Komplexná analýza modulu SFP: od základov po aplikácie

I. Úvod

I) Dôležitá poloha Modul SFP v oblasti komunikácie

V modernej a rýchlo sa rozvíjajúcom architektúre komunikačnej siete sa modul SFP (malý forma-faktorový), to znamená malý modul, sa stal kľúčovým základným komponentom. Vďaka exponenciálnemu rastu dátovej prenosu je to, či je to vysokorýchlostná výmena a prenos masívnych údajov v dátovom centre alebo interakcia s informáciami o veľkej kapacite a veľkej kapacite v sieti širokej oblasti alebo sieť podnikového kampusu, ktorá vyhovuje potrebám vysokej šírky pásma a nízkej latencie pre expanziu v kancelárii a podnikaní, moduly SFP sa zohráva iReplasaovateľnú úlohu. Je to jeden zo základných prvkov na zabezpečenie efektívnej a stabilnej prevádzky siete.

Ii) Trend rozvoja priemyslu a jeho vplyv na modul SFP

V súčasnosti sa komunikačný priemysel usiluje o špičkové oblasti, ako je 5G, internet vecí a cloud computing. Rozsiahle nasadenie sietí 5G uviedlo mimoriadne vysoké požiadavky na prenosovú rýchlosť a kapacitu medzi základnými stanicami a medzi základnými stanicami a základnými sieťami. Modul SFP musí mať vyššiu mieru, ako je napríklad vyvíjanie z tradičných 1G a 10G na 25 g, 100 g alebo dokonca vyššie sadzby, aby sa prispôsobili prepojeniam Fronthaul, Medaul a Backhaul sietí 5G. Vzostup internetu vecí umožnil desiatkam miliárd zariadení na prístup k sieti, čo viedlo k modulu SFP na nepretržitú optimalizáciu nákladov a spotreby energie a zároveň podporovali ďalšie pripojenia na splnenie charakteristík nízkej spotreby energie a rozsiahleho nasadenia zariadení IoT. Silný vývoj cloud computingu podporoval nepretržité rozširovanie a modernizáciu dátových centier. Prepojenie serverov v dátových centrách, vysokorýchlostná komunikácia úložných zariadení a výpočtové uzly sa spoliehajú na modul SFP, aby dosiahol vysokorýchlostný a vysokorýchlostný prenos údajov, čo viedlo k inovatívnym požiadavkám na modul SFP z hľadiska výkonu, hustoty a kompatibility. 2. Základný prehľad modulu SFP

I) Definícia a základné koncepty

Definícia modulu SFP: SFP Modul je modul s malým balíkom s prepustením za tepla, ktorý je určený na poskytovanie flexibilných riešení optoelektronických rozhraní pre sieťové zariadenia (napríklad prepínače, smerovače, sieťové karty servera atď.). Môže previesť elektrické signály na optické signály pre prenos optických vlákien alebo naopak, previesť prijaté optické signály na elektrické signály, aby sa dosiahlo efektívne spojenie medzi sieťovými zariadeniami a optickými vláknami. Táto funkcia plug-and-play zlepšuje prevádzku a efektívnosť údržby siete o viac ako 30%, čo výrazne znižuje náklady na manuálnu údržbu.

Rozdiely od iných modulov (ako je GBIC atď.): V porovnaní s skorom prevodníkom rozhrania gigabitu (GBIC), modul SFP dosiahol významné zníženie veľkosti, s objemom iba približne polovice objemu GBIC, ktorý umožňuje sieťové zariadenia na konfiguráciu viacerých portov v obmedzenom panelovom priestore, výrazne zlepšuje hustotu portu. Pokiaľ ide o funkciu, aj keď obidve majú optoelektronické konverzné schopnosti, modul SFP je v technológii pokročilejší, podporuje vyššie rýchlosti prenosu údajov a má lepší výkon pri spotrebe energie, rozptyle tepla a kompatibility. Napríklad GBIC zvyčajne podporuje maximálnu rýchlosť 1 Gbps, zatiaľ čo modul SFP dokáže nielen ľahko spracovať 1 Gbps, ale tiež sa rozšíriť na 10 Gbps a vyššie rýchlosti. Po tom, čo určitý model prepínača prijme porty SFP, sa hustota portu na jednotku zvýši z 8 portov v ERA GBIC na 32 portov a miera využitia priestoru sa zvyšuje o 4 krát. ​
Ii) Štrukturálna analýza

Vnútorné komponenty (lasery, detektory atď.): Modul SFP sa skladá hlavne z hlavných komponentov, ako sú lasery (používané na prevod elektrických signálov na optické signály pre emisie, vrátane vertikálneho povrchu dutiny emitujúcich lasery VCSE a odlišné odlišné odstupy na hranicu sú vhodné pre rôzne prenosové vzdialenosti a požiadavky Signály, bežné sú pin fotodiody a lavínové fotodiódy APD), obvody na spracovanie signálu (modulácia, demodulácia, amplifikácia, tvarovanie atď. Elektrických signálov na zabezpečenie presného prenosu a príjmu signálov) a riadiace obvody (používané na monitorovanie a kontrolu pracovného stavu modulu, ako je teplota, prúd zakončenia atď.). Ako príklad vezme modul 10G SFP, jeho laser VCSEL pracuje pri vlnovej dĺžke 850 nm. S detektorom APD môže dosiahnuť 300 metrov stabilného prenosu na multimódovom optickom vlákne. ​
Dizajn externého rozhrania (LC rozhranie atď.): Externé rozhranie modulu SFP zvyčajne prijíma rozhranie LC (Lucent Connector), ktoré má výhody malého veľkosti, pohodlného pripojenia a zapojenia s vysokou hustotou. Rozhranie LC je duplexný dizajn, ktorý realizuje odosielanie a prijímanie optických signálov prostredníctvom dvoch rozhraní optických vlákien, ktoré zabezpečujú obojsmerný prenos údajov. Vďaka dizajnu doplnku je modul mimoriadne pohodlný na inštaláciu a nahradenie bez potreby zložitých nástrojov a profesionálnych zručností, čo výrazne zlepšuje efektívnosť nasadenia a údržby siete. Po tom, čo dátové centrum prijalo modul LC rozhrania SFP, bol čas zapojenia skrátený zo 4 hodín/skrinky tradičného rozhrania na 1,5 hodiny. ​
III. Pracovný princíp modulu SFP
I) Mechanizmus fotoelektrickej konverzie
Proces prevodu elektrických signálov na optické signály: Keď sa elektrický signál sieťového zariadenia prenesie do modulu SFP, najskôr vstúpi do hnacieho obvodu laseru. Obvod presne upravuje skreslený prúd poskytnutý laseru podľa amplitúdových a frekvenčných zmien vstupného elektrického signálu. Laser, ktorý je poháňaný predpätým prúdom, generuje optický signál zodpovedajúci vstupnému elektrickému signálu. Napríklad pre digitálny signál „1“ laser výstupuje silnou optickou silou; Pre digitálny signál „0“ laser výstupuje slabým alebo žiadnym výstupným optickým výkonom. Týmto spôsobom sa realizuje konverzia elektrických signálov na optické signály a konvertované optické signály sú spojené do optického vlákna cez rozhranie optických vlákien na prenos. Modul SFP pomocou technológie priamej modulácie má moduláciu až 28 Gbps, čo spĺňa požiadavky Fronthaul v sieti 5G. ​
Proces prevodu optických signálov na elektrické signály: na prijímacom konci optický signál vysielaný optickým vláknom vstupuje do detektora modulu SFP. Detektor prevedie prijatý optický výkon na zodpovedajúci elektrický signál. Generovaný elektrický signál je zvyčajne veľmi slabý a musí ho zosilniť predzosilňovačom. Amplifikovaný elektrický signál sa potom tvaruje a obnovuje na pôvodný digitálny signál prostredníctvom následných obvodov spracovania signálu, ako je napríklad obmedzenie zosilňovačov a rozhodovacie obvody. Nakoniec sa spracovaný elektrický signál prenáša do sieťového zariadenia na dokončenie procesu konverzie z optických signálov na elektrické signály. Pokročilá technológia vyrovnávania môže zvýšiť citlivosť prijímania na -28 dbm a rozšíriť prenosovú vzdialenosť. ​
Ii) Proces prenosu údajov
Spracovanie a prenos údajov na konci vysielania: Na konci vysielania sieťové zariadenie odošle údaje na prenos do modulu SFP vo forme elektrických signálov. Po zadaní modulu SFP sa údaje najskôr kódujú kódovacím obvodom, ako je kódovanie 8B/10B, aby sa zlepšila spoľahlivosť a anti-interferenčná schopnosť prenosu údajov. Kódované údaje sú modulované do lasera laserovým hnacím obvodom, prevedené na optický signál a vysielajú sa cez optické vlákno. Počas tohto procesu modul SFP tiež monitoruje a upravuje výkon prenášaného optického signálu, aby sa zabezpečilo, že pevnosť optického signálu je v príslušnom rozsahu prenosu optických vlákien, aby sa zabezpečila účinná prenosová vzdialenosť a kvalita signálu. Modul 25G SFP28 nasadený operátorom riadi rozsah fluktuácie optického výkonu v rámci ± 0,5 dB prostredníctvom automatickej funkcie riadenia výkonu. ​
Príjem údajov a obnovenie na prijímacom konci: Na prijímacom konci modul SFP prijíma optický signál z optického vlákna cez detektor a prevádza ho na elektrický signál. Po predbežnej amplifikácii a filtrovaní elektrický signál vstupuje do dekódovacieho obvodu na dekódovanie, aby sa obnovil pôvodný dátový signál. Zároveň modul SFP na prijímacom konci monitoruje kvalitu prijatého signálu, ako sú ukazovatele, ako je bit chybová miera. Ak sa zistí, že kvalita signálu je slabá, odosielací koniec bude upozornený mechanizmom spätnej väzby na úpravu parametrov odosielania, alebo sa prijatý signál opraví, aby sa zabezpečilo, že údaje nakoniec prenášané do sieťového zariadenia sú presné. Modul 100G QSFP28 nasadený v dátovom centre využíva technológiu korekcie chyby FOC Forward na zníženie miery bitovej chybovosti z 10^-4 na 10^-15. ​
Iv. Klasifikácia typov modulov SFP
I) Klasifikácia podľa rýchlosti prenosu
Modul 1 Gbps SFP: modul 1 Gbps SFP je relatívne základný a bežný typ, ktorý sa bežne používa v skorých gigabitových ethernetových sieťach. V sieťach Enterprise Campus sa často používa na pripojenie kancelárskych zariadení, ako sú stolné počítače a tlačiarne, k sieťovým prepínačom, aby sa zabezpečil stabilný prístup k sieti Gigabit. Vzdialenosť prenosu sa líši v závislosti od typu použitej optickej vlákna a vlnovej dĺžky. Ak sa multimódové optické vlákno zhoduje s vlnovou dĺžkou 850 nm, prenosová vzdialenosť môže vo všeobecnosti dosiahnuť asi 550 metrov; Ak je optické vlákno s jedným režimom zhodné s vlnovou dĺžkou 1310 Nm, prenosová vzdialenosť sa môže rozšíriť na 10 km alebo ešte ďalej. Bežné modely zahŕňajú SFP-1G-SX (multimódová krátka vzdialenosť), SFP-1G-LX (na dlhú vzdialenosť v jednom režime) atď.
10 Gbps SFP modul: S rastom dopytu po šírke pásma pre sieťové aplikácie vznikol modul 10 Gbps SFP. Všeobecne sa používa vo vnútornej sieti dátových centier na vysokorýchlostné prepojenie medzi servermi, spojenie medzi úložnými zariadeniami a servermi v siete úložných priestorov (SANS) a ďalšími scenármi. Modul SFP dosahuje vysokorýchlostný prenos údajov 10 Gbps optimalizáciou konštrukcie vnútorného obvodu a použitím vyšších laserov, detektorov a ďalších komponentov. Pokiaľ ide o prenosovú vzdialenosť, keď sa používa multimódové optické vlákno s novými optickými vláknami, ako sú OM3 a OM4, môže podporovať prenosovú vzdialenosť 300 m-500 m; Ak sa optické vlákna s jedným režimom používa s vlnovými dĺžkami 1310 NM a 1550 NM, prenosová vzdialenosť môže dosiahnuť 10 km-40 km, ako sú SFP -10G-SR (multimódia krátke dĺžky), SFP -10G-LR (s jedným režimom s dlhou vzdialenosťou) a ďalšie modely. Dátové centrá Google používajú moduly SFP -10G-SR na dosiahnutie vysokorýchlostného prepojenia medzi stojanmi. Modul 25 Gbps SFP28: Modul 25 Gbps SFP28 je produkt, ktorý sa prispôsobuje vyšším požiadavkám na šírku pásma 5G siete Construction and Upgrady Center Center. V prepojeniach Fronthaul a MidHaul na základných staniciach 5G sa modul SFP28 používa na dosiahnutie vysokorýchlostného spojenia medzi zariadeniami základňovej stanice a siete optických vlákien, čím sa zabezpečuje rýchly prenos údajov o základných staniciach. V dátovom centre sa môže použiť na modernizáciu existujúcej architektúry siete, na zvýšenie rýchlosti prenosu sieťového prepínača a dosiahnutie efektívnejšej výmeny údajov. Modul SFP28 prijíma pokročilú technológiu procesu 28nm, ktorá znižuje spotrebu energie a zlepšuje integráciu. Pokiaľ ide o prenosovú vzdialenosť, multimódové vlákno môže podporovať približne 100 m-200 m a vlákno s jedným režimom môže dosiahnuť prenos 10 km-40 km pri rôznych vlnových dĺžkach, ako je SFP28-25G-SR (multimódová krátka vzdialenosť), SFP28-25G-LR (single režim) atď.
Vyššia miera (napríklad 100 Gbps QSFP28 a ďalšie typy derivátov): Aby sa uspokojil extrémny dopyt po vysokorýchlostnom prenose masívnych údajov v dátových centrách ultra-large, vysokovýkonné výpočty a ďalšie polia, moduly s vyššou úrovňou QSFP28 sa objavili jeden po druhom. Modul QSFP28 prijíma štvorkanálový návrh a rýchlosť prenosu údajov každého kanála môže dosiahnuť 25 Gbps. Štyri kanály fungujú paralelne, aby sa dosiahla celková rýchlosť prenosu 100 Gbps. V jadrovej sieťovej vrstve dátového centra sa moduly QSFP28 používajú na vysokorýchlostné prepojenie medzi prepínačmi na vytvorenie nízko-latenčnej siete prenosu dát s nízkou latenciou a vysokej šírky. Jeho prenosová vzdialenosť môže dosiahnuť približne 100 metrov pri viacerých optických vláknach a optické vlákno s jedným režimom s rôznymi vlnovými dĺžkami môže dosiahnuť prenos dlhých vzdialenosti 40 km-80 km, ako je napríklad QSFP28-100G-SR4 (viacmode-režim s krátkym vzdialenosťou), QSFP28-100G-LR4 (single-módový dlhý diaľkový) a ďalšie modely. S vývojom technológie je výkon prenosu neustále optimalizovaný a scenáre aplikácií sa rozširujú. Dátové centrá AWS používajú moduly QSFP28-100G-LR4 na vytvorenie globálnej siete chrbtice. ​
Ii) Klasifikácia prenosovým médiom
Multi-režimový modul SFP: Multi-režimový modul SFP je vhodný pre krátkodobé komunikačné scenáre s vysokým pásmom, ako sú pripojenia medzi budovami v sieťach Enterprise Campus a medzi stojanmi v dátových centrách. Ako prenosové médium používa multimódové optické vlákno. Priemer jadra multimódového optického vlákna je relatívne hrubý (bežne 50 μm alebo 62,5 μm), čo v ňom umožňuje prenos viac režimov svetla. Multimódový modul SFP obvykle používa ako zdroj svetla laser s vlnovou dĺžkou 850 nm. Vďaka disperzii režimu, keď sa svetlo vysiela v multimódovom optickom vlákne, bude signál skreslený so zvyšovaním prenosovej vzdialenosti. Preto je jeho prenosová vzdialenosť vo všeobecnosti krátka. Pri rýchlosti 1 Gbps môže prenosová vzdialenosť dosiahnuť 550 metrov pomocou bežného multimódového optického vlákna; Pri 10 Gbps a vyššie rýchlosti je potrebné porovnávať s novými multimódovými optickými vláknami, ako sú OM3 a OM4, a prenosová vzdialenosť sa môže zvýšiť na približne 300 m-500 m. Multimódový modul SFP má výhody relatívne nízkej ceny a jednoduchej inštalácie a údržby. Je vhodný pre scenáre nasadenia siete, ktoré nevyžadujú vysokú prenosovú vzdialenosť, ale sú citlivé na náklady.
Modul s jedným režimom SFP: Modul s jedným režimom SFP sa používa hlavne na prenos dátových údajov na dlhé vzdialenosti, ako je napríklad sieťová sieť Metropolitan v širokej oblasti, siete na dlhé vzdialenosti, prenos siete na dlhé vzdialenosti a medziregionálne vzájomné prepojenie medzi dátovými centrami. Ako prenosové médium používa optické vlákno s jedným režimom. Priemer jadra optického vlákna s jedným režimom je relatívne tenký (zvyčajne 9 μm), ktorý umožňuje prenos iba jedného optického režimu, ktorý výrazne znižuje disperziu režimu, aby sa dosiahol prenos na dlhšiu vzdialenosť. Modul SFP

E vo všeobecnosti používa ako zdroj svetla lasery úhorov s vlnovou dĺžkou 1310 Nm alebo 1550 Nm. Pri vlnovej dĺžke 1310 Nm môže prenosová vzdialenosť dosiahnuť 10 km-20 km; Pri vlnovej dĺžke 1550 Nm, s príslušným optickým zosilňovačom sa prenosová vzdialenosť môže rozšíriť na 40 km-160 km alebo ešte ďalej. Aj keď náklady na modul SFP s jedným režimom sú relatívne vysoké, má neporovnateľné výhody pri prenose na veľké vzdialenosti a môžu zabezpečiť stabilitu a spoľahlivosť signálu počas prenosu na veľké vzdialenosti.
Iii) typ špeciálnej funkcie

Modul BIDI SFP (modul obojsmerného prenosu): BIDI (obojsmerný) modul SFP je obojsmerný prenosový modul, ktorý realizuje obojsmerný prenos údajov na jednom optickom vlákne, čím efektívne ukladá zdroje optických vlákien. Jeho pracovným princípom je použitie technológie multiplexovania vlnovej dĺžky na moduláciu prenášaných a prijímaných optických signálov na rôzne vlnové dĺžky a ich prenos v rovnakom optickom vlákne. Napríklad spoločný modul BIDI SFP moduluje vysielací signál na vlnovú dĺžku 1310 NM a prijímací signál do vlnovej dĺžky 1550nm a realizuje separáciu a prenos obojsmerných signálov prostredníctvom špeciálnych filtrovacích a spojovacích zariadení. V niektorých starých scenároch modernizácie siete s prísnymi zdrojmi vlákien alebo miest, ktoré sú mimoriadne citlivé na náklady a ťažko sa dosahujú, ako sú napríklad malé podnikové kancelárske siete a komunikačné siete v odľahlých oblastiach, má modul Bidi SFP značné výhody. Môže nielen uspokojiť potreby komunikácie v sieti, ale tiež znížiť náklady a výstavbu prikladania vlákien. Renovácia starej komunity využíva moduly Bidi SFP, čím šetrí 50% zdrojov vlákien. ​
Modul CWDM SFP (multiplexingový modul Coarse Waveght Division): CWDM (multiplexovanie drsného vlnového dĺžky) SFP modul je modul s multiplexovaním multiplexovania vlnovej dĺžky hrubej vlnovej dĺžky, ktorý výrazne zlepšuje transmisnú kapacitu optického vlákna pomocou multiplexných viac optických signálov rôznych vlnových dĺžok na rovnakom optickom vlákne. Modul CWDM SFP zvyčajne používa 8 alebo 16 vlnových dĺžok v rozsahu vlnových dĺžok 1270 NM - 1610nm, pričom každý interval vlnovej dĺžky je asi 20 nm. V sieti Metropolitan Area môžu byť údaje viacerých používateľov multiplexované na jednom optickom vlákne do základného uzla prostredníctvom modulu CWDM SFP rôznych vlnových dĺžok, pričom realizujú efektívne využívanie optických zdrojov vlákien. V porovnaní s tradičným prenosom jednostrannej dĺžky, modul CWDM SFP nemusí kladať veľké množstvo optických vlákien, čo znižuje náklady na výstavbu a zložitosť riadenia optických vlákien. ​
Modul DWDM SFP (multiplexingový modul husanej vlnovej dĺžky): DWDM (multiplexovanie hustého vlnového dĺžky) SFP Modul je modul multiplexovania vlnovej dĺžky. V porovnaní s CWDM môže v užšom intervale vlnovej dĺžky multiplexovať viac optických signálov, aby sa dosiahla vyššia kapacita prenosu optických vlákien. Modul DWDM SFP vo všeobecnosti používa rozsah vlnových dĺžok 1530nm - 1565nm, s intervalom vlnovej dĺžky je malý ako 0,4 nm alebo menej a môže multiplexovať 80 alebo viac vlnových dĺžok na jedinom optickom vlákne. Modul DWDM SFP zohráva kľúčovú úlohu v scenároch s extrémne vysokými požiadavkami na prenos, ako sú siete na dlhé vzdialenosti a vysokorýchlostné prepojenie medzi ultra-veľkými dátovými centrami. Prostredníctvom technológie DWDM môže jedno optické vlákno prenášať rýchlosť prenosu údajov niekoľkých terabitov alebo dokonca vyššiu, čím uspokojuje potreby rýchleho prenosu masívnych údajov na celom svete. Aj keď náklady na vybavenie a technickú zložitosť modulu DWDM SFP sú vysoké, v aplikačnom scenári prenosu na veľké vzdialenosti a veľkej kapacity, ekonomické výhody a zlepšenie výkonnosti siete prinášajú ďaleko presahujú investície do nákladov.
V. Pole aplikácie SFP modulu
I) dátové centrum
Prepojenie servera: V dátovom centre sa modul SFP široko používa na prepojenie medzi servermi. S popularizáciou aplikácií, ako je cloud computing a analýza veľkých dát, si servery v dátových centrách musia vymieňať údaje pri vysokej rýchlosti a stabilne. Moduly ako SFP, SFP28 a QSFP28 s rýchlosťou 10 Gbps a vyššie sa široko používajú na pripojenie serverových sieťových kariet a sieťových prepínačov, pričom realizujú vysokorýchlostné zdieľanie údajov a spoluprácu v rámci klastrov servera. Napríklad vo rozsiahlych dátových centrách cloud computingu sú viacero serverov pripojených k prepínačom jadier cez moduly QSFP28 100 Gbps, aby sa zabezpečilo, že operácie, ako sú migrácia virtuálnych strojov, záloha a obnovenie údajov, sa dajú dokončiť v krátkom čase, čím sa zlepší prevádzková účinnosť a kvalita služieb dátového centra.
Pripojenie siete Storage Area Network (SAN): V sieti úložnej plochy sa modul SFP používa na pripojenie zariadení na ukladanie úložiska (napríklad polia diskov, páskové knižnice atď.) K serverom alebo spínačom úložiska. S výbušným rastom objemu podnikových údajov má SAN vyššie požiadavky na stabilitu a rýchlosť prenosu údajov. Ak vezmeme do úvahy finančný priemysel, údaje o bankových transakciách, informácie o zákazníkoch atď. Je potrebné uložiť a zálohovať v reálnom čase. Modul SFP Fiber Channel s 16 Gbps alebo 32 Gbps môže zabezpečiť vysokorýchlostný a stabilný prenos údajov medzi úložnými zariadeniami a servermi.
Ii) sieť operátora telekomunikácií
5G Prenos základnej stanice: V sieťovej architektúre 5G je modul SFP základnou súčasťou prepojenia prenosu základnej stanice. V priebehu základnej stanice dosahuje modul 25G SFP28 efektívne spojenie medzi distribuovanou jednotkou (DU) a aktívnou anténnou jednotkou (AAU) s výhodami vysokej rýchlosti a miniaturizácie; V prepojeniach v polovici a backhaul je potrebné vybrať 100G QSFP28 alebo dokonca 400 g modulov QSFP-DD podľa vzdialenosti a kapacity. Zároveň, aby sa v budúcnosti vyrovnali s ďalším dopytom po prenosovej šírke pásma 5G, prevádzkovatelia začali testovať moduly 50G SFP56, aby sa pripravili na vylepšenia siete. ​
Vlákno širokopásmový prístup (FTTH, atď.): V scenári vlákna-the-dom (FTTH) Modul SFP vytvára vysokorýchlostný dátový kanál medzi optickou linkou (OLT) a optickou sieťovou jednotkou (ONU). Keďže dopyt domácich používateľov po 8K videa, VR aplikáciách atď. Zvyšuje technológie 10G-Epon a XG-PON, postupne sa stávajú populárnymi a moduly 10G SFP sa stali štandardnou konfiguráciou zariadení OLT.
Iii) podniková sieť

Pripojenie chrbtovej kosti v areáli: V sieti Enterprise Campus siete chrbtové spojenia medzi rôznymi budovami vyžadujú vysokorodenné pripojenia s nízkou latenciou. Moduly 10G alebo 25G SFP sa často používajú na prepojenie spínaču jadra kampusu a prepínača budovy, aby sa zabezpečilo stabilný prenos hlasu, video konferencií a údajov o obchodnom systéme. Napríklad veľký výrobný podnikateľský park vybudoval sieť chrbtice nasadením 25G modulov SFP28, realizovaním vysokorýchlostného prepojenia medzi rôznymi továrňovými oblasťami a kancelárskymi budovami, zabezpečením interakcie údajov v reálnom čase medzi systémami správy výroby a systémami ERP a zlepšením celkovej prevádzkovej efektívnosti podniku. Niektoré spoločnosti zároveň začali používať moduly CWDM SFP na prepravu viacerých služieb na jednom optickom vlákne, čo zjednodušuje architektúru siete a zároveň znižuje náklady na zapojenie. ​
Prepojenie pobočiek: Pre široko distribuované kancelárie podnikových pobočiek poskytuje modul SFP flexibilné riešenie pre ich prepojenie so sieťou ústredia. Moduly SFP s jedným režimom v kombinácii s prenajatým operátorom vyhradené riadky môžu dosiahnuť dlhé vzdialenosti, bezpečné a spoľahlivé prenos údajov. Malé pobočky môžu použiť moduly Bidi SFP na dosiahnutie obojsmernej komunikácie pomocou jediného optického vlákna, čím sa ukladajú zdroje optických vlákien.
Vi. Výzvy a reakcie odvetvia modulov SFP
I) technické výzvy

Integrita signálu pri vysokých sadzbách: Keď sa rýchlosť prenosu zvyšuje na 100 g alebo dokonca 400 g, útlm signálu, presluhy a jitter sa stávajú vážnejšími. Výrobcovia musia zabezpečiť integritu signálu optimalizáciou výkonu laserov a detektorov a zlepšením algoritmov spracovania signálu, ako je napríklad použitie modulačnej technológie vysokého poriadku (PAM4) a pokročilejšej technológie vyrovnávania. Napríklad v module 400G QSFP-DD modulácia PAM4 zvyšuje počet bitov prenášaných na symbol na 4 bity, čo účinne zlepšuje rýchlosť prenosu, ale tiež kladie vyššie požiadavky na spracovanie signálu.
Spotreba energie a riadenie rozptylu tepla: Spotreba energie vysokorýchlostných modulov SFP sa výrazne zvýšila. Napríklad spotreba energie 100 g modulov QSFP28 môže dosiahnuť 7-8 W. Centralizované nasadenie veľkého počtu modulov spôsobí problémy s rozptylom tepla. Za týmto účelom výrobcovia používajú nové polovodičové materiály a optimalizujú návrh obvodu na zníženie spotreby energie, pričom zlepšujú štruktúru obalu modulu a zlepšujú výkon rozptylu tepla, ako je napríklad použitie kovových chladičov a optimalizácia návrhu vzduchového kanálika. ​
Ii) Výzvy na trhu
Nákladový tlak: Dopyt po moduloch SFP, ktorý je poháňaný 5G konštrukciou a rozširovaním dátových centier, sa výrazne zvýšil, ale konkurencia na trhu je prudká a ceny neustále klesajú. Výrobcovia musia znížiť náklady prostredníctvom rozsiahlej výroby a technologických inovácií a vyvíjať diferencované výrobky, ako sú prispôsobené moduly pre konkrétne potreby v priemysle, aby sa zvýšila hodnota pridanej hodnoty produktu. ​
Kompatibilita a interoperabilita: Medzi modulmi SFP a sieťovými zariadeniami môžu existovať problémy s kompatibilitou od rôznych výrobcov. Priemyselné organizácie, ako je MSA (dohoda o viacerých zdrojoch), zabezpečujú interoperabilitu výrobkov od rôznych výrobcov formulovaním zjednotených štandardov. Používatelia tiež musia pri nákupe prísne otestovať kompatibilitu modulov a zariadení, aby sa predišlo zlyhaniam siete.
Vii. Trend budúceho vývoja modulu SFP
Vyššia miera prenosu: S vývojom technológií, ako je umelá inteligencia a veľké údaje, dopyt po prenosovej rýchlosti naďalej rastie. Do fázy výskumu a vývoja a testovania sa v budúcnosti postupne komercializujú 400 g, 800 g a dokonca 1,6 t SFP. ​
Integrácia a inteligencia: Moduly SFP integrujú viac funkcií, ako napríklad vstavané inteligentné monitorovacie čipy na dosiahnutie monitorovania stavu modulu v reálnom čase a varovanie o poruchách; Zároveň budú hlboko integrované so systémom riadenia sieťových zariadení, aby sa zlepšila inteligentná úroveň prevádzky a údržby siete. ​
Úspora zelenej energie: Na zníženie spotreby energie modulu sa používajú zariadenia s nízkym výkonom a energeticky úsporné návrhy, čo vyhovuje potrebám ekologického vývoja dátových centier a komunikačných sietí. Niektorí výrobcovia napríklad uviedli na trh 100G modulov SFP s spotrebou energie pod 5 W, aby sa znížilo spotrebu energie a náklady na rozptyl tepla. ​
Rozšírenie nových aplikačných scenárov: S vývojom špičkových technológií, ako je 6G a kvantová komunikácia, budú moduly SFP zohrávať úlohu vo viacerých oblastiach, ako je napríklad optický prenos signálu v kvantových kľúčových distribučných systémoch a prinesie nové rozvojové príležitosti pre priemysel.
Viii. Záver
Modul SFP sa stal nevyhnutnou kľúčovou súčasťou moderných komunikačných sietí kvôli svojej flexibilite, vysokej výkonnosti a širokej uplatniteľnosti. Od dátových centier po telekomunikačné siete, od podnikových kampusov po domácich používateľov, modul SFP podporuje efektívny prenos masívnych údajov. Napriek duálnym výzvam v oblasti technológie a trhu, poháňaných nepretržitou inováciou tohto odvetvia, sa modul SFP vyvíja v smere vyššej rýchlosti, nižšej spotreby energie a viac inteligencie, čím poskytne solídnu záruku na aktualizáciu a transformáciu budúcich komunikačných sietí.