
한 가지 과제는 외부 날씨, 특히 고지대나 노출된 고지대의 악천후입니다. 구성 요소는 더 넓은 온도 범위에서 극한의 환경 조건에서 작동해야 합니다. 광섬유 트랜시버 설계와 관련된 두 번째 환경 문제는 시스템 전력 소모 및 열 방출 특성을 포함하는 호스트 보드 환경입니다.
광섬유 트랜시버의 주요 장점은 상대적으로 낮은 전력 소모량입니다. 그러나 이러한 낮은 전력 소모량이 호스트 구성 시 열 설계를 무시해도 된다는 것을 의미하는 것은 아닙니다. 모듈에서 방출되는 열 에너지를 방출하기 위해서는 충분한 환기 또는 공기 흐름이 필요합니다. 이러한 요구 사항의 일부는 호스트 보드에 장착되고 열 에너지의 통로 역할을 하는 표준화된 SFP 케이지를 통해 해결됩니다. 호스트가 최대 설계 온도에서 작동할 때 디지털 모니터 인터페이스(DMI)에서 보고하는 케이스 온도는 전체 시스템 열 설계의 효율성을 최종적으로 테스트하는 기준입니다.
전기적 상태
광섬유 트랜시버는 본질적으로 전기 장치입니다. 모듈을 통과하는 데이터의 오류 없는 성능을 유지하려면 모듈에 공급되는 전원이 안정적이고 잡음이 없어야 합니다. 또한, 트랜시버를 구동하는 전원은 적절하게 필터링되어야 합니다. 일반적인 필터는 이러한 트랜시버의 초기 설계에 지침이 된 다중 소스 협정(MSA)에 명시되어 있습니다. SFF-8431 사양에 포함된 이러한 설계 중 하나는 아래와 같습니다.
광학 성능
광 성능은 비트 오류율(BER)로 측정됩니다. 광 트랜시버 설계 시 직면하는 문제는 송신기와 수신기의 광 매개변수를 제어하여 광섬유를 따라 전송되는 광 신호의 품질 저하가 BER 성능 저하로 이어지지 않도록 해야 한다는 것입니다. 가장 중요한 매개변수는 전체 링크의 BER입니다. 즉, 링크의 시작 부분은 송신기를 구동하는 전기 신호의 원천이며, 마지막 부분에서는 수신기가 호스트 회로에서 이 전기 신호를 수신하여 해석합니다. 광 트랜시버를 사용하는 통신 링크의 주요 목표는 다양한 링크 거리에서 BER 성능을 보장하고 다양한 공급업체의 타사 트랜시버와의 광범위한 상호 운용성을 보장하는 것입니다.
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