SFP 모듈의 포괄적 인 분석 : 기본에서 응용 프로그램에 이르기까지

I. 소개

(i) 중요한 위치 SFP 모듈 의사 소통 분야에서

현대적이고 빠르게 발전하는 통신 네트워크 아키텍처에서 SFP (소규모 형태 요소 플러그 가능) 모듈, 즉 소규모 플러그 가능 모듈은 주요 기본 구성 요소가되었습니다. 데이터 트래픽의 기하 급수적 인 성장으로, 데이터 센터 내에서 대규모 데이터의 고속 교환 및 전송이든, Wide Area Network의 장거리 및 대용량 정보 상호 작용 또는 Enterprise Campus Network의 대역폭 및 낮은 대기 시간을 일일 사무실 및 비즈니스 팽창에 대한 SFP 모듈은 상환 할 수있는 역할을 수행합니다. 네트워크의 효율적이고 안정적인 작동을 보장하는 것은 핵심 요소 중 하나입니다.

(ii) 산업 개발 동향 및 SFP 모듈에 미치는 영향

현재 커뮤니케이션 산업은 5G, 사물 인터넷 및 클라우드 컴퓨팅과 같은 최첨단 분야를 향해 나아가고 있습니다. 5G 네트워크의 대규모 배치는 기지국과 기지국과 핵심 네트워크 간의 전송 속도와 용량에 대해 매우 높은 요구 사항을 제시했습니다. SFP 모듈은 5G 네트워크의 Fronthaul, Midhaul 및 Backhaul 링크에 적응하기 위해 기존 1G 및 10G ~ 25G, 100G 또는 더 높은 속도와 같이 더 높은 속도를 가져야합니다. 사물 인터넷의 부상으로 수백억 개의 장치가 네트워크에 액세스 할 수있게되었으며, 이로 인해 SFP 모듈은 비용과 전력 소비를 지속적으로 최적화하고 저전력 소비의 특성과 IoT 기기의 대규모 배치의 특성을 충족하도록 더 많은 연결을 지원했습니다. 클라우드 컴퓨팅의 활발한 개발은 데이터 센터의 지속적인 확장 및 업그레이드를 촉진했습니다. 데이터 센터 내의 서버의 상호 연결, 스토리지 장치 및 컴퓨팅 노드의 고속 통신은 모두 SFP 모듈에 의존하여 고밀도 및 고속 데이터 전송을 달성하여 성능, 밀도 및 호환성 측면에서 SFP 모듈에 대한 혁신적인 요구를 초래했습니다. 2. SFP 모듈의 기본 개요

(i) 정의 및 기본 개념

SFP 모듈의 정의 : SFP 모듈은 네트워크 장치 (예 : 스위치, 라우터, 서버 네트워크 카드 등)를위한 유연한 광전자 인터페이스 솔루션을 제공하도록 설계된 핫 스위어 가능한 작은 패키지 모듈입니다. 광섬유 전송을 위해 전기 신호를 광학 신호로 변환하거나 그 반대로 수신 된 광학 신호를 전기 신호로 변환하여 네트워크 장치와 광섬유 링크 간의 효율적인 연결을 달성 할 수 있습니다. 이 플러그 앤 플레이 기능은 네트워크 운영 및 유지 보수 효율성을 30%이상 향상시켜 수동 유지 보수 비용을 크게 줄입니다.

다른 모듈 (예 : GBIC 등)과의 차이점 : 초기 기가비트 인터페이스 컨버터 (GBIC)와 비교하여 SFP 모듈은 GBIC의 약 절반에 불과한 크기가 크게 감소하여 네트워크 장치가 제한된 패널 공간에서 더 많은 포트를 구성 할 수있게하여 포트 밀도를 크게 향상시킬 수 있습니다. 기능 측면에서, 둘 다 광전자 변환 기능이 있지만 SFP 모듈은 기술이 더 발전하고 더 높은 데이터 전송 속도를 지원하며 전력 소비, 열 소산 및 호환성에서 성능이 향상됩니다. 예를 들어, GBIC는 일반적으로 최대 1Gbps의 속도를 지원하는 반면 SFP 모듈은 1Gbps를 쉽게 처리 할 수있을뿐만 아니라 10Gbps 및 더 높은 속도로 확장 할 수 있습니다. 특정 스위치 모델이 SFP 포트를 채택한 후, 단위 면적당 포트 밀도는 GBIC 시대의 8 포트에서 32 포트로 증가하고 공간 활용률은 4 배 증가합니다. ​
(ii) 구조 분석

내부 구성 요소 (레이저, 탐지기 등) : SFP 모듈은 주로 레이저 (전기 신호를 방출을위한 광학 신호로 변환하는 데 사용되는 코어 부품으로 구성되어 있으며, 수직 캐비티 표면 방출 레이저 VCSEL 및 에지 방출 레이저 엘리저 엘리저 엘리저 엘리저 엘리저 및 속도 요구 사항에 적합), (전기 신호), (수신 된 전환) 하나는 핀 포토 다이오드 및 눈사태 광자 APD), 신호 처리 회로 (신호의 정확한 전송 및 신호를 보장하기 위해 전기 신호의 변조, 철거, 증폭, 성형 등) 및 제어 회로 (온도, 바이어스 전류 등 모듈의 작동 상태를 모니터링하고 제어하는 ​​데 사용)입니다. 10G SFP 모듈을 예로 들어 VCSEL 레이저는 850nm의 파장에서 작동합니다. APD 검출기를 사용하면 다중 모드 광섬유에서 300 미터의 안정적인 전송을 달성 할 수 있습니다. ​
외부 인터페이스 설계 (LC 인터페이스 등) : SFP 모듈의 외부 인터페이스는 일반적으로 LC (Lucent Connector) 인터페이스를 채택하며, 이는 작은 크기, 편리한 연결 및 고밀도 배선의 장점이 있습니다. LC 인터페이스는 이중 디자인으로, 각각 2 개의 광섬유 인터페이스를 통해 광학 신호의 전송 및 수신을 실현하여 데이터의 양방향 전송을 보장합니다. 플러그인 디자인을 통해 복잡한 도구와 전문 기술이 필요하지 않고 네트워크 배포 및 유지 보수의 효율성을 크게 향상시키지 않으면 서 모듈을 설치 및 교체하기에 매우 편리합니다. 데이터 센터가 LC 인터페이스 SFP 모듈을 채택한 후, 배선 시간은 기존 인터페이스의 4 시간/캐비닛에서 1.5 시간으로 단축되었습니다. ​
III. SFP 모듈의 작동 원리
(i) 광전 변환 메커니즘
전기 신호를 광학 신호로 변환하는 프로세스 : 네트워크 장치의 전기 신호가 SFP 모듈로 전송되면 먼저 레이저 드라이브 회로로 들어갑니다. 회로는 입력 전기 신호의 진폭 및 주파수 변화에 따라 레이저에 제공된 바이어스 전류를 정확하게 조정합니다. 바이어스 전류에 의해 구동되는 레이저는 입력 전기 신호에 해당하는 광 신호를 생성합니다. 예를 들어, 디지털 신호 "1"의 경우 레이저는 강력한 광학 전력을 출력합니다. 디지털 신호 "0"의 경우 레이저는 약하거나 출력 광학 전력을 출력합니다. 이러한 방식으로, 전기 신호를 광학 신호로 변환하는 것이 실현되고, 변환 된 광 신호는 전송을 위해 광섬유 인터페이스를 통해 광섬유에 결합된다. 직접 변조 기술을 사용하는 SFP 모듈은 최대 28Gbps의 변조 속도를 가지며, 이는 5G 네트워크의 Fronthaul 요구 사항을 충족합니다. ​
광학 신호를 전기 신호로 변환하는 과정 : 수신 끝에서, 광섬유에 의해 전송되는 광학 신호는 SFP 모듈의 검출기로 들어갑니다. 검출기는 수신 된 광학 전력을 해당 전기 신호로 변환합니다. 생성 된 전기 신호는 일반적으로 매우 약하며 프리 앰프에 의해 증폭되어야합니다. 그런 다음 증폭 된 전기 신호는 앰프 제한 및 의사 결정 회로와 같은 후속 신호 처리 회로를 통해 원래 디지털 신호로 형성되고 복원됩니다. 마지막으로, 처리 된 전기 신호는 네트워크 장비로 전송되어 광학 신호에서 전기 신호로의 변환 프로세스를 완료합니다. 고급 이퀄라이제이션 기술은 -28dBm에 대한 수신 감도를 증가시키고 전송 거리를 연장 할 수 있습니다. ​
(ii) 데이터 전송 프로세스
전송 끝에서의 데이터 처리 및 전송 : 전송 끝에서 네트워크 장비는 전기 신호 형태로 데이터를 SFP 모듈로 전송할 데이터를 보냅니다. SFP 모듈을 입력 한 후, 데이터는 먼저 8B/10B 인코딩과 같은 인코딩 회로에 의해 인코딩되어 데이터 전송의 신뢰성 및 간섭 능력을 향상시킵니다. 인코딩 된 데이터는 레이저 구동 회로에 의해 레이저로 변조되어 광학 신호로 변환되어 광섬유를 통해 전송됩니다. 이 공정 동안, SFP 모듈은 또한 전송 된 광학 신호의 전력을 모니터링하고 조정하여 광학 신호 강도가 적절한 범위의 광섬유 전송 범위 내에 있도록하여 신호의 효과적인 전송 거리 및 품질을 보장합니다. 연산자에 의해 배치 된 25G SFP28 모듈은 자동 전력 제어 기능을 통해 ± 0.5dB 이내의 광 전력 변동 범위를 제어합니다. ​
수신 끝에서의 데이터 수신 및 복구 : 수신 끝에서 SFP 모듈은 검출기를 통해 광섬유로부터 광 신호를 수신하고이를 전기 신호로 변환합니다. 사전 증폭 및 필터링 후, 전기 신호는 디코딩 회로로 들어가 디코딩하여 원래 데이터 신호를 복원합니다. 동시에, 수신 끝의 SFP 모듈은 비트 오류율과 같은 지표와 같은 수신 된 신호의 품질을 모니터링합니다. 신호 품질이 열악한 것으로 밝혀지면, 전송 엔드는 피드백 메커니즘을 통해 전송 매개 변수를 조정하기 위해 알림을 받거나, 수신 된 신호가 수정되어 네트워크 장치로 최종적으로 전송 된 데이터가 정확한지 확인합니다. 데이터 센터에 배치 된 100G QSFP28 모듈은 FEC 전방 오류 수정 기술을 사용하여 비트 오류율을 10^-4에서 10^-15로 줄입니다. ​
IV. SFP 모듈 유형의 ​​분류
(i) 전송 속도 별 분류
1GBPS SFP 모듈 : 1GBPS SFP 모듈은 비교적 기본적이고 일반적인 유형이며 초기 기가비트 이더넷 네트워크에서 널리 사용됩니다. 엔터프라이즈 캠퍼스 네트워크에서는 데스크톱 컴퓨터 및 프린터와 같은 사무 장비를 네트워크 스위치에 연결하여 안정적인 기가비트 네트워크 액세스를 제공하는 데 사용됩니다. 전송 거리는 사용 된 광섬유의 유형에 따라 다릅니다. 멀티 모드 광섬유가 850nm 파장과 일치하는 경우, 전송 거리는 일반적으로 약 550m에 도달 할 수 있습니다. 단일 모드 광섬유가 1310nm 파장과 일치하는 경우, 전송 거리는 10km 이상으로 연장 될 수 있습니다. 일반적인 모델에는 SFP-1G-SX (멀티 모드 단거리), SFP-1G-LX (단일 모드 장거리) 등이 있습니다.
10GBPS SFP 모듈 : 네트워크 응용 프로그램에 대한 대역폭 수요가 증가함에 따라 10GBPS SFP 모듈이 시작되었습니다. 서버 간의 고속 상호 연결을 위해 데이터 센터 내부 데이터 센터 네트워크, 스토리지 장치와 스토리지 영역 네트워크 (SANS)의 서버 간의 연결 및 기타 시나리오에서 널리 사용되었습니다. SFP 모듈은 내부 회로 설계를 최적화하고 고속 레이저, 탐지기 및 기타 구성 요소를 사용하여 10Gbps 고속 데이터 전송을 달성합니다. 전송 거리 측면에서, 멀티 모드 광섬유가 OM3 및 OM4와 같은 새로운 광섬유와 함께 사용될 때, 300m-500m의 전송 거리를지지 할 수있다; 단일 모드 광섬유가 1310nm 및 1550nm 파장과 함께 사용될 때, 전송 거리는 SFP -10G-SR (멀티 모드 단락), SFP -10G-LR (단일 모드 장거리) 및 기타 모델과 같은 10km-40km에 도달 할 수 있습니다. Google 데이터 센터는 SFP -10G-SR 모듈을 사용하여 랙 간의 고속 상호 연결을 달성합니다. 25GBPS SFP28 모듈 : 25GBPS SFP28 모듈은 5G 네트워크 구성 및 데이터 센터 업그레이드의 높은 대역폭 요구 사항에 적응하는 제품입니다. 5G 기지국의 Fronthaul 및 Midhaul 링크에서 SFP28 모듈은베이스 스테이션 장비와 광섬유 네트워크 간의 고속 연결을 달성하는 데 사용되어 기지국 데이터의 빠른 전송을 보장합니다. 데이터 센터에서는 기존 네트워크 아키텍처를 업그레이드하고 네트워크 스위치 포트의 전송 속도를 높이고보다 효율적인 데이터 교환을 달성하는 데 사용될 수 있습니다. SFP28 모듈은 고급 28NM 공정 기술을 채택하여 전력 소비를 줄이고 통합을 향상시킵니다. 전송 거리 측면에서, 멀티 모드 섬유는 약 100m-200m를 지원할 수 있으며 단일 모드 섬유는 SFP28-25G-SR (멀티 모드 짧은 거리), SFP28-25G-LR (단일 모드 장거리) 등과 같은 다른 파장에서 10km-40km 전송을 달성 할 수 있습니다.
더 높은 비율 (예 : 100GBPS QSFP28 및 기타 파생 유형) : 초대형 데이터 센터, 고성능 컴퓨팅 및 기타 필드에서 대규모 데이터의 고속 전송에 대한 극도의 수요를 충족시키기 위해 100GBPS QSFPP28과 같은 고급 모듈이 나타났습니다. QSFP28 모듈은 4 채널 설계를 채택하고 각 채널의 데이터 전송 속도는 25Gbps에 도달 할 수 있습니다. 4 개의 채널은 총 전송 속도 100Gbps를 달성하기 위해 병렬로 작동합니다. 데이터 센터의 핵심 네트워크 계층에서 QSFP28 모듈은 스위치 간의 고속 상호 연결에 사용하여 저도의 높은 대역폭 데이터 전송 백본 네트워크를 구축합니다. 전송 거리는 다중 모드 광섬유 하에서 약 100m에 도달 할 수 있으며, 서로 다른 파장을 갖는 단일 모드 광섬유는 QSFP28-100G-SR4 (다중 모드 단거리), QSFP28-100G-LR4 (단일 모드 장거리)와 같은 장거리 전송을 40km-80km로 달성 할 수 있습니다. 기술 개발을 통해 전송 성능이 지속적으로 최적화되고 응용 프로그램 시나리오가 확장됩니다. AWS 데이터 센터는 QSFP28-100G-LR4 모듈을 사용하여 글로벌 백본 네트워크를 구축합니다. ​
(ii) 전송 매체에 의한 분류
멀티 모드 SFP 모듈 : 멀티 모드 SFP 모듈은 엔터프라이즈 캠퍼스 네트워크 내의 건물 간의 연결과 데이터 센터 내 랙 간의 연결과 같은 단기간, 대역폭 통신 시나리오에 적합합니다. 다중 모드 광섬유를 전송 매체로 사용합니다. 멀티 모드 광섬유의 코어 직경은 비교적 두껍고 (일반적으로 50μm 또는 62.5μm), 여러 개의 광 모드가 전송 될 수 있습니다. 멀티 모드 SFP 모듈은 일반적으로 850nm 파장 VCSEL 레이저를 광원으로 사용합니다. 다중 모드 광섬유에서 빛이 전송 될 때의 모드 분산으로 인해, 전송 거리가 증가함에 따라 신호가 왜곡 될 것이다. 따라서 전송 거리는 일반적으로 짧습니다. 1Gbps의 속도로, 전송 거리는 일반적인 다중 모드 광섬유를 사용하여 550m에 도달 할 수 있습니다. 10Gbps 이상의 속도에서 OM3 및 OM4와 같은 새로운 멀티 모드 광섬유와 일치해야하며 전송 거리는 약 300m-500m로 증가 할 수 있습니다. 멀티 모드 SFP 모듈은 상대적으로 저렴한 비용과 간단한 설치 및 유지 보수의 장점이 있습니다. 높은 전송 거리가 필요하지 않지만 비용에 민감한 네트워크 배포 시나리오에 적합합니다.
단일 모드 SFP 모듈 : 단일 모드 SFP 모듈은 주로 장거리, 대용량 데이터 전송과 같은 대기업 네트워크 연결, 장거리 백본 네트워크 전송 및 데이터 센터 간의 지역 간 상호 연결에 주로 사용됩니다. 단일 모드 광섬유를 전송 매체로 사용합니다. 단일 모드 광섬유의 코어 직경은 비교적 얇으며 (일반적으로 9μm), 하나의 광학 모드 만 전송하여 모드 분산을 크게 감소시켜 더 긴 거리 전송을 달성 할 수 있습니다. 단일 모드 SFP 모듈

E는 일반적으로 파장이 1310nm 또는 1550nm 인 장어 레이저를 광원으로 사용합니다. 1310nm의 파장에서, 전송 거리는 10km-20km에 도달 할 수있다; 적절한 광학 증폭기를 갖는 1550nm의 파장에서, 전송 거리는 40km-160km 이상으로 확장 될 수있다. 단일 모드 SFP 모듈의 비용은 상대적으로 높지만 장거리 전송에서 비교할 수없는 이점이 있으며 장거리 전송 중 신호의 안정성과 신뢰성을 보장 할 수 있습니다.
(iii) 특수 기능 유형

Bidi SFP 모듈 (양방향 전송 모듈) : Bidi (양방향) SFP 모듈은 양방향 전송 모듈로, 하나의 광섬유에서 데이터의 양방향 전송을 실현하여 광섬유 자원을 효과적으로 저장합니다. 그것의 원칙은 파장 분할 멀티플렉싱 기술을 사용하여 각각 다른 파장으로 전송 및 수신 된 광 신호를 조절하고 동일한 광섬유에서 전송하는 것입니다. 예를 들어, 공통 Bidi SFP 모듈은 전송 신호를 1310nm 파장으로 변조하고 신호를 1550nm 파장으로 조절하고 특수 필터링 및 커플 링 장치를 통해 양방향 신호의 분리 및 전송을 실현합니다. 섬유 자원이 빡빡하거나 소규모 엔터프라이즈 사무실 네트워크 및 원격 영역의 통신 네트워크와 같이 매우 비용에 민감하고 전선이 어려운 일부 기존 네트워크 업그레이드 시나리오에서 Bidi SFP 모듈은 상당한 장점이 있습니다. 네트워크 커뮤니케이션 요구를 충족시킬 수있을뿐만 아니라 섬유 배치의 비용과 건축 난이도를 줄일 수 있습니다. 오래된 커뮤니티의 리노베이션은 Bidi SFP 모듈을 사용하여 섬유 자원의 50%를 절약합니다. ​
CWDM SFP 모듈 (거친 파장 분할 멀티플렉싱 모듈) : CWDM (거친 파장 분할 멀티플렉싱) SFP 모듈은 거친 파장 파장 다중화 모듈로, 동일한 광섬유에서 다른 파장의 다중 광학 신호를 다중화하여 광섬유의 전송 용량을 크게 향상시킵니다. CWDM SFP 모듈은 일반적으로 1270nm -1610nm의 파장 범위에서 8 또는 16 파장을 사용하며 각 파장 간격은 약 20nm입니다. 메트로폴리탄 지역 네트워크에서, 여러 사용자의 데이터를 다른 파장의 CWDM SFP 모듈을 통해 하나의 광섬유에서 코어 노드로 멀티 플렉스하여 광섬유 자원의 효율적인 사용을 실현할 수 있습니다. 기존의 단일 파장 전송과 비교하여 CWDM SFP 모듈은 많은 양의 광섬유를 배치 할 필요가 없으므로 건축 비용과 광섬유 관리의 복잡성을 줄입니다. ​
DWDM SFP 모듈 (고밀도 파장 디스플리 멀티플렉싱 모듈) : DWDM (조밀 한 파장 분할 멀티플렉싱) SFP 모듈은 조밀 한 파장 분할 멀티플렉싱 모듈입니다. CWDM과 비교하여, 더 높은 광섬유 전송 용량을 달성하기 위해 더 좁은 파장 간격으로 더 많은 광학 신호를 다중화 할 수 있습니다. DWDM SFP 모듈은 일반적으로 1530nm -1565nm의 파장 범위를 사용하며, 파장 간격은 0.4nm 이하의 작은 파장 간격이며 단일 광섬유에서 80 이상의 파장을 멀티 플렉스 할 수 있습니다. DWDM SFP 모듈은 장거리 백본 네트워크와 같은 매우 높은 전송 용량 요구 사항과 초대형 데이터 센터 간의 고속 상호 연결과 같은 시나리오에서 핵심적인 역할을합니다. DWDM 기술을 통해 단일 광섬유는 여러 테라 비트 이상의 데이터 전송 속도를 전달하여 전 세계적으로 대규모 데이터의 빠른 전송 요구를 충족시킬 수 있습니다. DWDM SFP 모듈의 장비 비용과 기술적 복잡성이 높지만 장거리 및 대용량 전송의 응용 시나리오에서는 경제적 이점과 네트워크 성능 개선이 비용 투자를 훨씬 초과합니다.
V. SFP 모듈 응용 프로그램 필드
(i) 데이터 센터
서버 상호 연결 : 데이터 센터에서 SFP 모듈은 서버 간의 상호 연결에 널리 사용됩니다. 클라우드 컴퓨팅 및 빅 데이터 분석과 같은 응용 프로그램의 대중화로 데이터 센터의 서버는 데이터를 고속으로 안정적으로 교환해야합니다. 10Gbps 이상의 속도를 가진 SFP, SFP28 및 QSFP28과 같은 모듈은 서버 네트워크 카드 및 네트워크 스위치를 연결하는 데 널리 사용되며 서버 클러스터 내에서 고속 데이터 공유 및 협업 작업을 실현합니다. 예를 들어, 대규모 클라우드 컴퓨팅 데이터 센터에서 여러 서버가 100GBPS QSFP28 모듈을 통해 코어 스위치에 연결되어 가상 머신 마이그레이션, 데이터 백업 및 복구와 같은 작업이 짧은 시간 내에 완료 될 수 있도록 데이터 센터의 운영 효율성 및 서비스 품질을 향상시킬 수 있습니다.
스토리지 영역 네트워크 (SAN) 연결 : 스토리지 영역 네트워크에서 SFP 모듈은 스토리지 장치 (예 : 디스크 어레이, 테이프 라이브러리 등)를 서버 또는 스토리지 스위치에 연결하는 데 사용됩니다. Enterprise Data 볼륨의 폭발적인 성장으로 SAN은 데이터 전송의 안정성 및 속도에 대한 요구 사항이 더 높습니다. 금융 산업을 예를 들어, 은행 거래 데이터, 고객 정보 등을 실시간으로 저장하고 백업해야합니다. 16Gbps 또는 32Gbps의 파이버 채널 SFP 모듈은 스토리지 장치와 서버 간의 데이터의 고속 및 안정적인 전송을 보장 할 수 있습니다.
(ii) 통신 사업자 네트워크
5G 기지국 변속기 : 5G 네트워크 아키텍처에서 SFP 모듈은 기지국 변속기 링크의 핵심 구성 요소입니다. 베이스 스테이션의 전두에서 25G SFP28 모듈은 분산 장치 (DU)와 활성 안테나 장치 (AAU) 사이의 고속 및 소형화 이점 사이의 효율적인 연결을 달성합니다. Midhaul 및 Backhaul 링크에서는 거리 및 용량에 따라 100g QSFP28 또는 400G QSFP-DD 모듈을 선택해야합니다. 동시에, 향후 5G 조정의 전송 대역폭에 대한 추가 요구에 대처하기 위해, 운영자는 네트워크 업그레이드를 준비하기 위해 50G SFP56 모듈을 테스트하기 시작했습니다. ​
섬유 광대역 액세스 (FTTH) : FTTH (Fiber-to-the-Home) 시나리오에서 SFP 모듈은 OLT (Optical Line Terminal)와 ONU (Optical Network Unit) 사이의 고속 데이터 채널을 구축합니다. 홈 사용자의 8K 비디오, VR 응용 프로그램 등에 대한 수요가 증가함에 따라 10G-EPON 및 XG-PON 기술이 점차 인기를 얻고 있으며 10G SFP 모듈이 OLT 장비의 표준 구성이되었습니다.
(iii) 엔터프라이즈 네트워크

캠퍼스 네트워크 백본 연결 : 엔터프라이즈 캠퍼스 네트워크에서 다른 건물 간의 백본 링크에는 대역폭이 적고 긴장이 필요합니다. 10G 또는 25G SFP 모듈은 종종 캠퍼스 코어 스위치와 빌딩 스위치를 연결하여 음성, 화상 회의 및 비즈니스 시스템 데이터의 안정적인 전송을 보장하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 대규모 제조 엔터프라이즈 파크는 25G SFP28 모듈을 배치하여 백본 네트워크를 구축하여 다양한 공장 지역과 사무실 건물 간의 고속 상호 연결을 실현하여 생산 관리 시스템과 ERP 시스템 간의 실시간 데이터 상호 작용을 보장하고 엔터프라이즈의 전반적인 운영 효율성을 향상시킵니다. 동시에, 일부 회사는 CWDM SFP 모듈을 사용하여 하나의 광섬유에 여러 서비스를 전달하여 네트워크 아키텍처를 단순화하면서 배선 비용을 줄이기 시작했습니다. ​
지사 상호 연결 : 광범위하게 분산 된 엔터프라이즈 지사 사무소의 경우 SFP 모듈은 본사 네트워크와 상호 연결을위한 유연한 솔루션을 제공합니다. 임대 연산자 전용 라인과 결합 된 단일 모드 SFP 모듈은 장거리, 안전하고 안정적인 데이터 전송을 달성 할 수 있습니다. 작은 가지는 Bidi SFP 모듈을 사용하여 단일 광섬유를 사용하여 양방향 통신을 달성하여 광섬유 자원을 절약 할 수 있습니다.
VI. SFP 모듈 산업 도전 및 응답
(i) 기술적 과제

높은 속도의 신호 무결성 : 전송 속도가 100G 또는 400G로 증가함에 따라 신호 감쇠, 크로스 토크 및 지터 문제가 더욱 심각해집니다. 제조업체는 레이저 및 탐지기 성능을 최적화하고 고차 변조 기술 (PAM4) 및 고급 이퀄라이제이션 기술과 같은 신호 처리 알고리즘을 개선하여 신호 무결성을 보장해야합니다. 예를 들어, 400G QSFP-DD 모듈에서 PAM4 변조 기술은 기호 당 전송되는 비트 수를 4 비트로 증가시켜 전송 속도를 효과적으로 향상시킬뿐만 아니라 신호 처리에 더 높은 요구 사항을 배치합니다.
전력 소비 및 열 소산 제어 : 고속 SFP 모듈의 전력 소비가 크게 증가했습니다. 예를 들어, 100g QSFP28 모듈의 전력 소비는 7-8W에 도달 할 수 있습니다. 다수의 모듈을 중앙에 배치하면 열 소산 문제가 발생합니다. 이를 위해 제조업체는 새로운 반도체 재료를 사용하고 회로 설계를 최적화하여 전력 소비를 줄이며 모듈 포장 구조를 개선하고 금속 방열판 사용 및 공기 덕트 설계 최적화와 같은 열 소산 성능을 향상시킵니다. ​
(ii) 시장 과제
비용 압력 : 5G 건설 및 데이터 센터 확장으로 인해 SFP 모듈에 대한 수요는 크게 증가했지만 시장 경쟁은 치열하고 가격이 끊임없이 하락하고 있습니다. 제조업체는 대규모 생산 및 기술 혁신을 통해 비용을 줄이고 제품 부가 가치를 높이기 위해 특정 산업 요구를위한 맞춤형 모듈과 같은 차별화 된 제품을 개발해야합니다. ​
호환성 및 상호 운용성 : 다른 제조업체의 SFP 모듈과 네트워크 장비간에 호환성 문제가있을 수 있습니다. MSA (Multi-Source Agreement)와 같은 업계 조직은 통합 표준을 공식화하여 다른 제조업체의 제품의 상호 운용성을 보장합니다. 또한 네트워크 고장을 피하기 위해 구매할 때 모듈과 장비의 호환성을 엄격히 테스트해야합니다.
VII. SFP 모듈의 향후 개발 추세
더 높은 전송률 : 인공 지능 및 빅 데이터와 같은 기술 개발로 전송 률에 대한 수요가 계속 증가하고 있습니다. 400G, 800G 및 1.6T SFP 모듈이 연구 개발 및 테스트 단계에 들어 왔으며 향후 점차 상업화 될 것입니다. ​
통합 및 인텔리전스 : SFP 모듈은 모듈 상태 상태 및 결함 경고의 실시간 모니터링을 달성하기 위해 내장 지능형 모니터링 칩과 같은 더 많은 기능을 통합합니다. 동시에, 그들은 네트워크 장비의 관리 시스템과 깊이 통합되어 지능형 네트워크 운영 및 유지 보수 수준을 향상시킬 것입니다. ​
녹색 에너지 절약 : 저전력 장치 및 에너지 절약 설계는 데이터 센터 및 통신 네트워크의 녹색 개발 요구를 충족하는 모듈 전력 소비를 줄이는 데 사용됩니다. 예를 들어, 일부 제조업체는 에너지 소비와 열산 비용을 줄이기 위해 5W 미만의 전력 소비를 갖춘 100G SFP 모듈을 출시했습니다. ​
새로운 애플리케이션 시나리오의 확장 : 6G 및 양자 통신과 같은 최첨단 기술의 개발을 통해 SFP 모듈은 양자 키 분포 시스템의 광학 신호 전송과 같은 더 많은 분야에서 역할을 수행하여 업계에 새로운 개발 기회를 제공합니다.
VIII. 결론
SFP 모듈은 유연성, 고성능 및 광범위한 적용 가능성으로 인해 현대 통신 네트워크의 필수 요소가되었습니다. 데이터 센터에서 통신 네트워크, 엔터프라이즈 캠퍼스에서 가정 사용자에 이르기까지 SFP 모듈은 대규모 데이터의 효율적인 전송을 지원합니다. SFP 모듈은 업계의 지속적인 혁신에 의해 주도되는 기술과 시장의 이중 과제에도 불구하고 고속, 낮은 전력 소비 및 더 많은 인텔리전스 방향으로 발전하여 미래의 커뮤니케이션 네트워크의 업그레이드 및 변환에 대한 견고한 보장을 제공합니다.