В SFP модулях устанавливаются различные приемники и передатчики, названия которых вызывают у многих людей, работающих с этом оборудованием различные недоумения. Например, многие специалисты – особенно коммерческой сферы – задаются вопросом: почему в паре модулей SFP WDM 20 км один из модулей в два раза дороже второго. В этой статье мы ответим на этот вопрос.
Даже если вы вскроете корпус SFP-трансивера, то самих приемников и передатчиков внутри модуля вы не увидите. Они собраны в специальной устройство, которое называется BOSA, TOSA или ROSA.
- TOSA – это transceiver optical sub-assembly
- ROSA – receiver optical sub-assembly
- BOSA – соответственно, bidirectional optical sub-assembly.
Переводится как: оптическая предсборка передатчики, приемника и двунаправленная оптическая предсборка. Предсборка, по сути, представляет из себя корпус с установленным внутри лазером, приемником или обоими сразу. Последний вариант предназначен для модулей WDM.
Начнем с того, какие бывают передатчики. Самый простой передатчик – это диодный лазер VCSEL, он используется для передачи в многомодовое волокно. Мощность такого передатчика невелика; у обычного модуля SFP для многомодового оптического волокна – например, у MT-SFP-G-DF-85-S05-CD – она составляет от -9 до -3 дБм. (Если вы плохо разбираетесь в том, что такое дБм, то рекомендуем прочесть нашу статью об этой единице измерения).
VCSEL диодные лазеры используются только для многомодового волокна, и в многомодовом волокне используются только VCSEL. Между ними можно ставить знак равенства.
Одна важная особенность, которую нужно рассказать о VCSEL – это ограничение возможной скорости. В настоящее время (2013 год) она ограничена 10 гигабитами в секунду. Есть лазеры со стабильной скоростью передачи в 25 Гб/c, но в промышленных масштабах они еще не производятся. С ассортименте многих производителей есть модули QSFP+ 40 гигабит в секунду для многомодового волокна, но они рассчитаны на использование четырех пар волокон.
На фото показан как раз разъем для таких модулей. Он называется MPO.
VCSEL-лазер довольно прост. Это вертикально-излучающий лазер. Он представляет из себя полупроводниковую поверхность, которая излучает в перпендикулярном направлении фотоны света. Главным преимуществом этого типа лазера является простота его производства. Их производят массово, дешево и с минимальным процентом брака. На этом преимущества VCSEL заканчиваются. Для передачи в одномодовое волокно они не годятся – их излучение слишком нестабильно.
Теперь можно перейти к лазерам для одномодового оптического волокна. Самый просто лазер для одномода называется FP-лазер. FP расшифровывается как Fabry-Perot, он назван в честь двоих французских ученых – Чарльза Фабре и Альфреда Перо. Этот лазер несколько сложнее, чем VCSEL. В нем используется резонатор из двух параллельных зеркал, который дает «стоячую» волну с гораздо лучшими параметрами стабильности частоты.
Такие лазеры используются при передаче данных на небольшие расстояния. Ими снабжаются, к примеру, модули SFP WDM на 3 км (MT-SFP-G-WDM-35-03-CDS и MT-SFP-G-WDM-53-03-CDS) или «двухглазые» модули MT-SFP-G-DF-31-20-CD. Проблемой этих лазеров является их нестабильная работа при больших температурах. Стоит такому лазеру разогреться до 70 градусов – и хорошей связи можно не ждать. Кроме того, применяемый резонатор Фабре-Перо дает не слишком стабильное излучение, которое подвержено заметной дисперсии в волокне. На скоростях 10 G и выше такие лазеры почти не применяются. Немногие модули SFP+ и XFP, которые имеют такие лазеры – это достаточно сомнительное решение с дальностью передачи 2 км по одномодовому волокну.
Следующим лазером, который очень массово используется для передачи по одномодовому волокну – это лазеры DFB (distributed feedback laser), лазеры с распределенной обратной связью.
Такой лазер имеет периодическую решетку резонатора, дает гораздо более стабильное и мощное излучение чем FP лазеры. Он может давать излучение до +6 дБм. Такие лазеры используют в почти во всех модулях SFP, SFP+ и XFP на расстояниях от 10 километров на скоростях 1 Гбит/c и на расстояниях от 10 км до 40 км на скоростях 10 Гбит/с.
Лазеры DFB хорошо работают при высоких температурах, излучают стабильной сигнал, но на больших скоростях и дальней передаче не хватает стабильности даже таких лазеров. В этих случаях используются EML лазеры, но о них мы поговорим в следующей части нашего обзора.