2025 年 1 月 7 日,作者在 2024 年底的第 38 届混沌计算机大会上做了演讲,此文为该演讲的文本版本。
- 光学世界很神奇:数据中心的光数据传输无处不在,作者的 bgp.tools 相关设备也不例外。SFP 内部基本由激光驱动器和小 EEPROM + 微控制器组成,用于告知交换机/路由器其类型及一些关键指标,95%的 SFP 在同一工厂生产,供应商差异主要在 EEPROM 内容和价格。SFP 工作在单“通道”,速度有 100M/1G/10G/25G 等,要更快需升级为多通道光学器件,如 QSFP。
- TOSLINK:在光学的另一端是 TOSLINK,通常是 S/PDIF 光通信,用于 HiFi 系统和一些声卡,可避免声音系统的接地环问题,将音频信号转换为曼彻斯特编码的串行信号,抗干扰性强。TOSLINK 光纤芯较粗(1mm),通常用 LED 而不是激光,最大传输距离约 10 米。
- 想法与实践:作者想利用 SFP 发送 TOSLINK 数据,将 SFP 接口与 LVDS 驱动器和接收器结合,通过 ADC 和 DAC 进行测试,成功实现音频传输,且在示波器上观察到约 34 纳秒的延迟,对应约 6 米的光程。然后找到伦敦 Docklands 地区两个数据中心之间的光纤,将音频信号传输约 650 米,示波器显示信号延迟约 11 微秒,对应约 2.2 公里的光纤距离,远超 TOSLINK 的典型最大距离 219 倍。接着尝试更远距离的传输,借助 VeloxServ 的 DWDM 通道将 TOSLINK 信号传输约 16.8 公里,在 LONAP 的 DWDM 通道上从伦敦 Docklands 到 Slough 传输时遇到问题,发现 10G DWDM optic 在较低速度下无法工作,经调查了解到长距离光学器件内部可能有信号处理芯片,最终找到一个 1G DWDM optic 并成功测试,实现约 143.2 公里的传输距离,是标准 TOSLINK 电缆的 14600 倍。
- 未来可能的“创新”:如果 SFP optic 没有驱动功能,可直接驱动激光发送“原始”音频,也可能向未修改的 optic 发送高频 FM 信号获得类似音乐的声音,还可在两端连接“拨号”调制解调器,但可能浪费 100GHz 光通道。
- 总结:可以通过 SFP optic 发送“低”速信号,大多数 optic 从 150KHz 开始工作,但 retimers/CDR 芯片不喜欢在 6MHz 以下工作,避免使用它们可将信号传输很远,虽然在 2025 年多数使用场景有更好的 IP 解决方案,但了解这些很重要,作者也对光学传输和内部光学工作原理有了更多了解。若想获取博客更新,可使用 RSS feed 或在 Fediverse 上关注@mailto:benjojo@benjojo.co.uk。
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