Метаморфозы приемопередатчиков

Прежде чем начать говорить о приемопередатчиках, мы поговорим о некоторых событиях из нашей повседневной жизни. В настоящее время мобильные телефоны быстро становятся необходимыми приспособлениями в нашей повседневной жизни, и рынок оборудования и программного обеспечения для мобильных телефонов также процветает вместе с ними. Когда вы получаете новый мобильный телефон, первое, что вы делаете, это устанавливаете всевозможные приложения для своего телефона. Но предпосылка заключается в том, что у вас должно быть достаточно памяти для поддержки этого. Если у вас есть опыт покупки карты памяти для вашего мобильного телефона, вы можете обнаружить, что очень трудно принять решение. Потому что на рынке есть все виды карт памяти. Когда продавец с большим энтузиазмом продвигает свою продукцию: карта SD, карта TF, карта CF или карта памяти; 8 ГБ, 16 ГБ, 32 ГБ, 64 ГБ или даже 128 ГБ; класс 4, класс 6 или класс 10 и т. д., ваше сердце просто шепчет, что, черт возьми, они такое.

Подобно тому, как карты памяти можно разделить на SD-карты, TF-карты и флешки, приёмопередатчики также различаются по типам и интерфейсам, что называется «формой упаковки». Форма упаковки является основным принципом классификации приёмопередатчиков и их разделения на категории.

Как мы знаем, «трансивер» — это сложное слово, состоящее из слов «передатчик» и «приёмник». Фактически, до появления трансиверов на рынке существовало два устройства: передатчик и приёмник. В то время передатчики и приёмники производились и продавались некоторыми крупными производителями телекоммуникационного оборудования без стандартизации размеров, точно так же, как те зарядные устройства для телефонов имели разные разъёмы и не были совместимы. Пользователям было очень неудобно использовать такие передатчики и приёмники. Тогда производители обсудили этот вопрос и разработали игровое правило под названием MSA (Multi Source Agreement), чтобы стандартизировать игру. После этого многие компании, производящие трансиверы, стали известны.

ГБИК

Появление Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с или 1 Гбит/с) выводит передачу данных на новый уровень. Разъёмы RJ45 и сетевые кабели не могли удовлетворить требования передачи на большие расстояния, поскольку они обеспечивали передачу данных только в пределах 100 метров. Даже кабель Cat6, из-за своей ограниченной пропускной способности, был доступен для передачи данных на короткие расстояния только в достаточно благоприятной электромагнитной обстановке. В этом случае требовался своего рода опто-электрический преобразователь интерфейса, использующий свет для соединения и связи. GBIC (гигабитный преобразователь интерфейса) отвечает этим требованиям и становится первым стандартизированным приёмопередатчиком с пакетным интерфейсом. Появление GBIC стало важной вехой в развитии приёмопередатчиков и имело эпохальное значение.

SFP/XFP/SFP+

По мере развития технологий размеры модулей приёмопередатчиков становятся всё меньше и меньше. В результате на рынке появился mini GBIC, также называемый модулем Small Form-Factor Pluggable (SFP). Подобно тому, как карта micro SD является улучшенной версией SD-карты, SFP представляет собой усовершенствованную версию GBIC-трансивера. Это компактный приёмопередатчик с возможностью горячей замены, используемый как в телекоммуникационных приложениях, так и в системах передачи данных.

Помимо размера, скорость передачи данных SFP также постоянно увеличивается, например, 1,25G, 2,5G, 4G и т.д. Однако, когда скорость достигла 10G, оказалось, что инкапсуляция слишком мала для размещения большого количества компонентов. Чтобы решить эту проблему, был представлен новый стандарт приёмопередатчиков — модули XFP .

В римских цифрах «V» означает 5, а «X» означает «10». Таким образом, XFP — это 10-гигабитные модули Small Form-Factor Pluggable, способные передавать сигналы со скоростью 10 Гбит/с. Между тем, благодаря развивающимся технологиям, проблема, связанная с тем, что SFP не мог вместить в свой корпус столько компонентов, чтобы достичь скорости 10 Гбит/с (в 2006 году), была решена в 2009 году. Потому что после трёх лет разработки компоненты могут быть спроектированы с высокой степенью интеграции и меньшими размерами. Этот 10-гигабитный SFP получил название SFP+, то есть улучшенный Small Form-Factor Pluggable. По сравнению с SFP, SFP+ имеет с ним общие характеристики по размеру, функциям, определению разъёма и так далее. В целях классификации тот, который может поддерживать скорость 8 Гбит/с или даже выше, называется SFP+.

Транспондер 300PIN/XENPAK/XPAK/X2

На самом деле, XFP — не первый 10G-трансивер на рынке. До появления XFP рынок 10G-трансиверов уже прошел через 300Pin и XENPAK/XPAK/X2. Поскольку эти типы продуктов интегрированы с чипами SerDes, мы обычно называем их транспондерами, а не трансиверами.

Число сигналов, передаваемых по электрическому интерфейсу, постоянно растет, поэтому для удовлетворения этой потребности увеличивается число контактов в электрическом разъеме. Разъем на 300 контактов имеет структуру 30 столбцов x 10 рядов (как показано на следующем рисунке) и соответствует требованиям того времени.

В 2002 году из-за технических ограничений пришлось искать новые решения, чтобы переломить ситуацию. С одной стороны, было сложно передавать сигналы по одному кабелю со скоростью 10 Гбит/с на хост-плату пользователя. Трансиверы взялись за решение этой задачи, внедрив в конструкцию две микросхемы SerDes — мультиплексор и демультиплексор. В этом случае скорость передачи данных хост-платы пользователя снижалась, поскольку последовательный сигнал 10 Гбит/с делился на 16 последовательных сигналов, каждый из которых имел скорость 644 Мбит/с. С другой стороны, в то время компоненты трансивера были настолько большими, что их невозможно было разместить в модуле Small Form-Factor Pluggable (как показано на рисунке ниже).

Но со временем пропускная способность пользовательских хост-плат постоянно росла, что позволило передавать сигналы со скоростью 3 Гбит/с. В результате 16-канальные сигналы были заменены на 4-канальные, что позволило уменьшить габариты трансиверов. Такие трансиверы называются 10-гигабитными трансиверами второго поколения. Первая буква их обозначения — «X» (X обозначает 10 римскими цифрами, как уже упоминалось), например, XENPAK , XPA и X2, которые могут достигать скорости передачи данных до 10 Гбит/с.

К 2006 году, с развитием схемы предыскажений и технологии балансировки, передача сигналов со скоростью 10 Гбит/с по одному волокну на материнской плате стала несложной. В результате чип SerDes с тех пор больше не нужен. Кроме того, миниатюризация стала возможной благодаря уменьшению размера оптических компонентов и более высокой степени интеграции микросхем. На рынке появились приёмопередатчики третьего поколения, а именно XFP и SFP+, которые до сих пор широко используются в современных 10G-приложениях.

Разработанная тенденция и судьба формы корпуса приемопередатчика

Как говорится, чтобы поймать рыбу на крючок, первым делом нужно узнать, что ей нравится. С трансиверами ситуация та же. Тенденция развития трансиверов зависит от потребностей клиентов. И дело в том, что клиентам всегда нужны более быстрые, компактные, с низким энергопотреблением, более функциональные и более экономичные трансиверы. Различные пакеты трансиверов появляются на рынке одна за другой. Поскольку новое поколение корпусов трансиверов постепенно заменит предыдущее поколение, старая версия также должна обновляться, в противном случае она должна постепенно заменяться, пока не исчезнет. Например, когда к нам пришел XFP, транспондер был заменен постепенно. Благодаря добавлению настраиваемой технологии, транспондеры 10G все еще присутствуют на рынке до сих пор. Но теперь SFP+ также реализует настраиваемую технологию, что указывает на то, что XFP рано или поздно исчезнет.

«Когда-то люди считали меня лучшим устройством для передачи сигнала. Теперь, когда появился новый приёмопередатчик, я начал им надоедать». Возможно, это монолог сердца каждого приёмопередатчика или его более старой версии.

На самом деле, то же, что происходит с транспондерами или старыми версиями трансиверов, касается и людей. Если вы перестанете совершенствоваться, вас рано или поздно заменят. Люди услышат лишь новую улыбку, но никто не обратит внимания на ваши слёзы в углу.

Эта статья посвящена транспондерам, а также тем старым трансиверам, которые когда-то пережили славные времена, но наконец-то были заменены. Завершить свой пост я хочу стихотворением эпохи Тан «Королевский павильон»:

<<行宫>>
寥落古行宫,
宫花寂寞红。
白头宫女在,
闲坐说玄宗。

(Общая идея: Со временем дворцовые служанки стареют, а красные цветы в холодном и унылом дворце все еще цветут. Эти одинокие дамы могут только сидеть и говорить о былой славе.)

Постойте-ка, это всё? Абсолютно нет. На самом деле, SFP+ всё ещё не последний. На рынке появился новый парень под названием «Parallel», и началась новая революция. Подробнее читайте в нашем блоге на следующей неделе.