Optické transceivery znižujú straty signálu

 

Degradácia signálu bola vždy najväčším problémom pri prenose údajov-na veľké vzdialenosti. Pracoval som so sieťovými inštaláciami, kde medené káble nedokázali posunúť dáta na viac ako 100 metrov bez výrazného poklesu kvality. To je miestooptické transceiveryvstúpte do hry a úprimne, rozdiel je noc a deň.

 

Prečo na strate signálu záleží

 

Tu je vec, ktorú si väčšina ľudí neuvedomuje,-každý meter kábla funguje ako malý odpor. S tradičnou meďou bojujete so samotnou fyzikou. Elektrické signály slabnú, keď cestujú, zachytávajú rušenie z blízkych káblov a kým sa dostanú do cieľa? Povedzme, že príjemca nedostáva to, čo ste odoslali.

Ale svetlo sa nestará o elektromagnetické rušenie. Anoptický transceiverpremieňa elektrické signály na optické a posiela ich cez vlákno takmer rýchlosťou svetla (dobre, asi 200 000 km/s vo vlákne, ale kto to ráta). Krása je v tom, že fotóny nestrácajú energiu rovnako ako elektróny na vzdialenosť.

 

 

Čísla neklamú

 

Z nedávneho projektu dátového centra som stiahol niekoľko skutočných{0}}svetových údajov. Štandardný kábel Cat6? Pozeráte sa na stratu približne 20-30 dB na kilometer pri frekvencii 1 GHz. Jedno{10}}režimové vlákno s kvalitnými vysielačmi a prijímačmi? Možno 0,3-0,5 dB/km pri vlnovej dĺžke 1550nm. To nie je len lepšie – je to v úplne inej lige.

Jeden projekt, ktorý sme realizovali minulý rok, zahŕňal sieť kampusov s dĺžkou 15 kilometrov. S medenými zosilňovačmi by sme potrebovali 7-8 medziľahlých zosilňovacích bodov. Použitie vlákniny a správnetransceivery, išli sme bod-k{1}}bodu. Nulové opakovače. Počiatočná investícia bola určite vyššia, ale samotné náklady na údržbu zaplatili rozdiel za menej ako dva roky.

 

Ako v skutočnosti fungujú

 

 

Vo vnútri týchto modulov-a počas relácií na riešenie problémov som ich otvoril viac ako niekoľko{1}}v podstate dva hlavné komponenty spolupracujú. Strana vysielača preberá váš elektrický signál a využíva laserovú diódu (alebo LED na kratšie vzdialenosti) na vytváranie svetelných impulzov. Strana prijímača robí opak, pomocou fotodiódy premieňa prichádzajúce svetlo späť na elektrický prúd.

Šikovná časť? Moderné transceivery obsahujú niečo, čo sa nazýva digitálna diagnostika. Úrovne optického výkonu môžete monitorovať-v reálnom čase, čo znamená, že presne viete, kedy kvalita signálu začne klesať, skôr než sa stane problémom. Zachránilo nám to slaninu viackrát, než dokážem spočítať.

 

Výkon na diaľku, na ktorom skutočne záleží

 

Moduly s krátkym{0}}dosahom (850nm multimode) zvyčajne v pohode zvládajú 300{4}}550 metrov. Neustále ich používame na server-na{7}}prepínanie pripojení v rámci stojanov. Ale tu je zaujímavé, že-dlhý{11}}dosah 1310nm alebo 1550nm jednorežimových verzií? Videl som certifikované behy presahujúce 80 kilometrov so silou signálu stále v rámci prijateľných parametrov.

Je tu jedna inštalácia spájajúca dve budovy v malom meste. Devätnásť kilometrov vlákna, 10GBASE-LR transceivery na každom konci a bitová chybovosť zostáva pod 10^-12. Skúste to s meďou. Vážne, skúste to.

 

Čomu sa v skutočnosti vyhýbate

 

Teplotné výkyvy sa v porovnaní s meďou takmer nedotýkajú optických signálov. Sledoval som prepojenia prechádzajúce cez -klimatické{2}}cesty, kde sa teplota okolia medzi dňom a nocou mení o 40 stupňov. Neďaleké elektrické pripojenia vykazujú výrazné zmeny výkonu. Vláknové odkazy? Stabilné ako skalné podložie.

Presluchy sú ďalším-problémom. Spojte 288 vlákien do jedného kábla-bez problémov. Skúste spojiť toľko medených párov bez špecializovaného tienenia a v podstate ste vytvorili anténnu farmu. Každý pár ruší svojich susedov a signalizuje kvalitné tanky.

 

 

Skutočnosť nákladov (pretože na rozpočte záleží)

 

Pozri, nebudem predstierať, že transceivery sú lacné. Kvalitný modul 10G SFP+ stojí 200 – 500 USD v závislosti od značky a špecifikácií. Tu je však dôležitý výpočet: počas 10-ročného nasadenia miniete ročne možno 50 USD na jeden transceiver, keď zohľadníte mieru výmeny. Porovnajte to so spotrebou energie medených opakovačov (zhruba 15-30 wattov každý), plus náklady na chladenie plus návštevy údržby. Riešenie s vláknami sa zvyčajne pokazí okolo 3. až 4. roku a potom každý rok šetrí peniaze.

 

Praktické veci na inštaláciu, o ktorých nikto nehovorí

 

Čistota konektora je kľúčová a často prehliadaná. Zrnko prachu na konci vlákna-hovoríme o mikroskopických časticiach-môže spôsobiť stratu 1-2 dB alebo viac. Vždy mám v súprave čistiace prostriedky, pretože som videl, že úplne nové káble prichádzajú špinavé priamo z obalu.

Na polomere ohybu záleží viac, než si väčšina inštalatérov myslí. Vlákno zvládne určité ohýbanie, no zalomíte ho príliš prudko a vytvárate mikrofraktúry, ktoré rozptyľujú svetlo. Signál môže spočiatku fungovať, ale o šesť mesiacov neskôr riešite záhadnú stratu paketov.

 

Kde táto technológia skutočne žiari

 

Dátové centrá využívajúce spojenia 400G a 800G absolútne vyžadujú optický prenos. Pri týchto rýchlostiach na zmysluplné vzdialenosti jednoducho neexistuje žiadna alternatíva medi. Dokonca aj 100G Ethernet dosahuje vrchol možno na 10 metroch na špecializovaných twinax kábloch, a to ho posúva.

Poskytovatelia telekomunikácií používajú optickétransceiveryuž desaťročia, ale čo sa zmenilo, je nákladový bod. To, čo bola predtým iba telekomunikačná{1}}technológia, je dnes štandardom v podnikových sieťach, nasadení v areáli, dokonca aj v niektorých-vysokých domácich inštaláciách.

 

Budúcnosť vyzerá ešte lepšie

 

Moduly ďalšej{0}}generácie posúvajú rýchlosť nad 1 Tb/s na vlnovú dĺžku pomocou pokročilých modulačných schém. Spoločnosti teraz pracujú na zásuvných 1,6T transceiveroch. Fyzika prenosu svetla nám dáva väčší priestor na zvýšenie rýchlosti, než by kedy mohla meď.

Navyše, skutočná optická infraštruktúra môže často podporovať rýchlejšie transceivery bez výmeny. Upgradoval som siete z 1G na 10G na 40G pomocou rovnakých vlákien, len som vymenil moduly vysielača a prijímača. To je flexibilita inovácie, ktorú s meďou nedosiahnete.

 

Zrátané a podčiarknuté z poľa

 

Po rokoch práce s oboma technológiami vám môžem povedať, že zníženie straty signálu z optických vysielačov a prijímačov nie je len vylepšením technického listu-je to rozdiel medzi sieťou, ktorá sotva funguje, a sieťou, ktorá jednoducho funguje. Samotný faktor spoľahlivosti odôvodňuje investíciu vo väčšine scenárov, kde vzdialenosť presahuje 100 metrov alebo rýchlosť presahuje 1 Gbps.

Technológia nie je dokonalá. Potrebujete opatrnejšie zaobchádzanie, konektory vyžadujú údržbu a počiatočné náklady sú vyššie. Ale pre integritu signálu na vzdialenosť? Nič iné sa nepribližuje. Dokonca ani na tom istom ihrisku.