SFP 트랜시버를 사용한 파장 변환으로 광 확장 가능

BTI 포토닉 시스템(BTI Photonic Systems), 캐나다 오타와

SFP(Small-Form-Factor Pluggable) 트랜시버를 기반으로 하는 OEO(광-전기-광) 파장 변환(WT)은 메트로 광 네트워크 애플리케이션에 대한 관심이 높아지고 있습니다. ITU(International Telecommunications Union) 파장을 지원하지 않는 기존 광 장비와 인터페이스할 때 유연하고 저렴한 솔루션을 제공합니다. WT는 들어오는 광 신호의 작동 파장을 낮은 감쇠 또는 낮은 분산 패널티를 통해 더 긴 도달이 가능한 파장으로 변경하여 광학 시스템의 성능을 향상시킵니다.

프로토콜 독립적인 것 외에도 WT는 더 좁은 선폭으로 광원을 배포하여 더 나은 분산 관리를 통해 광 링크를 확장할 수 있는 기회를 제공합니다. 이는 링크 확장이 필요한 1300nm 시스템에서 실행되는 OC-48과 같은 고속 시스템에 특히 유용합니다. 다중 모드 광섬유에서 실행되는 850nm의 데이터 통신 신호는 시스템을 1550nm의 단일 모드 광섬유에서 실행하여 다중 모드 분산을 제거할 수 있는 WT에서도 이점을 얻을 수 있습니다.

WT를 가능하게 한 주요 구성 요소는 송신기, 수신기 및 마이크로 컨트롤러로 구성된 SFP 트랜시버입니다. 송신기 모듈은 열전 냉각기(TEC)를 포함할 수 있는 레이저 및 레이저 구동 회로로 구성됩니다. 레이저는 다음과 같을 수 있습니다. 중심 파장이 1480nm ~ 1580nm(일반적으로 1550nm) 범위인 비냉각식 단일 모드 분산 피드백(DFB) 레이저; 거친 파장 분할 다중화(CWDM), ITUgrid 파장, ITU 그리드의 100GHz 간격에 피크가 집중되는 파장의 냉각 DFB 레이저; 1310nm 다중 모드 Fabry-Perot(FP) 레이저; 또는 다중 모드 850nm 수직 공동 표면 방출 레이저(VCSEL).

수신기는 링크 예산에 따라 TIA(트랜스 임피던스 증폭기) 및 제한 포스트 증폭기가 포함된 PIN 또는 APD 기반 모듈입니다. WT 이후 달성 가능한 링크 도달 범위는 송신기와 수신기 모두의 기능이며 짧은(최대 10km), 중간(최대 60km), 긴(최대 100km) 또는 확장된 도달 거리(최대 160km)일 수 있습니다. ).

오늘날 대부분의 SFP 트랜시버는 모듈의 규정 준수 및 상호 교환성을 보장하기 위해 많은 공급업체가 서명한 다중 소스 계약(MSA)을 준수합니다. 이 트랜시버는 단일 3.3V 전원을 활용하여 전력 소비를 최소화하는 핫스왑 가능 모듈을 제공합니다.

SFP 트랜시버는 NRZ(Non-Return-to-Zero) 인코딩 광 신호를 수신하여 이를 저잡음 CML(전류 모드 로직) 또는 LVPECL(저전압 포지티브 참조 이미터 결합 로직) 호환 전기 신호로 변환합니다. 송신기는 CML 또는 LVPECL 입력 데이터 레벨과 모두 호환됩니다. SFP 트랜시버에는 송신기 및 수신기 상태를 보고하는 디지털 진단 기능이 통합되어 있습니다. 50MHz ~ 2.7GHz의 데이터 속도에 사용할 수 있으며 datacom 제품 외에도 SONET, 기가비트 이더넷 및 파이버 채널을 지원합니다. 데이터콤 SFP 트랜시버는 IEEE 표준(기가비트 이더넷 802.3) 또는 ANSI(American National Standards Institute)의 파이버 채널, FC-PI 사양을 충족해야 합니다. SONET 프로토콜 SFP 트랜시버는 Telcordia 자격 요구 사항을 충족해야 합니다.

그림 1은 원격 사이트로 전송하기 위해 850nm TDM 신호를 1550nm 신호로 변환하는 데 사용되는 WT 블록 다이어그램을 보여줍니다. 850nm 신호는 킬로미터 떨어진 다른 네트워크 사이트로 전송해야 하는 200MHz-km 다중 모드 광섬유의 1Gb/s 데이터 신호일 수 있습니다. 850nm로의 변환은 ITUgrid에서 1550nm의 TDM 신호, CWDM 파장 또는 DWDM(고밀도 파장 분할 다중화) 파장으로 변환될 수 있습니다. 시스템 선택은 사이트 간의 거리, 비트 전송률 및 예산 고려 사항의 문제입니다.

파장 변환 및 재생성은 네트워크 업그레이드의 손실 및 분산 제한을 극복하기 위해 링크 확장에서 애플리케이션을 찾습니다. 예를 들어, 1310nm 레거시 네트워크는 전기적 다중화 및 더 높은 비트율 신호 전송 비용을 들이지 않고도 링크 용량 및 네트워크 관리를 향상시키는 DWDM 네트워크로 변환될 수 있습니다. 서로 다른 광섬유의 많은 1310nm 신호를 해당 수의 1550nm DWDM 채널로 변환하여 링크 용량이 증가합니다. 각각은 원래 신호 비트 전송률로 작동하며 단일 광섬유로 광학적으로 다중화되고 재구성 가능과 같은 최신 기술을 사용하여 관리될 수 있습니다. 멀티플렉서 추가/삭제(ROADM).