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Capire il moduli BiDi

8 marzo 2021

La tecnologia bi-direzionale indica una modalità di comunicazione che elabora i dati in entrambe le direzioni (invio e ricezione) su fibra ottica. A differenza dei moduli transceiver tradizionali che utilizzano due fibre per trasmettere dati (una per l'invio e una per la ricezione), la tecnologia BiDi permette ai moduli di trasmettere e ricevere dati da/verso i dispositivi di rete interconnessi (come gli switch di rete o i router) attraverso una singola fibra ottica (come mostra la figura 1), il che permette agli utenti di semplificare il loro sistema di cablaggio, aumentare la capacità della rete e ridurre i costi. Con questi vantaggi, i moduli in fibra BiDi sono interessanti per le applicazioni 5G.

Tipi di ricetrasmettitori BiDi e applicazioni

Sul mercato, i ricetrasmettitori BiDi adottano due diversi design di interfaccia: a fibra singola e a doppia fibra.

Ricetrasmettitori BiDi a fibra singola

Tipicamente, la maggior parte dei moduli ottici BiDi sono dotati di una porta e utilizzano la fibra monomodale simplex LC per trasmettere i dati, come moduli transceiver 1G SFP BiDi, 10G SFP+ BiDi, 25G SFP28 BiDi e 50G QSFP28 (visita il datasheet BiDi per saperne di più).

Attualmente, questi moduli BiDi a fibra singola sono di solito distribuiti in applicazioni come le reti ISP, FTTX, o collegamenti di data center che richiedono una trasmissione 1/10/25/50Gbps. Possono essere installati su interruttori, convertitori di media, convertitori OEO per fornire sistemi di trasmissione ottica ad alta velocità e stabilità. Qui prendiamo i moduli SFP+ BiDi come esempi per mostrare l'applicazione dei transceiver BiDi.

Scenario 1: una coppia di moduli BiDi 10G sono collegati tramite un singolo cavo patch in fibra LC simplex per stabilire una connessione 10G diretta di due switch 10G.

SFP+ in switch.jpg

SFP+ BiDi modules work on network switches.

Scenario 2: Una coppia di ricetrasmettitori BiDi SFP+ sono collegati con due convertitori di media in fibra mediante un SMF per poi utilizzare cavi Ethernet per collegare il convertitore di media e lo switch. In questo modo, la trasmissione di Ethernet alla fibra è realizzata.

SFP+ in converter.jpg

SFP+ BiDi modules are deployed in media converters.

Scenario 3: BiDi SFP+ può essere usato per convertire la fibra doppia in fibra singola con convertitori OEO. Le connessioni sono mostrate nella figura 4.

SFP+ in conversion.jpg

SFP+ BiDi modules are used with OEO converters.

Inoltre, i ricetrasmettitori 25/50G Bidi sono accolti dalle reti 5G poiché possono risparmiare risorse di fibra e supportare una larghezza di banda elevata, una latenza ultra-bassa e un'alta affidabilità per le trasmissioni di dati.

Ricetrasmettitore BiDi a doppia fibra

I ricetrasmettitori ottici QSFP+ BiDi 40G usano un design di interfaccia LC duplex. Come mostra la figura 5, supportano due canali da 20Gbps, ciascuno trasmesso e ricevuto simultaneamente su due lunghezze d'onda (850nm e 900nm) su una fibra LC duplex multimodale. Questa trasmissione a 40G raggiungerà una distanza di 100m su OM3 e 150m su fibra OM4.

40G module.png

QSFP+ BiDi Working Principle

I ricetrasmettitori QSFP+ 40G BiDi sono una soluzione economica per l'aggiornamento da 10G a 40G. Come mostra la figura 6, generalmente gli utenti devono usare cavi in fibra MTP per collegare i ricetrasmettitori QSFP+ 40G installati alle due estremità. Tuttavia, le connessioni a 10G sono di solito ottenute con fibre LC. Se gli utenti decidono di aggiornare il sistema 10G a 40G, devono aggiornare il loro sistema di cablaggio. Ora, però, con i ricetrasmettitori ottici QSFP+ BiDi, i tecnici possono riutilizzare il cablaggio in fibra LC 10G esistente, il che si traduce in una migrazione di cablaggio a costo zero nell'aggiornamento da 10G a 40G.

Si noti che i moduli BiDi devono lavorare in coppia. Ciò significa che le lunghezze d'onda TX e RX dei ricetrasmettitori BiDi interconnessi devono essere abbinate. Per esempio, i ricetrasmettitori SFP+ BiDi con 1310nm TX e 1490nm RX funzionano solo con il ricetrasmettitore SFP+ BiDi con 1490nm TX e 1310nm RX.

Il ricetrasmettitore BiDi crescerà nelle applicazioni 5G

Nell'area 5G, la trasmissione front/mid/back-haul richiede la trasmissione dei dati in un modo ad alta velocità, bassa latenza e alta affidabilità per supportare servizi come la telemedicina, la guida autonoma e così via. Considerando il risparmio di risorse e costi della fibra, i ricetrasmettitori 25/50G BiDi sono scelte adatte per la consegna dei dati sul livello fisico della comunicazione 5G.

Nella trasmissione front-haul 5G, ogni AAU (Active Antenna Unit) e DU (Distribute Unit) è realizzata tramite connessione ottica in fibra punto a punto, che richiede molte fibre. Inoltre, il 5G richiede almeno un miglioramento di 10 volte della velocità di download rispetto al 4G, il che significa che è necessaria una trasmissione a velocità più elevata. Secondo questi due aspetti, i ricetrasmettitori 25G BiDi sono soluzioni interessanti (visita Ottiche 25G in 5G per saperne di più).

Nelle trasmissioni midhaul e backhaul 5G, i moduli BiDi 50G ad alta velocità con trasmettitore PAM4 si preparano bene per il tasso 100/200G applicato nei livelli di convergenza e core, in modo da soddisfare i requisiti di carico dei portatori 5G in termini di ampia capacità e network slicing.

Conclusione

I ricetrasmettitori BiDi servono come una soluzione ideale e fattibile per aiutare gli utenti finali a semplificare il cablaggio della rete e aumentare la capacità della rete. Inoltre, i ricetrasmettitori 25/50G bidi si preparano a fornire una trasmissione di dati a più alto rendimento e maggiore affidabilità nelle reti 5G.

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