Волоконно-оптическая связь появилась в середине XX века и с тех пор непрерывно совершенствуется – дальность связи увеличивается, скорость передачи удваивается каждые несколько лет. Но всему есть предел, а значит, невозможно бесконечно улучшать характеристики системы, не меняя принципов и опираясь лишь на улучшении уже разработанных технологий. Это касается и скорости передачи. Тем не менее, выход был найден, о чем мы сегодня поговорим.
Принцип оптической передачи
Прежде, чем выяснить, что собой представляет SFP CWDM модуль, поговорим о принципах оптической передачи. Они достаточно просты. На одном конце волокна, пропускающего свет, устанавливается оптический излучатель, на другом приемник. Исходный электрический сигнал преобразуется в оптический и поступает на излучатель. Переданный световой сигнал проходит по оптоволокну, улавливается фотодатчиком, и преобразуется обратно в электрический. Для организации обмена данными между клиентами используется два оптоволокна со своими приемниками и передатчиками.
Принцип двухволоконной оптической связи
Следующее решение позволило вдвое сократить расходы на оптоволоконный кабель. Сигналы разнесли по частоте и начали передавать оба по одному оптоволокну.
Принцип одноволоконной оптической связи
Но это позволило не только сократить расходы, но и удвоить пропускную способность старых двухволоконных каналов. Теперь второе волокно можно было использовать как дополнительный канал, работающий параллельно с основным. Но, как оказалось, и это не предел.
Наращиваем количество каналов в одном оптоволокне
Изначально частоты передачи и приема выбирали исходя из свойств существующих оптоволоконных линий. Они были выбраны из диапазонов, имеющих минимальное затухание в кабеле – 1310 и 1550 нм. Но совершенствуя технологии, удалось добиться малого затухания в широком диапазоне частот, и были разработаны технологии спектрального уплотнения. В их основу легла одновременная передача данных на нескольких частотах.
Протокол CWDM , появившийся в 2002 году, смог передавать одновременно до 18 сигналов, несущие частоты которых отличались друг от друга на 2500 ГГц. На таких частотах каждый канал человеческий глаз воспринимает как определенный цвет. Эта технология получила аббревиатуру CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing — Грубое мультиплексирование с разделением по длине волны).
Принцип 16-ти канальной CWDM передачи
Модуль CWDM
А теперь настала пора разобраться, что такое модуль SFP CWDM и что он собой представляет. Рассматривая принципы оптической передачи, мы оперировали размытыми понятиями «приемник» и «передатчик». Так вот роль и того, и другого при использовании протокола CWDM и исполняет SFP CWDM модуль. Он состоит из многоканального оптического передатчика и многоканального приемника. То есть является приемопередатчиком.
Этот модуль получает электрические данные с нескольких входных линий, преобразует их в оптическое излучение и передает в оптоволоконный кабель, генерируя одновременно несколько сигналов (по числу каналов) на разных оптических частотах. Если входной канал один, он при необходимости он может быть разбит на несколько оптических для увеличения скорости передачи. В этом случае происходит параллельная передача данных.
На приемном конце такой же модуль работает в режиме приемника. Полученный широкополосным фотодатчиком смешанный оптический сигнал демультиплексируется (разделяется) по частотам. Далее выделенные сигналы, разделенные по частотным каналам, поступают каждый на свой обработчик и преобразуются в независимые электрические сигналы.
Сегодня модули CWDM выпускаются на разное число каналов (до 18) и различную дальность передачи без ретрансляции (от 10 до 80 км). Стоит заметить, что «дальнобойные» модули, как правило, имеют меньшее число каналов, поскольку затухание сигнала, а значит, и дальность передачи зависит от частоты, на которой работает канал. При этом скорость передачи при использовании этой технологии может достигать 16 Гбит/с.