Оптические модули: виды, применение, цены
Бурное развитие телекоммуникаций требует все более высоких скоростей передачи данных. Оптоволоконные линии связи позволяют передавать огромные объемы данных на большие расстояния. Важнейшим элементом таких линий являются оптические модули или трансиверы. Давайте разберемся, что это такое, какие бывают виды этих устройств, где их применяют и сколько они стоят.
Общая информация об оптических модулях
Оптический модуль - это компактное устройство, выполняющее функцию преобразования электрических сигналов в оптические и обратно. Он предназначен для передачи данных по волоконно-оптическим линиям связи. В англоязычной терминологии оптические модули называют трансиверами.
Первые оптические модули появились в 1990-х годах. Они пришли на смену громоздким устройствам, использовавшимся для подключения к волоконно-оптическим линиям связи. Компактные размеры и возможность оперативной замены сделали оптические модули незаменимыми компонентами для высокоскоростных сетей передачи данных.
Главным преимуществом оптических модулей является возможность передачи данных на скоростях в десятки и сотни гигабит в секунду на расстояния до нескольких десятков километров. По сравнению с электрическими интерфейсами оптические модули обеспечивают более высокую скорость, дальность и надежность передачи данных.
Для стандартизации параметров оптических модулей используются спецификации SFF, SFP, XFP и другие. Они описывают требования к размерам, электрическим и оптическим характеристикам, управлению и мониторингу.
Основные параметры оптических модулей
Оптические модули характеризуются рядом важных параметров:
- Тип оптического волокна: Одномодовое (SMF) - для передачи на большие расстояния Многомодовое (MMF) - для передачи на короткие расстояния
- Длина волны излучения лазера: 850 нм, 1310 нм, 1550 нм и др.
- Скорость передачи данных: 155 Мбит/с, 1 Гбит/с, 10 Гбит/с, 100 Гбит/с и выше
- Максимальная дальность передачи: от сотен метров до 100 км
- Тип оптического разъема: SC, LC, MPO и др.
- Поддержка цифрового мониторинга (DDM, DOM)
- Количество волокон: одноглазные или двуглазные
Правильный выбор этих параметров позволяет оптимально подобрать оптический модуль для конкретного применения.
Форм-факторы оптических модулей
Существует несколько стандартизованных форм-факторов оптических модулей:
- SFP (Small Form-factor Pluggable)
- SFP+ (усовершенствованный вариант SFP)
- XFP (10 Gigabit Small Form-factor Pluggable)
- QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable)
- CFP (C Form-factor Pluggable)
- CFP2
- CFP4
Модули в форм-факторе SFP имеют размеры примерно 13 x 8 x 57 мм и используются в основном для скоростей 1 Гбит/с и ниже. SFP+ поддерживает скорости до 10 Гбит/с, а XFP до 10 Гбит/с на одно волокно. QSFP позволяет объединить 4 модуля в одном трансивере. CFP, CFP2 и CFP4 используются в высокоскоростных системах передачи до 100 Гбит/с.
Более крупные форм-факторы обычно обеспечивают большую скорость передачи данных и функциональность. При этом существует частичная совместимость, например QSFP может использоваться вместо 4 SFP.
Применение оптических модулей
Оптические модули находят широкое применение:
- В телекоммуникационных сетях
- В высокопроизводительных вычислительных системах
- В системах хранения данных
- Как компоненты сетевого оборудования
Конкретные примеры использования:
- GPON, EPON, Metro Ethernet, DWDM, CWDM и другие оптические сети
- Суперкомпьютеры и вычислительные кластеры
- Системы хранения SAN на базе протокола Fibre Channel
- Коммутаторы, маршрутизаторы, трансиверы операторского уровня
- Перспективные области - 5G сети, дата-центры
Высокая скорость и надежность оптических соединений обеспечивает эффективную работу всех этих систем.
Производители оптических модулей
Среди крупнейших производителей оптических модулей:
- Finisar (США)
- Avago Technologies (Сингапур)
- Oclaro (США)
- Source Photonics (США)
- Sumitomo Electric Industries (Япония)
- Mellanox (Израиль)
В России и странах СНГ оптические модули производят:
- Концерн "Созвездие" (Россия)
- Оптиковолоконные Системы (Беларусь)
- Промприбор (Беларусь)
- Т8 (Россия)
Продукция ведущих мировых брендов отличается стабильно высоким качеством и большим модельным рядом. Российские и белорусские производители предлагают более доступные цены, однако модельный ряд может быть ограничен.
Из-за санкций поставки оптических модулей от ряда зарубежных производителей в Россию сократились или прекратились. Это стимулировало развитие собственного производства оптических модулей.
Стоимость оптических модулей
Стоимость оптических модулей зависит от:
- Форм-фактора (SFP дешевле, чем QSFP)
- Скорости передачи данных
- Типа волокна (одномодовые дороже)
- Производителя
- Объема закупки
Примерные цены на популярные модели:
| Модель | Цена, руб. |
| SFP 1000BASE-T | 1500 |
| SFP 1000BASE-SX | 2500 |
| SFP+ 10GBASE-SR | 8000 |
| QSFP+ 40GBASE-SR4 | 30000 |
Розничные цены на импортные модули могут быть в 1,5-2 раза выше оптовых. Российские аналоги на 20-50% дешевле импортных моделей.
В ближайшие годы ожидается постепенное снижение стоимости оптических модулей по мере насыщения рынка и расширения их производства.
Выбор оптического модуля
Чтобы правильно выбрать оптический модуль, нужно:
- Определить требуемые параметры линии связи и оборудования
- Подобрать подходящий по характеристикам модуль
- Учесть совместимость с устанавливаемым оборудованием
- Оценить соотношение цена/качество у разных производителей
При выборе поставщика важно обращать внимание не только на цену, но и на репутацию компании, наличие технической поддержки, гарантийного обслуживания.
В процессе эксплуатации оптических модулей нужно соблюдать правила электростатической защиты, избегать попадания грязи и влаги, не допускать сильных механических воздействий.
В целом рынок оптических модулей динамично развивается. Появляются модули на все более высокие скорости передачи данных. Растет доля российских производителей. Это позволит сделать оптические модули более доступными для систем связи в нашей стране.