Moduly SFP z optických vlákien narábajú s dátami efektívne

 

 

Proces konverzie, o ktorom nikto nehovorí

 

Tu je to, čo sa v skutočnosti deje vo vnútri tohto malého kovového krytu: laserová dióda alebo VCSEL vystreľuje fotóny do vlákna pri vlnových dĺžkach zvyčajne medzi 850 nm a 1 550 nm. Fotodetektor na prijímacom konci zachytí tieto fotóny a premení ich späť na elektróny. Na papieri dosť jednoduché.

Ale zvýšenie efektívnosti pochádza z toho, čo sa nestane. Na rozdiel od medeného prenosu, kde elektromagnetické rušenie zhoršuje integritu signálu na diaľku, svetlo prechádzajúce skleneným vláknom naráža na minimálny odpor. Modul 1000BASE-LX posúva dáta 10 kilometrov cez jedno-vlákno bez zosilňovačov. Skúste to s káblom Cat6.

Vysielače VCSEL v multimódových moduloch spotrebujú počas prevádzky približne 150-300 mW. Jedno-režimové jednotky s lasermi DFB spotrebúvajú viac-niekedy 500 mW alebo viac, no prenášajú signály cez siete kampusov a spojov metra, kde meď aj tak nikdy neprichádzala do úvahy.

 

 

Na výbere vlnovej dĺžky záleží viac, ako pripúšťajú predajcovia

 

Väčšina správcov siete chytí čokoľvekSFPmá distribútor na sklade. Funguje to dovtedy, kým nie.

850nm moduly sa spárujú s multimódovým vláknom pre pripojenie rack-do-racku. Voľba vlnovej dĺžky nie je ľubovoľná-kratšie vlnové dĺžky trpia modálnou disperziou vo väčšom 50 alebo 62,5 mikrónovom jadre multimódu, ale 850 nm zasiahne sladké miesto, kde zdroje LED a VCSEL zostávajú nákladovo-efektívne. Uvidíte ich s označením SX.

1310 nm je v nízkom-okne rozptylu pre jedno-režimové vlákno. Moduly LX využívajúce túto vlnovú dĺžku dosahujú 10 km bez toho, aby niekto zaťažil rozpočet na prepojenie. Niektoré varianty s rozšíreným{6}}dosahom-označenia EX a ZX-dosahujú 40 km alebo 80 km pri vlnovej dĺžke 1 550 nm, pričom útlm vlákna klesá na približne 0,2 dB na kilometer.

Tu si zaslúžia zmienku BiDi moduly. Jednovláknové obojsmerné SFP vysielače vysielajú na jednej vlnovej dĺžke (povedzme 1310 nm), zatiaľ čo prijímajú na inej (1490 nm). Znížte počet vlákien na polovicu pre body-to{6}}bodové prepojenia. Zrejmé úspory nákladov, aj keď riešenie problémov je zvláštne, keď nemôžete len vymieňať moduly medzi koncami.

 

 

Možnosť rýchlej{0}}zámeny a prečo je vlastne užitočná

 

Sledoval som, ako technici vytrhli SFP zo živých prepínačov bez cúvnutia. Konštrukcia-pripojiteľnosti za chodu znamená, že-nevyžaduje žiadne vypnutie-. EEPROM modulu sa identifikuje hostiteľskému zariadeniu v priebehu milisekúnd od vloženia.

Táto EEPROM obsahuje viac ako len identifikačné údaje. Moduly-schopné DOM (digitálne optické monitorovanie, niekedy nazývané DDM) hlásia v reálnom čase-vysielací výkon, prijímaný výkon, teplotu, laserový biasový prúd a napájacie napätie. Keď o 3:00 začne linka klapať, tieto metriky vám povedia, či je problémom umierajúci laser, špinavý konektor alebo niekto, kto príliš prudko ohol prepojovací kábel za stojanom.

Typický TX výkon sa pohybuje od -9,5dBm do -3dBm pre gigabitové moduly. Citlivosť prijímača sa pohybuje okolo -20dBm až -24dBm. Čokoľvek slabšie ako tento prah a fotodetektor nedokáže spoľahlivo rozlíšiť signál od šumu.

 

SFP+ skok na 10 Gigabit

 

Moduly SFP+ zaberajú rovnakú fyzickú stopu ako ich gigabitoví predchodcovia, ale zvládajú rýchlosť linky 10 Gb/s. Mechanická kompatibilita bola zámerná-rovnaká klietka, rovnaké vodiace koľajnice,-aj keď elektrické rozhranie vyžadovalo prepracovanie, aby vyhovovalo vyšším frekvenciám.

Príbeh efektívnosti tu začína byť zaujímavý. Modul 10G-SR spotrebuje možno 1 W, pričom prenáša desaťnásobok dát oproti modulu 1G-SX, ktorý spotreboval 0,8 W. To nie je lineárne zvýšenie výkonu pre lineárne zvýšenie šírky pásma. Vylepšenia výroby kremíka a zmeny kódovania (8b/10b ustúpilo 64b/66b pre lepšiu účinnosť linky) sa v priebehu generácií spájali.

Jedna zvláštnosť: mnohé porty SFP+ prijímajú staršie moduly SFP pri zníženej rýchlosti. Prepínač rozpozná pomalší modul a podľa toho{2}}obmedzí rýchlosť. Užitočné pre scenáre migrácie, mätúce, keď niekto omylom nainštaluje nesprávnu optiku a čuduje sa, prečo sa jeho 10G prepojenie dohodlo na 1G.

 

 

Zámok dodávateľa-zostáva nepríjemný

 

Cisco, Juniper, HP a ďalší programujú svoje prepínače tak, aby skontrolovali bajt ID dodávateľa SFP. Nerozpoznané moduly môžu odmietnuť rozsvietiť sa alebo hádzať trvalé varovania v riadiacej konzole.

Výrobcovia tretích{0}}strany to obchádzajú kódovaním svojich EEPROM tak, aby zodpovedali špecifikáciám OEM. SFP-kompatibilné s MSA od renomovaných dodávateľov fungujú rovnako ako značkové jednotky za zlomok ceny. Sieť nevie alebo je jedno, či fotóny pochádzajú z modulu OEM v hodnote 500 USD alebo z ekvivalentu 80 USD od tretej strany-rovnakej vlnovej dĺžky, rovnakých úrovní výkonu, rovnakého konektora.

Niektoré podniky aj tak nariaďujú OEM optiku z dôvodov zmluvy o podpore. Ide o rozhodnutie o obstarávaní, nie o technické.

 

Nezhody medzi typmi vlákien spôsobujú bolesti hlavy

 

Jedno{0}}režimové SFP do multimódového vlákna? Technicky možné pomocou prepojovacích káblov na úpravu režimu pri gigabitových rýchlostiach. Adaptér spustí svetlo v posunutej polohe, aby vyvolal obmedzený počet režimov. IEEE 802.3z to špecifikuje pre 1000BASE-LX oproti staršej multimódovej továrni.

Opačná-multimodová optika cez jedno-vlákno-nefunguje. Divergentný lúč VCSEL sa zle spája s 9-mikrónovým jadrom s jedným-režimom. Dostanete klapky odkazov, chyby CRC alebo žiadne spojenie.

Oplatí sa zapamätať si: multimódové vlákno má maximálny dosah okolo 550 metrov pri 10G-SR na kábli OM4. Dlhšie prevádzky vyžadujú jedno{5}}režimovú infraštruktúru bez ohľadu na rozpočet.

 

 

Teplota a faktory prostredia

 

Komerčné{0}}rady SFP fungujú od 0 stupňov do 70 stupňov . Bez problémov to zahŕňa dátové centrá{4}}riadené klímou a väčšinu vnútorných prostredí.

Priemyselné nasadenia-rozvodne, výrobné poschodia, vonkajšie skrine-vyžadujú moduly s rozšírenou teplotou-od -40 stupňov do 85 stupňov . Vnútorné laserové a budiace obvody vyžadujú kalenie, aby sa zachoval stabilný výkon v tomto rozsahu. Nákladová prémia je 2-3x vyššia ako komerčné ekvivalenty.

Vlhkosť zriedka zabíja SFP priamo, ale kondenzácia na objímkach konektora spôsobuje zmätok. Kontaminácia rozptyľuje svetlo na rozhraní, čo zvyšuje stratu vloženia a potenciálne vypadáva spojenie. Keď konektory nepoužívate, majte ich zakryté. Pred párením očistite. Základná hygiena, ktorá ľuďom akosi uniká.

 

CWDM a DWDM rozširujú kapacitu vlákna

 

Multiplexovanie s hrubým delením vlnových dĺžok rozmiestňuje osem kanálov v 20nm intervaloch od 1270nm do 1610nm. Každý SFP vysiela na vyhradenej vlnovej dĺžke; pasívny mux/demux ich spája do jedného páru vlákien. Osemnásobná kapacita bez ťahania nových káblov.

Husté WDM zhromažďuje kanály bližšie-0,8nm alebo 0,4nm-vtesnaním 40, 80 alebo 96 vlnových dĺžok na jedno vlákno. SFP vyžadujú teplotne-stabilizované lasery (vyladené alebo pevné), ktoré odôvodňujú ich značné náklady. Metro a diaľkoví prepravcovia vo veľkej miere využívajú DWDM. Podnikové siete sa vo všeobecnosti držia CWDM, pokiaľ požiadavky na šírku pásma neodôvodňujú investíciu.

Uhol efektívnosti: multiplexovanie amortizuje náklady na infraštruktúru v rámci viacerých služieb. Jeden prameň nesie to, čo predtým vyžadovalo osem. Inštalačné práce prebehnú raz.

 

Čo v skutočnosti znamenajú špecifikácie

 

Rozpočet spojenia sa rovná výkonu vysielača mínus citlivosť prijímača mínus celková strata. Modul s citlivosťou -6dBm TX a -20dBm RX poskytuje 14dB rozpočtu. Odpočítajte straty konektora (každý 0,3 dB), straty spoja (každý 0,1 dB) a útlm vlákna (0,35 dB/km pre 1310nm single-mode). Čo zostane, je vaša marža.

Pred objednaním modulov vykonajte výpočet. 20 km spojenie potrebuje optiku schopnú 20 km. Znie to očividne. Ľudia to stále pokazia.

Pri gigabitových rýchlostiach záleží na penalizácii rozptylu menej ako pri 10G a vyššej. Chromatická disperzia a polarizačná vidová disperzia sa hromadia na vzdialenosť, prípadne rozmazávajú signál, ktorý sa nedá obnoviť. Spojenie 10G a 25G s dlhým-dosahom niekedy vyžaduje rozptýlenie-posunuté vlákno alebo elektronickú kompenzáciu.

 

Tichá účinnosť vyspelej technológie

 

SFP moduly už nechytajú titulky. Technológia dozrela. Táto vyspelosť však znamená predvídateľný výkon, stabilné ceny, dostupnosť druhého-zdroja a rozsiahlu nainštalovanú základňu, ktorá zaisťuje kompatibilitu medzi rôznymi dodávateľmi. Efektívnosť nie je vždy o prelomových inováciách-niekedy je to o zdokonalení, štandardizácii a nudnej spoľahlivosti komponentov, ktoré jednoducho fungujú.

Optické transceivery sa budú naďalej vyvíjať smerom k vyšším rýchlostiam a nižšej spotrebe energie. SFP28 zvláda 25G; Varianty QSFP zvládajú 40G a 100G spojením štyroch pruhov. Základná fyzikálna-fotóna porážajúca elektróny na diaľku- zostáva výhodou účinnosti, vďaka ktorej je vláknová optika relevantná napriek všetkému, čo zástancovia medi tvrdia o vývoji Cat8.

Siete narábajú s dátami efektívne, keď fyzická vrstva robí svoju prácu neviditeľne. Moduly SFP to presne dosahujú.