فارم فیکٹر اور ڈیٹا شرح کے لحاظ سے لیزرز

ماڈیول کے اندر کون سا لیزر ہو گا، اس کا فیصلہ دو چیزیں کرتی ہیں: فی لین ریٹ جسے لیزر کو ماڈیولیٹ کرنا ہے اور رینج جسے اسے طے کرنا ہے؛ دونوں ہر فارم فیکٹر نسل کے ساتھ بڑھتی گئی ہیں۔ یہ صفحہ 1G GBICs سے 800G OSFPs تک ہر مرحلے میں استعمال ہونے والی لیزر اور ریسیور ٹیکنالوجی کا نقشہ پیش کرتا ہے۔

عملی اصول

ریٹ بھی اسی سمت لے جاتا ہے: 10G تک براہ راست ماڈیولیٹ لیزر کافی ہے؛ 25G پر DML حدِ کارکردگی پر ہو جاتا ہے اور EML/VCSEL-25G اس کی جگہ لیتے ہیں؛ فی لین 50G PAM4 سے EML یا سلکان فوٹونکس ماڈیولیٹر غالب ہوتے ہیں؛ فی لین 100G+ پر VCSELs اپنی حد تک پہنچتے ہیں۔

نسل در نسل

1G — GBIC اور SFP (1990 کی دہائی → )

FP لیزر کا ملٹی موڈ اسپیکٹرم 1.25 Gb/s پر قابل قبول تھا؛ VCSELs نے 1G ملٹی موڈ آپٹکس کو تقریباً مفت بنا دیا۔ GBIC، SFP ملاحظہ کریں۔

10G — XFP، SFP+ (2002 → )

10G وہ مرحلہ ہے جہاں EML اور APD 10 km سے آگے ہر چیز کے لیے معیاری بنے، اور جہاں XFP کے اندرونی CDR کی جگہ SFP+ کے ہوسٹ سائیڈ ڈیزائن نے لے لی (XFP، SFP+)۔

25G — SFP28 (2015 → )

RS-FEC، 25G کے ساتھ آتا ہے اور سستے لیزرز کو پری-FEC BER نقطے پر تصریح پوری کرنے دیتا ہے۔

40G — QSFP+ (2010 → )

یہ پہلی بڑے پیمانے کی متوازی آپٹکس تھیں؛ لینز اَرے اور MPO فیرول کے ساتھ بورڈ پر VCSEL اَریز نے تب سے ہر SR4/SR8 کے لیے نمونہ مقرر کیا (QSFP+، چپ آن بورڈ)۔

100G — QSFP28 (2015 → )

100G وہ نسل ہے جس میں سلکان فوٹونکس بڑے پیداواری حجم میں داخل ہوئی (PSM4، DR)، اور جس میں فعال کولنگ کے بغیر DFB (CWDM4، 2 km) اور فعال طور پر ٹھنڈے EML (LR4، 10 km) کا فرق قیمت کی سطحیں متعین کرتا ہے (QSFP28)۔

200G / 400G — QSFP56، QSFP-DD، OSFP (2019 → )

PAM4، DSP کو ہر ماڈیول کا حصہ بناتا ہے اور لیزرز کو فی لین 100G تک پہنچاتا ہے — EML اور SiPh کا دائرہ (QSFP-DD، OSFP)۔

800G اور 1.6T — OSFP، QSFP-DD800، OSFP-XD (2022 → )

مشترک رجحانات

1. براہ راست سے بیرونی ماڈیولیشن تک — ≤ 25G کے لیے DML، اس سے اوپر EML/MZM۔
2. فی لین ایک لیزر سے فی ماڈیول ایک لیزر تک — SiPh، CW ماخذ کو لینز میں تقسیم کرتا ہے۔
3. ہرمیٹک TO-cans سے ننگے ڈائز تک — متوازی آپٹکس کے لیے چپ آن بورڈ، سنگل موڈ کے لیے SiPh انضمام۔
4. ریٹ بڑھنے پر VCSEL رینج گھٹتی ہے — 1G پر 550 m، 25G پر 100 m، 100G پر 50–100 m؛ سنگل موڈ DR مختصر ڈیٹا سینٹر لنکس بھی سنبھال رہا ہے۔
5. کوہیرنٹ پلگ ایبلز میں آتا ہے — ٹرانسپورٹ ریسیور اب QSFP-DD میں سما جاتا ہے۔
6. پاور نئی حد ہے — فعال طور پر ٹھنڈے EMLs، DSPs اور ITLAs، 400G/800G ماڈیولز کو 15–20 W تک پہنچاتے ہیں، جس سے LPO اور شریک پیکج آپٹکس کو تقویت ملتی ہے۔

کوڈنگ اور تشخیص کے لیے اہمیت

سوئچ کے پڑھے گئے شناختی بائٹس، یعنی طول موج، رینج، مطابقت کوڈ، اندر موجود لیزر کا اشارہ ہیں۔ VCSEL SR4 ماڈیول کو LR4 کے طور پر کوڈ کرنے سے اس کے 850 nm لیزرز نہیں بدلتے؛ ہوسٹ ایسی سنگل موڈ رینج کی توقع کرے گا جو وہ فراہم نہیں کر سکتا۔ DDM دستخط بھی لیزر قسم کے لحاظ سے مختلف ہوتا ہے — VCSEL کا چند-mA بائس بمقابلہ EML کا دسیوں mA اور TEC؛ چنانچہ ایک کے لیے “عام” بائس قدر دوسرے کے لیے الارم ہے (لیزر اقسام، ریسیورز)۔

اسی کہانی کا سگنل پروسیسنگ پہلو، یعنی لمیٹنگ ایمپلیفائرز سے DSPs، LPO اور کوہیرنٹ تک، ماڈیولیشن اور DSP میں ہے؛ پیکیجنگ پہلو آپٹیکل پیکیجنگ میں ہے۔