ऑप्टिकल मॉड्यूल ट्रांसीवर सिस्टम प्रोटोकॉल मानकों को पूरा करते हैं

 

ऑप्टिकल मॉड्यूल ट्रांसीवर सिस्टम मल्टी-सोर्स एग्रीमेंट्स (एमएसए) और आईईईई मानकों के पालन के माध्यम से इंटरऑपरेबिलिटी हासिल करते हैं जो इलेक्ट्रिकल इंटरफेस, फॉर्म फैक्टर और संचार प्रोटोकॉल को परिभाषित करते हैं। आधुनिक ऑप्टिकल मॉड्यूल ट्रांसीवर सिस्टम इन विशिष्टताओं पर निर्भर करते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि विभिन्न निर्माताओं के ट्रांसीवर कई विक्रेताओं के नेटवर्क उपकरणों पर निर्बाध रूप से काम करते हैं।

 

 

ऑप्टिकल ट्रांससीवर्स के पीछे मानक वास्तुकला

 

ऑप्टिकल ट्रांससीवर्स में प्रोटोकॉल अनुपालन एक स्तरित ढांचे के माध्यम से संचालित होता है। नींव में एसएफपी एमएसए और क्यूएसएफपी -डीडी एमएसए जैसे कारक मानक बैठते हैं, जो भौतिक आयाम और विद्युत पिन कॉन्फ़िगरेशन स्थापित करते हैं। इसके ऊपर, IEEE 802.3 मानक ईथरनेट ट्रांसमिशन पैरामीटर्स को नियंत्रित करते हैं, जो 802.3ae में 10 गीगाबिट विनिर्देशों से लेकर 802.3df में पेश की गई 800G क्षमताओं तक सब कुछ परिभाषित करते हैं। इस बीच, जी.691 और जी.695 जैसी आईटीयू-टी सिफारिशें, विशेष रूप से दूरसंचार वातावरण में तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग अनुप्रयोगों के लिए ऑप्टिकल इंटरफ़ेस विशेषताओं को निर्दिष्ट करती हैं।

इन मानकों के बीच संबंध अंतरसंचालनीयता बनाता है। एक ऑप्टिकल ट्रांसीवर अपने भौतिक रूप के लिए QSFP28 MSA, 100G ईथरनेट इलेक्ट्रिकल सिग्नलिंग के लिए IEEE 802.3bs, और अपनी CWDM ऑप्टिकल विशेषताओं के लिए ITU -T G.695 का अनुपालन कर सकता है। यह बहु-मानक अनुपालन एक एकल मॉड्यूल को विविध नेटवर्क आर्किटेक्चर में कार्य करने की अनुमति देता है।

फ़ाइबर चैनल एप्लिकेशन एक और प्रोटोकॉल परत जोड़ते हैं। एफसी {{1} पीआई - 5 और एफसी - पीआई -6 मानक परिभाषित करते हैं कि कैसे स्टोरेज नेटवर्क ट्रांसीवर 4.25 जीबी / एस से 28.05 जीबी / एस तक डेटा दर को संभालते हैं, ईथरनेट से अलग एन्कोडिंग योजनाओं का उपयोग करते हुए - विशेष रूप से 16 जी गति पर 64 बी / 66 बी एन्कोडिंग बनाम 8 जी पर उपयोग किए जाने वाले 8 बी / 10 बी। भंडारण ट्रांसीवर को एमएसए यांत्रिक विनिर्देशों और फाइबर चैनल प्रोटोकॉल आवश्यकताओं दोनों को एक साथ पूरा करना होगा।

 

एमएसए मानक: इंटरऑपरेबिलिटी फाउंडेशन

 

बहु-स्रोत समझौते एक मूलभूत समस्या को हल करने के लिए सामने आए: मानकीकृत विशिष्टताओं के बिना, विभिन्न निर्माताओं के ऑप्टिकल मॉड्यूल ट्रांसीवर सिस्टम एक ही पोर्ट में फिट नहीं होंगे या ठीक से संचार नहीं करेंगे। 2000 के दशक की शुरुआत में स्थापित एसएफपी एमएसए ने छोटे फॉर्म फैक्टर प्लगेबल इंटरफ़ेस को मानकीकृत किया जो नेटवर्किंग उपकरण में सर्वव्यापी बन गया।

आधुनिक एमएसए यांत्रिक आयामों से कहीं अधिक परिभाषित करते हैं। 2024 तक कई संशोधनों में जारी किया गया क्यूएसएफपी -डीडी विनिर्देश, आठ 50 जीबी/एस पीएएम4 लेन, 14डब्ल्यू तक बिजली खपत वर्ग, थर्मल प्रबंधन आवश्यकताओं और प्रबंधन इंटरफ़ेस प्रोटोकॉल के लिए विद्युत इंटरफ़ेस मानक स्थापित करता है। संस्करण 7.1 ने 100 जीबी/एस और 200 जीबी/सेकेंड प्रति लेन ऑपरेशन के लिए समर्थन बढ़ाया, जिससे एक ही फॉर्म फैक्टर के भीतर 800जी और 1.6टी क्षमताएं सक्षम हो गईं।

ओएसएफपी उच्च -घनत्व अनुप्रयोगों के लिए एक वैकल्पिक एमएसए दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करता है। जबकि QSFP-DD ने मौजूदा QSFP पोर्ट के साथ बैकवर्ड संगतता को प्राथमिकता दी, OSFP को थर्मल प्रदर्शन और भविष्य की स्केलेबिलिटी के लिए अनुकूलित किया गया। ओएसएफपी विनिर्देश 800जी सुसंगत प्रकाशिकी के लिए महत्वपूर्ण एकीकृत हीट सिंक के माध्यम से 30W से अधिक बिजली की खपत को समायोजित करता है। मई 2025 के संशोधन 5.21 में ओएसएफपी800 और ओएसएफपी1600 वेरिएंट जोड़े गए जो 100जी और 200जी प्रति लेन सिग्नलिंग का समर्थन करते हैं।

ये एमएसए अलग-अलग काम नहीं करते हैं। कई एमएसए समूहों द्वारा विकसित कॉमन मैनेजमेंट इंटरफ़ेस स्पेसिफिकेशन (सीएमआईएस), परिभाषित करता है कि फॉर्म फैक्टर की परवाह किए बिना होस्ट सिस्टम ट्रांसीवर मॉड्यूल के साथ कैसे संचार करते हैं। सीएमआईएस डिजिटल डायग्नोस्टिक्स, कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर और स्थिति रिपोर्टिंग को मानकीकृत करता है, जिससे एकल प्रबंधन प्रोटोकॉल को एसएफपी +, क्यूएसएफपी 28, क्यूएसएफपी {{5} डीडी और ओएसएफपी मॉड्यूल को समान रूप से नियंत्रित करने की अनुमति मिलती है।

तीसरे पक्ष के ट्रांसीवर निर्माता ओईएम मॉड्यूल के साथ प्रतिस्पर्धा करने के लिए एमएसए अनुपालन पर बहुत अधिक भरोसा करते हैं। किसी भी निर्माता का एक MSA अनुरूप मॉड्यूल सैद्धांतिक रूप से ब्रांडेड उपकरणों के समान ही कार्य करता है {{3}समान आयाम, समान विद्युत विशेषताएँ, समान प्रोटोकॉल समर्थन। यह विनिमेयता प्रतिस्पर्धा को बढ़ाती है और डेटा सेंटर के बुनियादी ढांचे में हजारों ट्रांसीवर तैनात करने वाले नेटवर्क ऑपरेटरों के लिए लागत कम करती है।

 

आईईईई 802.3 ईथरनेट मानक

 

IEEE 802.3 कार्य समूह ईथरनेट भौतिक परत विनिर्देश स्थापित करता है जिसे ऑप्टिकल मॉड्यूल ट्रांसीवर सिस्टम को लागू करना होगा। ये मानक सिग्नल एन्कोडिंग, समय, ऑप्टिकल पावर स्तर और बिट त्रुटि दर सहनशीलता के लिए सटीक मापदंडों को परिभाषित करते हैं।

10 गीगाबिट ईथरनेट के लिए, IEEE 802.3ae (प्रकाशित 2002, संशोधित 2012) एकाधिक भौतिक मीडिया आश्रित (PMD) उप-परतों को निर्दिष्ट करता है: 10GBASE{5}SR शॉर्ट के लिए {{6}मल्टीमोड फ़ाइबर तक, 10GBASE{8}LR लंबे समय के लिए{{9}एलआर सिंगल मोड फ़ाइबर तक, और 10GBASE{12}ER 40 किमी तक विस्तारित पहुंच अनुप्रयोगों के लिए। प्रत्येक पीएमडी तरंग दैर्ध्य रेंज, संचारित शक्ति स्तर, रिसीवर संवेदनशीलता और फैलाव सहनशीलता को परिभाषित करता है। 10GBASE-LR अनुपालन का दावा करने वाले एक ट्रांसीवर को 1310 एनएम तरंग दैर्ध्य पर -8.2 और -1 dBm के बीच संचारित होना चाहिए और कम से कम -14.4 dBm की रिसीवर संवेदनशीलता बनाए रखनी चाहिए।

100G और 400G में परिवर्तन ने समानांतर प्रकाशिकी और उन्नत मॉड्यूलेशन की शुरुआत की। IEEE 802.3ba (2010) ने मल्टीमोड फाइबर पर चार 25 Gb/s लेन का उपयोग करते हुए 100GBASE-SR4 को परिभाषित किया। प्रत्येक लेन 850 एनएम पर लंबवत {11}गुहा सतह {{12}उत्सर्जक लेजर (वीसीएसईएल) तकनीक के साथ संचालित होती है, जो ओएम3 फाइबर पर 100 मीटर या ओएम4 पर 150 मीटर की दूरी हासिल करती है। जब 100जी सीरियल ऑप्टिक्स अव्यावहारिक रहा तो चार - लेन ने लागत बाधाओं के खिलाफ तकनीकी परिपक्वता को संतुलित किया।

IEEE 802.3bs (2017) को 50 Gb/s प्रति {{5} लेन PAM4 मॉड्यूलेशन {{7}GBASE {{8} मानक नेत्र आरेख मास्क, घबराहट सहनशीलता और आगे की त्रुटि सुधार (एफईसी) आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करता है। सुधार के बाद 10⁻¹² से कम बिट त्रुटि दर प्राप्त करने के लिए ट्रांससीवर्स को रीड {{18}सोलोमन एफईसी लागू करना होगा।

हाल के 802.3ck मानक (2022) ने 400G और 800G मॉड्यूल के लिए 100G प्रति लेन विद्युत इंटरफ़ेस स्थापित किया है। ये इंटरफ़ेस होस्ट कनेक्शन पर सटीक वोल्टेज स्तर, प्रतिबाधा मिलान और सिग्नल अखंडता आवश्यकताओं को परिभाषित करते हैं। प्रति 100G लेन की अधिकतम शक्ति लगभग 3{10}}3.5W है, उच्च थ्रूपुट पर लगातार संचालित होने वाले मल्टी-लेन मॉड्यूल के लिए थर्मल प्रबंधन दिशानिर्देश महत्वपूर्ण हैं।

फरवरी 2024 में स्वीकृत IEEE 802.3df, 800G ईथरनेट तक कवरेज बढ़ाता है। मानक 800GBASE-SR8 (मल्टीमोड फ़ाइबर पर आठ लेन), 800GBASE-DR8 (सिंगल-मोड फ़ाइबर पर आठ लेन), और 100 Gb/s सिग्नलिंग का उपयोग करने वाले विभिन्न 400G वेरिएंट को परिभाषित करता है। यह प्रगति दर्शाती है कि कैसे ईथरनेट मानक व्यावहारिक रूप से पिछड़ी संगतता बनाए रखते हुए गति सीमाओं को लगातार आगे बढ़ाते हैं।

 

आईटीयू-टी ऑप्टिकल इंटरफ़ेस मानक

 

अंतर्राष्ट्रीय दूरसंचार संघ मानक मुख्य रूप से दूरसंचार नेटवर्क में उपयोग किए जाने वाले तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग सिस्टम पर ध्यान केंद्रित करते हैं। ये विभिन्न एप्लिकेशन डोमेन को संबोधित करके IEEE ईथरनेट मानकों के पूरक हैं।

आईटीयू{{0}टी जी.691 ऑप्टिकल एम्पलीफायरों के साथ एकल {{2}चैनल एसटीएम -64 और एसटीएम-256 सिस्टम के लिए ऑप्टिकल इंटरफेस निर्दिष्ट करता है - अनिवार्य रूप से 10 जीबी/एस और 40 जीबी/सेकेंड पर काम करने वाले SONET/SDH सिस्टम। मानक ट्रांसमीटर विशेषताओं को परिभाषित करता है जिसमें तरंग दैर्ध्य रेंज, वर्णक्रमीय चौड़ाई, साइड-मोड दमन अनुपात और विलुप्त होने का अनुपात शामिल है। रिसीवर विनिर्देशों के लिए, G.691 संवेदनशीलता आवश्यकताओं, अधिभार सहनशीलता और विभिन्न हानि सहनशीलता स्थापित करता है। ये पैरामीटर सुनिश्चित करते हैं कि सिग्नल पुनर्जनन के बिना कई प्रवर्धित स्पैन को पार कर सकते हैं।

ITU-T G.695 मोटे तरंग दैर्ध्य विभाजन मल्टीप्लेक्सिंग (CWDM) को संबोधित करता है, जो तरंग दैर्ध्य को 1271 एनएम से 1611 एनएम तक 20 एनएम के अंतराल पर रखता है। CWDM ट्रांससीवर्स को तापमान नियंत्रित लेजर की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे सघन WDM (DWDM) प्रणालियों की तुलना में लागत काफी कम हो जाती है। G.695 स्वीकार्य तरंग दैर्ध्य बहाव, ऑप्टिकल सिग्नल {{9} से {{10} शोर अनुपात आवश्यकताओं, और रंगीन फैलाव सीमाएं निर्दिष्ट करता है। 20 एनएम रिक्ति तापमान रेंज में अनकूल्ड लेजर तरंग दैर्ध्य भिन्नता के लिए सहिष्णुता प्रदान करती है।

ये ITU{0}}T मानक विशेष रूप से मेट्रो और लंबी दूरी के अनुप्रयोगों के लिए मायने रखते हैं जहां ऑप्टिकल मॉड्यूल ट्रांसीवर सिस्टम सामान्य डेटा सेंटर आवश्यकताओं से परे दूरी तय करते हैं। 80 किमी ट्रांसमिशन के लिए डिज़ाइन किए गए ट्रांसीवर को 10 किमी के लिए डिज़ाइन किए गए ट्रांसीवर की तुलना में अधिक कठोर विनिर्देशों को पूरा करना चाहिए, अधिक सख्त तरंग दैर्ध्य नियंत्रण, उच्च प्रक्षेपण शक्ति, बेहतर रिसीवर संवेदनशीलता।

 

 

फ़ाइबर चैनल प्रोटोकॉल आवश्यकताएँ

 

भंडारण क्षेत्र नेटवर्क INCITS T11 समिति द्वारा विकसित फाइबर चैनल मानकों के तहत काम करते हैं। ये ब्लॉक स्टोरेज ट्रैफिक के लिए अनुकूलित दोषरहित, ऑर्डर किए गए डिलीवरी पर जोर देने में ईथरनेट से मौलिक रूप से भिन्न हैं।

2009 में पूरा हुआ FC{0}}PI-5, 14.025 Gb/s लाइन दर पर संचालित होने वाले 16G फ़ाइबर चैनल को परिभाषित करता है। 8जी की 8बी/10बी एन्कोडिंग से 16जी पर 64बी/66बी एन्कोडिंग में परिवर्तन सीरियल गति को दोगुना किए बिना थ्रूपुट को लगभग दोगुना कर देता है {{14}उपलब्ध लेजर तकनीक के साथ दूरी की आवश्यकताओं को प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है। एफसी-पीआई-5 विद्युत इंटरफेस, विभिन्न दूरी वर्गों (शॉर्ट-वेव, लॉन्ग-वेव, एक्सटेंडेड-वेव) के लिए ऑप्टिकल पैरामीटर और ईथरनेट समकक्षों की तुलना में अधिक सख्त जिटर बजट निर्दिष्ट करता है।

मल्टीपल फ़ाइबर चैनल स्पीड का समर्थन करने वाले ट्रांसीवर को 4जी, 8जी और 16जी दरों के बीच स्वचालित रूप से बातचीत करनी होगी। यह पिछड़ी संगतता आवश्यकता जटिलता जोड़ती है: समान हार्डवेयर को 4.25 जीबी/एस, 8.5 जीबी/एस, या 14.025 जीबी/एस पर काम करना चाहिए, एन्कोडिंग योजनाओं और समय मापदंडों को तदनुसार समायोजित करना चाहिए। बातचीत के दौरान संचारित और प्राप्त पथ अलग-अलग गति से चल सकते हैं।

स्टोरेज ट्रांसीवर आमतौर पर घबराहट को साफ करने के लिए क्लॉक और डेटा रिकवरी (सीडीआर) सर्किट को एकीकृत करते हैं, विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि स्टोरेज नेटवर्क में लंबे समय तक चलने वाली केबल आम है। एफसी-पीआई विनिर्देश सीडीआर प्रदर्शन आवश्यकताओं और स्वीकार्य जिटर ट्रांसफर फ़ंक्शन को परिभाषित करते हैं।

आधुनिक फ़ाइबर चैनल समान सिद्धांतों का उपयोग करके 32G और 128G गति तक विस्तारित होता है, आदेशित, दोषरहित डिलीवरी मॉडल को बनाए रखते हुए एन्कोडिंग दक्षता में सुधार और उन्नत मॉड्यूलेशन जारी रखता है जो ईथरनेट के सर्वोत्तम प्रयास दृष्टिकोण से स्टोरेज प्रोटोकॉल को अलग करता है।

 

अनुपालन परीक्षण और सत्यापन

 

प्रोटोकॉल अनुपालन में इलेक्ट्रिकल, ऑप्टिकल और प्रोटोकॉल परतों में व्यापक परीक्षण शामिल है। निर्माता प्रासंगिक मानकों में निर्दिष्ट दर्जनों मापदंडों के विरुद्ध ऑप्टिकल मॉड्यूल ट्रांसीवर सिस्टम को मान्य करते हैं।

विद्युत परीक्षण यह सत्यापित करता है कि ट्रांसीवर का विद्युत इंटरफ़ेस होस्ट कनेक्शन आवश्यकताओं को पूरा करता है। इसमें सिग्नल आयाम, वृद्धि/गिरावट समय, घबराने वाले घटक और नेत्र आरेख विशेषताओं को मापना शामिल है। आईईईई विनिर्देश सटीक आई मास्क {{2}न्यूनतम उद्घाटन आयामों को परिभाषित करते हैं जिन्हें सिग्नल को बनाए रखना चाहिए। परीक्षण उपकरण विनिर्देश सीमाओं के विरुद्ध मापते हुए, नेत्र आरेख उत्पन्न करने के लिए हजारों बिट्स को कैप्चर करता है।

ऑप्टिकल परीक्षण ट्रांसमीटर और रिसीवर के प्रदर्शन की विशेषता बताता है। ट्रांसमीटरों के लिए, माप में औसत शक्ति, ऑप्टिकल मॉड्यूलेशन आयाम (ओएमए), विलुप्त होने का अनुपात और वर्णक्रमीय विशेषताएं शामिल हैं। रिसीवर परीक्षण संवेदनशीलता (स्वीकार्य बिट त्रुटि दर के लिए न्यूनतम इनपुट पावर), संतृप्ति सीमा (अधिकतम इनपुट पावर), और खराब सिग्नल स्थितियों के तहत तनाव संवेदनशीलता निर्धारित करता है।

प्रोटोकॉल परत परीक्षण सही फ्रेम संरचना, समय संबंधों और त्रुटि प्रबंधन को मान्य करता है। ईथरनेट ट्रांससीवर्स के लिए, इसमें एफईसी ऑपरेशन, प्रवाह नियंत्रण प्रतिक्रियाओं और विभिन्न ईथरनेट फ्रेम आकारों के साथ संगतता का सत्यापन शामिल है। फ़ाइबर चैनल परीक्षण आदेशित सेट पहचान, गति बातचीत और भीड़भाड़ के तहत दोषरहित संचालन की पुष्टि करता है।

अंतरसंचालनीयता परीक्षण अंतिम सत्यापन का प्रतिनिधित्व करता है। विभिन्न विक्रेताओं के कई ट्रांसीवर विभिन्न संयोजनों में एक साथ काम करते हैं, जो वास्तविक {{1}विश्व अनुकूलता की पुष्टि करते हैं। उद्योग समूह "प्लगफेस्ट" आयोजित करते हैं जहां निर्माता नियंत्रित वातावरण में प्रतिस्पर्धियों के खिलाफ उत्पादों का परीक्षण करते हैं। OpenZR+ MSA ने 2023-2024 में व्यापक इंटरऑपरेबिलिटी परीक्षण चलाया, जिससे पुष्टि हुई कि विभिन्न विक्रेताओं के 400G सुसंगत ट्रांसीवर लगातार OSNR सहिष्णुता के साथ DWDM नेटवर्क पर संचार कर सकते हैं।

तृतीय-पक्ष परीक्षण प्रयोगशालाएँ प्रमाणन सेवाएँ प्रदान करती हैं, जो विशिष्टताओं के विरुद्ध ट्रांसीवर अनुपालन की पुष्टि करती हैं। ये प्रयोगशालाएं व्यापक सत्यापन करने के लिए व्यापक परीक्षण उपकरण {{2}ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम विश्लेषक, बिट त्रुटि दर परीक्षक, प्रोटोकॉल विश्लेषक {{3}रखती हैं। प्रमाणीकरण स्वतंत्र सत्यापन प्रदान करता है कि ट्रांसीवर मानक आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, जिससे कई आपूर्तिकर्ताओं से मॉड्यूल सोर्स करते समय नेटवर्क ऑपरेटरों को विश्वास मिलता है।

डिजिटल डायग्नोस्टिक मॉनिटरिंग (डीडीएम) एक और परीक्षण आयाम जोड़ता है। एसएफएफ -8472 विनिर्देश डीडीएम इंटरफेस को परिभाषित करता है जो वास्तविक समय ऑपरेटिंग मापदंडों की रिपोर्ट करता है: तापमान, आपूर्ति वोल्टेज, लेजर पूर्वाग्रह वर्तमान, शक्ति संचारित, और शक्ति प्राप्त करना। अनुपालन परीक्षण निर्दिष्ट सीमाओं के भीतर सटीक रिपोर्टिंग और पैरामीटर सीमा से अधिक होने पर उचित अलार्म/चेतावनी ध्वज संचालन की पुष्टि करता है।

 

उच्च गति की ओर विकास

 

10G से 800G और उससे आगे की प्रगति दर्शाती है कि कैसे प्रोटोकॉल मानक अंतरसंचालनीयता को बनाए रखते हुए तकनीकी प्रगति को सक्षम बनाते हैं। ऑप्टिकल मॉड्यूल ट्रांसीवर सिस्टम की प्रत्येक पीढ़ी नई मॉड्यूलेशन तकनीकों और समानांतर ट्रांसमिशन दृष्टिकोणों को शामिल करते हुए पिछले मानकों की वास्तुकला पर आधारित है।

आईईईई 802.3ck में मानकीकृत सिंगल {{0}लेन 100G ऑप्टिक्स, एक मील का पत्थर दर्शाता है। पहले 100G कार्यान्वयन में चार 25G लेन या दस 10G लेन का उपयोग किया जाता था। एक लेन पर 100 Gb/s प्राप्त करने के लिए 56 GBaud पर PAM4 मॉड्यूलेशन की आवश्यकता होती है- पारंपरिक NRZ एन्कोडिंग की वर्णक्रमीय दक्षता को दोगुना करना। मानकों को PAM4 संकेतों के लिए नई परीक्षण पद्धतियों को परिभाषित करना था, विभिन्न नेत्र आरेख मास्क स्थापित करना था, और संगत FEC एल्गोरिदम निर्दिष्ट करना था।

सुसंगत प्रकाशिकी ट्रांससीवर्स में डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग का परिचय देती है। इस श्रेणी में आधुनिक ऑप्टिकल मॉड्यूल ट्रांसीवर सिस्टम में डीएसपी एएसआईसी शामिल हैं जो वाहक पुनर्प्राप्ति, रंगीन फैलाव मुआवजा और उन्नत एफईसी-क्षमताओं को निष्पादित करते हैं जिनके लिए पहले समर्पित लाइन कार्ड की आवश्यकता होती है। मानक डीएसपी प्रदर्शन आवश्यकताओं, अंतरसंचालनीयता मापदंडों और प्रबंधन इंटरफेस को परिभाषित करते हैं।

800G और 1.6T की ओर बढ़ने से नई चुनौतियाँ पैदा होती हैं। बिजली की खपत गति के साथ बढ़ती है, प्लग करने योग्य फॉर्म कारकों की थर्मल सीमा तक पहुंचती है। QSFP-DD800 और OSFP800 विनिर्देश बेहतर हीट सिंक डिज़ाइन और उच्च दक्षता वाले ऑप्टिकल इंजन के माध्यम से थर्मल प्रबंधन को संबोधित करते हैं। लीनियर प्लगेबल ऑप्टिक्स (एलपीओ) बिजली की खपत को कम करने के लिए डीएसपी को खत्म कर देता है, सिग्नल कंडीशनिंग जिम्मेदारी को होस्ट एएसआईसी पर स्थानांतरित कर देता है। उभरता हुआ एलपीओ एमएसए सरलीकृत ट्रांसीवर और होस्ट चिप्स के बीच इंटरफेस को परिभाषित करता है।

सह{0}}पैकेज्ड ऑप्टिक्स (सीपीओ) एक अन्य विकास दिशा का प्रतिनिधित्व करता है, जो ऑप्टिकल इंजनों को सीधे उसी पैकेज पर स्विच एएसआईसी के साथ एकीकृत करता है। यह विद्युत इंटरफ़ेस हानियों को समाप्त करता है और बिजली की खपत को कम करता है। मानक संगठन सीपीओ विनिर्देश विकसित कर रहे हैं, हालांकि कार्यान्वयन मुख्य रूप से 2024-2025 के अनुसंधान चरणों में है।

 

नेटवर्क ऑपरेटरों के लिए व्यावहारिक निहितार्थ

 

प्रोटोकॉल मानकों को समझने से सूचित ट्रांसीवर चयन संभव हो जाता है। ऑप्टिकल मॉड्यूल ट्रांसीवर सिस्टम तैनात करने वाले नेटवर्क ऑपरेटरों को कई आयामों में उनकी विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुरूप विनिर्देशों का मिलान करना होगा।

एप्लिकेशन यह निर्धारित करता है कि कौन से मानक सबसे अधिक मायने रखते हैं। ईथरनेट इंटरकनेक्ट को प्राथमिकता देने वाले डेटा सेंटर ऑपरेटर आईईईई 802.3 अनुपालन और प्रासंगिक एमएसए विनिर्देशों पर ध्यान केंद्रित करते हैं। DWDM नेटवर्क बनाने वाले दूरसंचार प्रदाता ITU-T मानकों पर जोर देते हैं। भंडारण नेटवर्क को फाइबर चैनल अनुपालन की आवश्यकता होती है। कुछ वातावरण एकाधिक प्रोटोकॉल समर्थन की मांग करते हैं {{6}अभिसरण नेटवर्क जहां एक ही भौतिक बुनियादी ढांचा ईथरनेट, फाइबर चैनल और इनफिनीबैंड ट्रैफ़िक को वहन करता है।

दूरी की आवश्यकताएं प्रोटोकॉल श्रेणियों के भीतर ट्रांसीवर विकल्पों को बाधित करती हैं। आईईईई 802.3 प्रत्येक गति के लिए कई पहुंच श्रेणियों को परिभाषित करता है: एसआर (छोटी पहुंच) आमतौर पर मल्टीमोड फाइबर पर 100 मीटर से कम, एलआर (लंबी पहुंच) सिंगल मोड पर 10 किमी तक, ईआर (विस्तारित पहुंच) 40 किमी तक। 15 किमी लिंक के लिए एसआर ट्रांसीवर का चयन कनेक्शन विफलता की गारंटी देता है। इसके विपरीत, 2 किमी लिंक के लिए ईआर मॉड्यूल निर्दिष्ट करने से अनावश्यक प्रदर्शन पर पैसा बर्बाद होता है।

फाइबर अवसंरचना अनुकूलता गंभीर रूप से मायने रखती है। मल्टीमोड क्षमताओं वाले ऑप्टिकल मॉड्यूल ट्रांसीवर सिस्टम को पहुंच आवश्यकताओं के आधार पर OM3, OM4, या OM5 फाइबर की आवश्यकता होती है, जबकि सिंगल मोड ट्रांसीवर OS2 फाइबर के साथ काम करते हैं। तरंग दैर्ध्य चयन का मिलान होना चाहिए: मल्टीमोड के लिए 850 एनएम, एकल मोड के लिए 1310 एनएम या 1550 एनएम। सीडब्ल्यूडीएम और डीडब्ल्यूडीएम अनुप्रयोग आईटीयू -टी मानकों द्वारा परिभाषित विशिष्ट तरंग दैर्ध्य ग्रिड की मांग करते हैं।

बिजली बजट की सावधानीपूर्वक गणना की आवश्यकता है। नेटवर्क ऑपरेटरों को ट्रांसमीटर पावर, रिसीवर संवेदनशीलता, फाइबर क्षीणन, कनेक्टर हानि और आवश्यक लिंक मार्जिन का ध्यान रखना होगा। मानक न्यूनतम प्रदर्शन विनिर्देश प्रदान करते हैं, लेकिन वास्तविक ट्रांसीवर प्रदर्शन निर्माता और परिचालन स्थितियों के अनुसार भिन्न होता है। विवेकपूर्ण डिजाइनों में सैद्धांतिक गणनाओं से परे 3 डीबी सुरक्षा मार्जिन शामिल है।

थर्मल विचार तेजी से उच्च गति पर तैनाती को बाधित कर रहे हैं {{0} 12W की खपत करने वाले जी ट्रांसीवर महत्वपूर्ण गर्मी उत्पन्न करते हैं, विशेष रूप से 32 या 36 पोर्ट प्रति यूनिट के साथ उच्च {{2} घनत्व स्विच में। अपर्याप्त शीतलन प्रदर्शन को ख़राब करता है या थर्मल शटडाउन को ट्रिगर करता है। एमएसए थर्मल विशिष्टताओं को समझने से पर्याप्त वेंटिलेशन डिजाइन करने में मदद मिलती है।

प्रबंधन इंटरफ़ेस अनुकूलता परिचालन दक्षता को प्रभावित करती है। अधिकांश आधुनिक ट्रांसीवर डिजिटल डायग्नोस्टिक्स और कॉन्फ़िगरेशन के लिए सीएमआईएस का समर्थन करते हैं। लीगेसी मॉड्यूल पुराने SFF-8472 इंटरफ़ेस का उपयोग कर सकते हैं। बड़ी तैनाती में प्रबंधन प्रोटोकॉल को मिलाने से निगरानी प्रणाली जटिल हो जाती है। सीएमआईएस-सक्षम मॉड्यूल पर मानकीकरण संचालन को सरल बनाता है।

लागत-प्रदर्शन ट्रेडऑफ़ के लिए मूल्यांकन की आवश्यकता होती है। एमएसए मानकों का अनुपालन करने वाले तीसरे पक्ष के ऑप्टिकल मॉड्यूल ट्रांसीवर सिस्टम की कीमत आम तौर पर समान विनिर्देशों को पूरा करते हुए OEM ब्रांडेड मॉड्यूल की तुलना में 50 - 80% कम होती है। हालाँकि, कुछ उपकरण विक्रेता फ़र्मवेयर जाँच या मालिकाना एक्सटेंशन के माध्यम से तीसरे पक्ष के मॉड्यूल समर्थन को प्रतिबंधित करते हैं। बड़े पैमाने पर खरीदारी से पहले अनुकूलता का परीक्षण करने से महंगे आश्चर्य से बचा जा सकता है।

अपग्रेड पथ मानक ज्ञान से लाभान्वित होते हैं। QSFP-DD की QSFP28 के साथ पश्चवर्ती संगतता स्विच चेसिस को बदले बिना 100G से 400G तक क्रमिक माइग्रेशन की अनुमति देती है। यह समझने से कि कौन से फॉर्म कारक किस गति का समर्थन करते हैं, बहु-वर्षीय ताज़ा चक्रों की योजना बनाने में मदद मिलती है। कुछ प्लेटफ़ॉर्म QSFP-DD पोर्ट में QSFP-DD800 मॉड्यूल स्वीकार करते हैं, जो पूरी तरह से ऑप्टिक्स प्रतिस्थापन के माध्यम से 800G अपग्रेड को सक्षम करते हैं।

 

प्रमाणन पारिस्थितिकी तंत्र

 

प्रोटोकॉल मानकों से परे, विभिन्न प्रमाणन कार्यक्रम ट्रांसीवर गुणवत्ता और नियामक अनुपालन को मान्य करते हैं। ये प्रमाणपत्र सुरक्षा, विद्युत चुम्बकीय अनुकूलता और पर्यावरणीय आवश्यकताओं को संबोधित करते हैं।

ISO 9001:2015 प्रमाणन दर्शाता है कि एक निर्माता गुणवत्ता प्रबंधन प्रणाली बनाए रखता है। यह प्रक्रिया उन्मुख मानक उत्पाद के प्रदर्शन की गारंटी नहीं देता है, लेकिन लगातार विनिर्माण प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करता है जो दोष दर को कम करता है। प्रमाणित सुविधाएं परीक्षण, अंशांकन और गुणवत्ता नियंत्रण के लिए प्रलेखित प्रक्रियाएं लागू करती हैं।

आईईसी 60825 (लेजर सुरक्षा) जैसे सुरक्षा प्रमाणपत्र ऑप्टिकल ट्रांसीवर को अधिकतम सुलभ उत्सर्जन के आधार पर वर्गीकृत करते हैं। क्लास 1 लेज़र सामान्य उपयोग की सभी स्थितियों में सुरक्षित हैं। उच्च कक्षाओं को सुरक्षा इंटरलॉक और लेबलिंग की आवश्यकता होती है। अधिकांश नेटवर्क ट्रांसीवर क्लास 1 लेज़रों का उपयोग करते हैं, लेकिन उच्च -शक्ति वाले सुसंगत मॉड्यूल को अतिरिक्त सुरक्षा उपायों की आवश्यकता हो सकती है।

RoHS (खतरनाक पदार्थों का प्रतिबंध) अनुपालन इलेक्ट्रॉनिक्स से सीसा, पारा, कैडमियम और अन्य विषाक्त पदार्थों को समाप्त करता है। यूरोपीय संघ के बाज़ारों को RoHS प्रमाणीकरण की आवश्यकता होती है। REACH नियम अतिरिक्त रासायनिक पदार्थों तक कवरेज बढ़ाते हैं। ये पर्यावरण मानक विद्युत प्रदर्शन को प्रभावित नहीं करते बल्कि जिम्मेदार विनिर्माण को प्रदर्शित करते हैं।

एफसीसी प्रमाणीकरण (संयुक्त राज्य अमेरिका) और सीई मार्किंग (यूरोपीय संघ) विद्युत चुम्बकीय संगतता को संबोधित करते हैं {{0}यह सुनिश्चित करते हुए कि ट्रांसीवर अत्यधिक विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप का उत्सर्जन नहीं करते हैं या बाहरी हस्तक्षेप के प्रति संवेदनशील साबित नहीं होते हैं। परीक्षण आवृत्ति रेंज में निर्दिष्ट सीमा से नीचे उत्सर्जन को मान्य करता है।

विशिष्ट बाजारों के लिए आरसीएम (ऑस्ट्रेलिया/न्यूजीलैंड) या केसी (कोरिया) जैसे क्षेत्रीय प्रमाणन अनिवार्य हो सकते हैं। वैश्विक तैनाती के लिए सभी न्यायक्षेत्रों में अलग-अलग नियामक आवश्यकताओं पर ध्यान देने की आवश्यकता है।

Telcordia GR-468-CORE दूरसंचार उपकरणों के लिए विश्वसनीयता मानक स्थापित करता है। परीक्षण अत्यधिक तापमान, आर्द्रता, कंपन और झटके के तहत प्रदर्शन को मान्य करता है। टेल्कोर्डिया प्रमाणीकरण इंगित करता है कि मॉड्यूल कठोर तैनाती वातावरण का सामना कर सकते हैं।

 

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

 

यदि कोई ट्रांसीवर मानकों का अनुपालन नहीं करता है तो क्या होगा?

गैर-अनुपालक ट्रांसीवर कनेक्शन विफलता, ख़राब प्रदर्शन, या उपकरण असंगति का जोखिम उठाते हैं। विद्युत बेमेल मेजबान बंदरगाहों को नुकसान पहुंचा सकता है। ऑप्टिकल पैरामीटर विचलन के कारण लिंक त्रुटियाँ या पूर्ण संचार हानि होती है। सबसे गंभीर बात यह है कि, विभिन्न विक्रेताओं के गैर-अनुपालक मॉड्यूल आपस में काम नहीं करेंगे, बिल्कुल समस्या मानकों को रोकने के लिए डिज़ाइन किए गए थे।

क्या मैं विभिन्न निर्माताओं से ट्रांसीवर मिला सकता हूँ?

हाँ, बशर्ते सभी ऑप्टिकल मॉड्यूल ट्रांसीवर सिस्टम समान मानकों का अनुपालन करें। एमएसए विनिर्देश स्पष्ट रूप से बहु-विक्रेता अंतरसंचालनीयता को सक्षम करते हैं। हालाँकि, सत्यापित करें कि दोनों मॉड्यूल समान प्रोटोकॉल का समर्थन करते हैं और विशिष्टताओं तक पहुँचते हैं। एक 10GBASE-SR ट्रांसीवर निर्माता की परवाह किए बिना किसी अन्य 10GBASE{7}}SR मॉड्यूल के साथ काम करता है। 10GBASE-SR को 10GBASE-LR के साथ मिलाना विफल हो जाता है क्योंकि वे विभिन्न फाइबर प्रकार और तरंग दैर्ध्य का उपयोग करते हैं।

तकनीकी प्रगति के साथ मानक कैसे तालमेल रखते हैं?

मानक संगठन ऐसे कार्य समूहों का संचालन करते हैं जो लगातार नई विशिष्टताओं का विकास करते हैं। IEEE 802.3 अगली पीढ़ी की गति पर काम करने वाले कई टास्क फोर्स को बनाए रखता है। एमएसए समूह आमतौर पर तब बनते हैं जब निर्माता नए फॉर्म कारकों के लिए बाजार की आवश्यकता की पहचान करते हैं। विशिष्टताओं को विभिन्न आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विकास प्रक्रिया में व्यापक उद्योग भागीदारी शामिल है। सार्वजनिक समीक्षा अवधि मानकों को अंतिम रूप देने से पहले प्रतिक्रिया की अनुमति देती है।

क्या सभी ऑप्टिकल ट्रांससीवर्स को FEC की आवश्यकता होती है?

कई आधुनिक मानकों में फॉरवर्ड त्रुटि सुधार अनिवार्य है लेकिन अन्य में वैकल्पिक है। IEEE 802.3bs को 200G और 400G ईथरनेट के लिए FEC की आवश्यकता होती है {{4}उच्च गति ऑप्टिक्स की अनकोडित बिट त्रुटि दर के लिए स्वीकार्य पोस्ट{6}FEC त्रुटि दर प्राप्त करने के लिए FEC की आवश्यकता होती है। कम गति मानक अक्सर FEC को वैकल्पिक के रूप में निर्दिष्ट करते हैं, जिससे छोटी दूरी के लिए सरल, कम लागत वाले कार्यान्वयन की अनुमति मिलती है। फ़ाइबर चैनल परंपरागत रूप से FEC के बिना संचालित होता है, लेकिन नए उच्च गति वाले वेरिएंट में इसे तेजी से शामिल किया जा रहा है।

एमएसए और आईईईई मानकों के बीच क्या अंतर है?

एमएसए भौतिक रूप कारकों, यांत्रिक विशिष्टताओं, विद्युत इंटरफेस और थर्मल विशेषताओं पर ध्यान केंद्रित करते हैं। वे परिभाषित करते हैं कि मॉड्यूल उपकरण में कैसे फिट होते हैं और विद्युत रूप से कैसे जुड़ते हैं। आईईईई मानक प्रोटोकॉल, एन्कोडिंग योजनाएं, मॉड्यूलेशन तकनीक और ऑप्टिकल विशेषताओं को निर्दिष्ट करते हैं। दोनों एक दूसरे के पूरक हैं: एमएसए भौतिक अनुकूलता सुनिश्चित करते हैं जबकि आईईईई कार्यात्मक अनुकूलता सुनिश्चित करता है। पूर्ण अंतरसंचालनीयता के लिए एक ट्रांसीवर को एमएसए और आईईईई दोनों अनुपालन की आवश्यकता होती है।

मैं ट्रांसीवर अनुपालन कैसे सत्यापित कर सकता हूँ?

विशिष्ट मानकों (उदाहरण के लिए, "IEEE 802.3ba अनुरूप," "QSFP28 MSA अनुरूप") को संदर्भित करने वाले स्पष्ट अनुपालन विवरणों के लिए निर्माता डेटाशीट की जांच करें। प्रतिष्ठित निर्माता मापे गए मापदंडों के साथ विस्तृत विनिर्देश प्रकाशित करते हैं। स्वतंत्र प्रयोगशालाओं से तृतीय पक्ष परीक्षण रिपोर्ट अतिरिक्त सत्यापन प्रदान करती हैं। महत्वपूर्ण तैनाती के लिए, अपना स्वयं का स्वीकृति परीक्षण करें -ऑप्टिकल पावर, बिट त्रुटि दर और मौजूदा उपकरणों के साथ अंतरसंचालनीयता जैसे प्रमुख मापदंडों को मापें। उद्योग प्रमाणपत्र (आईएसओ 9001, आरओएचएस, एफसीसी) अप्रत्यक्ष गुणवत्ता संकेत प्रदान करते हैं।