10gb koherentni optički xfp primopredajnik radi na velikim udaljenostima

 

 

Koherentni optički XFP primopredajnik od 10 GB postiže-prijenos na velike udaljenosti putem elektronske kompenzacije disperzije (EDC), specijalizirane laserske tehnologije i visoko-osjetljivih prijemnika. Ovi moduli mogu dosegnuti 80-120 km preko jedno-modnog vlakna koristeći lasere modulirane elektroapsorpcijom i napredne tehnike obrade signala.

 

 

Razumijevanje tehnologije optičkog XFP primopredajnika od 10 GB za prošireni doseg

 

Faktor oblika XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) pojavio se 2002. kao prvi široko prihvaćen standard za 10Gbps optički prijenos. Dok se izraz "koherentan" često pojavljuje u marketinškim materijalima za ove module, važno je razjasniti što to zapravo znači u kontekstu 10G prijenosa.

Prava koherentna optička tehnologija-koja koristi faznu modulaciju, polarizacijsko multipleksiranje i digitalne procesore signala za otkrivanje amplitude i faze svjetlosti-postala je komercijalno održiva oko 2008. za 100G i veće brzine prijenosa podataka. 10G XFP moduli rade koristeći modulaciju intenziteta s izravnom detekcijom (IM-DD), poboljšanu sofisticiranim tehnikama elektronske kompenzacije.

Veći fizički otisak XFP-a u usporedbi sa SFP+ (78 mm x 18,35 mm x 8,5 mm u odnosu na 56,5 mm x 13,4 mm x 8,5 mm) pruža ključnu prednost za-aplikacije dugog dosega: superiorno upravljanje toplinom. Ovaj dodatni prostor prima-komponente gladne energije kao što su hlađeni elektroapsorpcijski-modulirani laseri i prijamnici s lavinskom fotodiodom, a oboje su neophodni za povećanje udaljenosti prijenosa preko 40 km.

 

Kako EDC omogućuje 10G prijenos-na velike udaljenosti

 

Elektronička kompenzacija disperzije predstavlja revolucionarnu tehnologiju koja je 10G XFP module velikog-dometa učinila praktičnima. Kromatska disperzija u optičkim vlaknima uzrokuje različite valne duljine svjetlosti da putuju različitim brzinama, šireći optičke impulse i smanjujući kvalitetu signala. Na 10 Gbps ovaj učinak postaje dovoljno jak da ograniči udaljenost prijenosa na samo 80 km bez kompenzacije.

EDC radi primjenom elektroničkog filtriranja na prijemniku kako bi poništio degradaciju signala-izazvanu disperzijom. Sustav koristi transverzalne filtre-implementirajući ponderirane zbrojeve vremenski-odgođenih kopija signala-za rekonstrukciju izvornog oblika signala. Koherentni optički XFP primopredajnik od 10 GB koji podržava prijenos od 80 km mora kompenzirati približno 1600 ps/nm disperzije. Moduli s-proširenim dosegom koji ciljaju na 120 km rade do 2400 ps/nm.

Implementacija se bitno razlikuje između XFP-a i novijeg SFP+ formata. XFP moduli interno integriraju EDC funkcionalnost uz linearno pojačalo, budući da XFP električno sučelje emitira digitalni signal. SFP+, nasuprot tome, koristi linearno sučelje (XFI) koje omogućuje EDC-u da se nalazi na glavnoj ploči, smanjujući potrošnju energije i troškove modula.

Algoritmi za automatsku prilagodbu kontinuirano optimiziraju EDC parametre na temelju karakteristika vlakana. Ovi algoritmi nadziru stope pogrešaka bitova i prilagođavaju koeficijente filtra u stvarnom-vremenu, prilagođavajući se varijacijama u starosti vlakana, temperaturi i kvaliteti instalacije bez ručnog podešavanja.

 

Laserska tehnologija: Snaga prijenosa

 

10G XFP moduli velikog-dometa ovise o specijaliziranim laserskim odašiljačima koji dramatično nadmašuju izravno modulirane lasere koji se koriste u aplikacijama kratkog{2}}dometa. Napredak tehnologije izravno je u korelaciji s mogućnošću udaljenosti:

Izravno modulirani laseri (DML): Standardno za SR i LR aplikacije do 10 km, ovi laseri rade na 1310 nm s dovoljnom spektralnom čistoćom za osnovne primjene. Njihove karakteristike cvrkutanja-brzi pomaci frekvencije tijekom modulacije-ograničavaju performanse na većim udaljenostima zbog interakcije s disperzijom vlakana.

Elektroapsorpcijski-modulirani laseri (EML): Ovi uređaji kombiniraju kontinuirani-valni laser s integriranim modulatorom elektroapsorpcije, koji rade na 1550 nm za ER (40 km) i ZR (80 km) primjene. EML odašiljači proizvode čistije optičke signale s minimalnim cvrkutanjem, smanjujući kazne disperzije. Mnogi ZR moduli koriste hlađene EML dizajne s termoelektričnim hlađenjem kako bi održali stabilnost valne duljine u različitim temperaturnim varijacijama.

Razlika je značajna za mrežne planere. EDC tehnologija proširuje održivu udaljenost za DML odašiljače s približno 10 km na 23 km u gradskim aplikacijama-što je kritično poboljšanje za-troškovno osjetljive implementacije. Međutim, za udaljenosti veće od 30 km EML tehnologija postaje neophodna.

Odabir radne valne duljine također utječe na performanse. Valna duljina nulte -disperzije od 1310 nm standardnog jedno-modnog vlakna čini ga privlačnim za umjerene udaljenosti, dok 1550 nm ima koristi od manjeg prigušenja vlakna (0,2 dB/km naspram 0,35 dB/km) kritičnog za ultra-duge veze. ZR moduli univerzalno koriste 1550n prijenos.

 

Matematika osjetljivosti prijemnika i proračuna snage

 

Prijemna strana XFP modula dugog{0}}dometa koristi lavinske fotodiode koje daju unutarnje optičko pojačanje kroz efekt lavinskog umnožavanja. APD prijamnici postižu razine osjetljivosti oko -24 dBm za aplikacije od 80 km, u usporedbi s -14 dBm za PIN fotodiodne prijemnike u modulima kratkog dometa. Ovo poboljšanje od 10 dB izravno se prevodi u udvostručenu udaljenost prijenosa.

Ali APD tehnologija uvodi kritične izazove dizajna. Proces lavinskog umnožavanja zahtijeva visoke obrnute-napone prednapona (obično 40-50V) i pažljivu temperaturnu kompenzaciju. Što je još problematičnije, APD-ovi mogu pretrpjeti trenutnu, trajnu štetu od pretjerane optičke ulazne snage - obično nešto iznad -7 dBm za module od 80 km.

Ovo stvara značajno operativno razmatranje: primopredajnici dugog-dometa ne mogu se koristiti za-veze na kratke udaljenosti bez optičkog prigušenja. Mrežni operateri koji postavljaju ZR module za bilo koju vezu manju od 30 km moraju instalirati ugrađene prigušivače (obično 12 dB ili više) kako bi spriječili oštećenje prijamnika zbog pretjerane optičke snage. Ovaj zahtjev često iznenadi instalatere koji su navikli na fleksibilnost SR i LR modula.

Izračun proračuna snage određuje najveću moguću udaljenost za bilo koju kombinaciju vlakana-primopredajnika. Izračun slijedi ovu strukturu:

Dostupan optički proračun=Snaga odašiljanja - Osjetljivost prijemnika
Gubitak veze=slabljenje vlakana + gubici konektora + gubici spoja + sigurnosna granica

Za 80 km ZR modul s +2 dBm odašiljačkom snagom i -24 dBm osjetljivošću, raspoloživi proračun je 26 dB. Standardno jedno{15}}modno vlakno na 1550 nm doprinosi 0,2 dB/km, tako da 80 km košta 16 dB. Dodavanjem 2 dB za konektore, 1 dB za spojeve i sigurnosnom marginom od 3 dB ukupno je 22 dB - što je udobno unutar proračuna od 26 dB.

Taj isti izračun objašnjava zašto su moduli od 120 km relativno rijetki i skupi. Dodatnih 8 dB gubitaka (40 km × 0,2 dB/km) zahtijeva ili veću snagu odašiljanja, bolju osjetljivost prijemnika ili oboje-guranje specifikacija komponenti do njihovih tehnoloških granica.

 

DWDM integracija i upravljanje valnim duljinama

 

Kompatibilnost s multipleksiranjem guste valne duljine predstavlja ključnu sposobnost za XFP module velikog-dometa u aplikacijama operatera i podatkovnog centra. DWDM sustavi multipleksiraju desetke optičkih kanala na jedan par vlakana, pri čemu svaki kanal zauzima određenu valnu duljinu na ITU mreži.

Standardni ZR moduli rade na fiksnim valnim duljinama-obično područje C-pojasa od 1530nm do 1565nm. Podesivi XFP moduli dodaju fleksibilnost ugradnjom podesivih laserskih sklopova koji mogu odabrati bilo koji od 40-50 ITU kanala putem softverske kontrole. Ova fleksibilnost pojednostavljuje upravljanje zalihama i omogućuje brzu preraspodjelu valnih duljina za optimizaciju mreže.

Integracija DWDM funkcionalnosti unutar faktora forme XFP zahtijeva pažljivo termalno i spektralno upravljanje. DWDM kanali zauzimaju razmak od 50 GHz ili 100 GHz-izuzetno uske tolerancije koje zahtijevaju stabilnost valne duljine bolju od ±0,1 nm u cijelom radnom temperaturnom rasponu. Temperaturno{6}}stabilizirani laserski dizajni s aktivnim zaključavanjem valne duljine to postižu internim nadzorom i povratnom kontrolom.

Moderni prilagodljivi XFP moduli postižu prebacivanje valne duljine za manje od 5 minuta, dovoljno brzo za automatsku rekonfiguraciju mreže, ali dovoljno sporo da zahtijeva rezervne module za brzi oporavak od kvara. Mehanizam ugađanja obično uključuje podešavanje temperature laserske šupljine ili primjenu struje na integrirane Braggove rešetke, a oboje zahtijeva postupne promjene kako bi se spriječilo naprezanje komponente.

 

Naprijed ispravljanje pogrešaka: posljednja linija obrane

 

Forward Error Correction kodiranje dodaje redundantne informacije u tok podataka, omogućujući prijamniku da otkrije i ispravi bitne pogreške bez ponovnog slanja. Iako FEC neznatno povećava sirovu brzinu prijenosa (10,7 Gbps umjesto 10,3 Gbps za standardni 10GbE), pruža 4-6 dB pojačanja kodiranja što je ekvivalentno udvostručenju udaljenosti prijenosa.

XFP moduli koji podržavaju OTN (Optical Transport Network) aplikacije obično uključuju G.709 FEC, koji koristi Reed-Solomonovo kodiranje za ispravljanje nizova pogrešaka. To čini razliku između marginalnog i pouzdanog rada na zastarjeloj infrastrukturi vlakana ili rutama s neoptimalnim spajanjem.

Kompromis FEC režijskih troškova postaje očit u dizajnu sustava. Dodatna potrošnja propusnosti od 7% može se činiti minimalnom, ali za potpuno opterećene DWDM sustave s 40-80 valnih duljina, to znači gubitak kapaciteta od 3-5 kanala. Mrežni arhitekti moraju uravnotežiti ovaj trošak s operativnim prednostima smanjene stope prekida rada i pojednostavljenog upravljanja vlaknima.

 

Usporedba XFP primopredajnika od 10 GB s modernim alternativama

 

Faktor oblika XFP postigao je široku primjenu od 2003. do 2012., ali ga je uvelike zamijenio SFP+ za nove instalacije. Razumijevanje zašto otkriva inženjerska ograničenja koja su oblikovala evoluciju optičkog umrežavanja.

Veličina i gustoća: SFP+ moduli zauzimaju 30% manje prostora, omogućujući 30% veću gustoću priključaka po jedinici stalka. Za velike podatkovne centre koji postavljaju tisuće optika, ova je razlika značajna.

Potrošnja energije: Premještanje EDC-a i drugih funkcija s XFP modula na matičnu ploču smanjilo je potrošnju energije po-priključku s 3,5 W na ispod 1,5 W za ekvivalentan doseg. Ušteda se spaja na stotine luka.

Struktura troškova: Jednostavniji SFP+ moduli s manje integriranih funkcija obično koštaju 20-30% manje od ekvivalentnih XFP modula, iako se moraju procijeniti ukupni troškovi sustava uključujući složenost glavne ploče.

Toplinska izvedba: Suprotno-intuitivno, veća veličina XFP-a omogućuje bolju disipaciju topline za komponente najveće-snage. Ultra{3}}moduli-dohvata iznad 80 km još uvijek ponekad preferiraju XFP pakiranje zbog njegovih toplinskih prednosti.

Tržište je jasno reklo: do 2015. SFP+ je zauzeo više od 80% novih 10G implementacija. Međutim, XFP moduli ostaju bitni za održavanje naslijeđene infrastrukture i za najviše-izvedbe-aplikacija dugog dosega gdje toplinska razmatranja dominiraju problemima troškova.

 

 

Scenariji implementacije-u stvarnom svijetu

 

Mreže gradskih područja predstavljaju primarnu aplikacijsku domenu za-dosežne 10G XFP module. Tipična implementacija povezuje sjedište tvrtke s udaljenim uredima ili međusobno povezuje kampuse podatkovnih centara diljem gradske regije. Udaljenosti se kreću od 20-80 km, često preko iznajmljenih tamnih vlakana ili usluga nosivih valnih duljina.

Ove veze obično neprekidno rade 5-10 godina, zbog čega je pouzdanost najvažnija. Prilikom odabira koherentnog optičkog XFP primopredajnika od 10 GB, izbor između 40 km ER i 80 km ZR modula ne ovisi samo o udaljenosti već i o degradaciji veze tijekom vremena. Starenje vlakana, kontaminacija konektora i degradacija spoja progresivno povećavaju gubitak veze. Počevši s 5-8 dB margine iznad teorijskog minimuma dopušta ovu degradaciju bez potrebe za zamjenom komponenti u srednjem životnom vijeku.

Glavne aplikacije pružatelja usluga jače guraju specifikacije. Ove mreže mogu upravljati 80 ili čak 96-kanalnim DWDM sustavima, svaki kanal prenosi 10Gbps preko regionalnih udaljenosti do 120 km između točaka regeneracije. Precizna kontrola valne duljine, visokokvalitetno upravljanje vlaknima i pažljiva analiza proračuna energije postaju kritični.

Manje očita, ali značajna primjena postoji u teškim industrijskim okruženjima. Rudarski poslovi, naftne platforme i koridori za prijenos električne energije često trebaju pouzdanu 10G povezanost na desecima kilometara u uvjetima u kojima manje toplinske margine SFP+ modula stvaraju probleme u pogledu pouzdanosti. Robustan toplinski dizajn XFP-a i utvrđeni rezultati pružaju vrijednost unatoč višoj cijeni.

 

Razmatranja ugradnje i održavanja

 

Ispravni postupci instalacije čine razliku između pouzdanog rada i kroničnih problema s vezom. Optička sučelja zahtijevaju strogu čistoću-jedna čestica prašine može uzrokovati kvar veze ili postupnu degradaciju. Za module-dugog dometa s osjetljivim APD prijamnicima, kontaminacija predstavlja dodatne rizike od oštećenja komponente od optičke povratne-refleksije.

Redoslijed instalacije za 80 km+ veze mora se baviti nekoliko kritičnih točaka:

Pregled i čišćenje vlakana: Svaki konektor mora biti pregledan pod povećanjem prije ugradnje. Čak i konektori s tvornički-završecima mogu akumulirati kontaminaciju tijekom transporta. Kontaminacija veličine ispod 1 mikrona može uzrokovati 1+ dB unesenog gubitka.

Zahtjevi za prigušenje: Kratke veze s modulima dugog-dometa zahtijevaju ugrađene prigušivače. Izračun nije intuitivan: veza od 5 km sa ZR modulom treba približno 15 dB prigušenja kako bi se spriječilo preopterećenje prijemnika. Neispravna ugradnja prigušivača (kao što je na odašiljaču umjesto na prijamniku) ne pruža nikakvu zaštitu.

Digitalni dijagnostički nadzor: Moderni XFP moduli pružaju-praćenje snage odašiljanja, snage prijema, temperature, struje prednapona lasera i napona napajanja putem dvo{1}}žičnog serijskog sučelja u stvarnom vremenu. Uspostavljanje osnovnih očitanja pri instalaciji omogućuje analizu trenda za predviđanje kvarova prije nego što utječu na uslugu.

Ispitivanje disperzije: Za veze koje se približavaju maksimalnoj navedenoj udaljenosti modula, mjerenje stvarnih karakteristika disperzije vlakana omogućuje provjeru odgovarajuće margine. Raspršenost varira između vrsta vlakana i sa godinama; pod pretpostavkom da kataloške specifikacije mogu dovesti do rubnih veza.

Postupci održavanja razlikuju se od-modula kratkog dometa. Primarni način kvara za-XFP module dugog dometa uključuje postupnu degradaciju optičke snage kako laserske diode stare. Mjesečno praćenje snage odašiljanja i prednaponske struje lasera otkriva ovaj trend degradacije. Kada prednaponska struja prijeđe 80% maksimalne specifikacije, zamjenu treba planirati proaktivno.

 

Strategije optimizacije performansi

 

Postizanje maksimalne izvedbe od-dosežnih XFP implementacija zahtijeva pažnju na nekoliko prilika za optimizaciju. Upravljanje temperaturom je na vrhu popisa-svakih 10 stupnjeva smanjenja radne temperature produljuje očekivani životni vijek za otprilike 50%. Adekvatan protok zraka preko prednjih ploča primopredajnika i termičko upravljanje gusto naseljenih linijskih kartica isplati se u smanjenim stopama kvarova.

Optimizacija postrojenja za proizvodnju vlakana nudi manje očita poboljšanja. Dok čišćenje i pregled vlakana cat{3}}5 privlače pozornost, sustavno smanjenje gubitaka spojeva rijetko dobiva isti fokus. Visoko{8}}kvalitetno fuziono spajanje koje postiže konzistentne gubitke od 0,05 dB u usporedbi s uobičajenim gubicima od 0,15 dB štedi 1-2 dB preko tipične veze od 80 km – potencijalno eliminirajući potrebu za skupljim modulima od 120 km.

Odabir valne duljine za DWDM aplikacije zaslužuje pažljivo razmatranje. Razmak između kanala utječe na moguće udaljenosti: razmak od 100 GHz daje bolji omjer optičkog signala-i-šuma nego razmak od 50 GHz za istu instalaciju vlakana. Kompromis između maksimiziranja kapaciteta i pouzdanosti zahtijeva analizu specifičnih zahtjeva za implementaciju.

 

Kontekst evolucije tehnologije

 

Razumijevanje gdje se 10G XFP tehnologija uklapa u širu evoluciju optičkog umrežavanja daje vrijedan kontekst. Kada je XFP lansiran 2002., 1Gbps Ethernet dominirao je podatkovnim centrima, dok je 10Gbps ostao uglavnom ograničen na okosnice mreža operatera. Faktor oblika predstavljao je dramatičnu minijaturizaciju 300-pinskih i XENPAK modula uz zadržavanje podrške za složenu obradu signala.

Od 2003-2008, XFP je služio kao pokretač implementacije 10G. EDC tehnologija je sazrela tijekom tog razdoblja, omogućujući mogućnosti dugog dosega koje razlikuju moderne module. Prijelaz na SFP+ započeo je oko 2010. kada je poluvodička tehnologija omogućila premještanje CDR i EDC funkcija na matične ploče, ali XFP je ostao relevantan za aplikacije koje zahtijevaju maksimalne optičke performanse.

Danas je industrija prešla s 10G na 100G, 400G i standarde u nastajanju 800G. Ove veće brzine iskorištavaju istinsku tehnologiju koherentne detekcije-fazno-prijenos koji omogućuje dramatično veću spektralnu učinkovitost. Moderni 400G koherentni moduli mogu prenositi 400Gbps preko 80-120km koristeći istu infrastrukturu vlakana koja je nekada prenosila 10Gbps.

Ipak, 10G XFP moduli ostaju u proizvodnji i aktivnoj implementaciji. Instalirana baza XFP-opremljenih sustava nastavlja s radom, često u aplikacijama gdje 10 Gbps pruža odgovarajući kapacitet u doglednoj budućnosti. Razmatranja troškova osiguravaju da nadogradnja funkcionalnih 10G veza na 100G isključivo za tehnološku valutu nema ekonomskog smisla.

 

Donošenje odluke o postavljanju XFP primopredajnika od 10 GB

 

Odabir odgovarajućih modula za određenu implementaciju zahtijeva balansiranje više faktora izvan jednostavnih zahtjeva udaljenosti. Ukupni trošak ne uključuje samo cijene primopredajnika, već i kvalitetu pogona vlakana, potrošnju energije tijekom životnog vijeka modula i operativne troškove održavanja inventara i upravljanja kvarovima.

Za nove implementacije ispod 40 km, SFP+ ER moduli predstavljaju zadani izbor osim ako ne postoje posebni zahtjevi kompatibilnosti s XFP-om. Prednosti cijene, snage i gustoće nadmašuju sve prednosti XFP-a u modernim instalacijama.

Između 40-80 km, odluka postaje nijansiranija. XFP ZR moduli pružaju dokazanu pouzdanost i izvrsne toplinske karakteristike. SFP+ ZR moduli nude prednosti u pogledu cijene i snage, ali zahtijevaju visokokvalitetni dizajn matične ploče kako bi se postigle iste margine performansi. Odabir često ovisi o postojećoj infrastrukturi i poznavanju operativnog tima.

Iznad 80 km, XFP moduli zadržavaju relevantnost. Mogućnosti XFP modula s proširenim-dosegom od 120 km i dalje je teško usporediti u faktorima forme SFP+ bez herojskog inženjeringa. Za ove primjene XFP-ova veća toplinska ovojnica i zreli dizajn smanjuju rizik.

 

Prednosti digitalnog dijagnostičkog praćenja

 

DDM mogućnosti ugrađene u moderne 10GB koherentne optičke XFP primopredajne module pružaju operativne prednosti koje opravdavaju skromne troškovne premije. Praćenje-stvarnog vremena pet ključnih parametara omogućuje proaktivne strategije održavanja koje smanjuju neplanirane zastoje.

Primite optičku snagutrendovi otkrivaju degradaciju vlakana prije nego što dođe do kvara veze. Postupni pad od -20 dBm do -23 dBm tijekom mjeseci ukazuje na sve veći gubitak vlakana koji može biti posljedica kontaminacije konektora, gubitka izazvanog savijanjem ili degradacije spoja. Rješavanje problema dok ostaje 3+ dB margine sprječava ispade.

Prijenos optičke snage i prednaponske struje laserapratiti zajedno, otkrivajući lasersko starenje. Kako diode stare, veća pogonska struja postaje neophodna za održavanje konstantnog optičkog izlaza. Kada struja prednapona dosegne 80% maksimuma, izlazna optička snaga uskoro će početi opadati unatoč maksimalnom pogonu-indikatoru-kraj-životnog vijeka.

Praćenje temperatureprepoznaje neadekvatno hlađenje prije nego što uzrokuje kvarove. Moduli koji stalno rade iznad 60 stupnjeva u normalnim uvjetima ukazuju na nedovoljan protok zraka koji će skratiti vijek trajanja. Rješavanje problema s hlađenjem proaktivno sprječava termički-ubrzane kvarove.

Praćenje naponaotkriva probleme s napajanjem koji mogu utjecati na više modula. Napon izvan specifikacijskog raspona 3,14-3,46 V uzrokuje nepouzdan rad i moguću štetu. Rano prepoznavanje odstupanja napajanja sprječava kaskadne kvarove.

Automatizirani sustavi praćenja mogu pratiti te parametre preko stotina poveznica, generirajući upozorenja kada vrijednosti odstupaju od normalnih radnih raspona ili pokazuju zabrinjavajuće trendove. To transformira održavanje iz reaktivnog gašenja požara u proaktivno upravljanje.

 

Industrijski standardi i kompatibilnost

 

XFP moduli su u skladu s-sporazumima s više izvora koji osiguravaju interoperabilnost između modula različitih proizvođača i opreme domaćina različitih dobavljača. XFP MSA (revizija 4.5 iz 2005. ostaje aktualna) definira električno sučelje, mehaničke dimenzije, toplinske karakteristike i specifikacije sučelja za upravljanje.

Unutar ovog standardnog okvira, različiti aplikacijski kodovi određuju optičke karakteristike za različite kombinacije dosega i protokola. Uobičajeni aplikacijski kodovi uključuju:

10GBASE-SR: 850nm, 300m preko multimodnog vlakna

10GBASE-LR: 1310 nm, 10 km preko jedno-modnog vlakna

10GBASE-ER: 1550 nm, 40 km preko jedno-modnog vlakna

10GBASE-ZR: 1550nm, 80km preko jedno-modnog vlakna (dobavljač-određen izvan IEEE standarda)

OC-192 LR-2: SONET/SDH dugo{0}}specifikacija dosega

Struktura MSA osigurava da Cisco XFP-10GLR-OC192SR modul može funkcionirati u Juniper usmjerivaču i obrnuto, sve dok se ne implementiraju ograničenja kodiranja dobavljača. Kompatibilni moduli-trećih strana kodiraju-informacije specifične za proizvođača kako bi se omogućio plug-and-play rad kod glavnih dobavljača opreme.

Fleksibilnost protokola predstavlja još jednu ključnu standardnu ​​značajku. Većina XFP modula dugog -dometa podržava višestruke protokole kroz rad s više- brzinama: 10 Gigabit Ethernet (10,3125 Gbps), 10G Fibre Channel (10,52 Gbps) i SONET OC-192/SDH STM-64 (9,953 Gbps). Ova fleksibilnost pojednostavljuje upravljanje inventarom i omogućuje migraciju protokola bez promjena hardvera.

 

Rješavanje uobičajenih problema

 

Kada veze zakažu ili rade ispod specifikacije, sustavno rješavanje problema učinkovito identificira temeljne uzroke. Dijagnostički slijed obično napreduje od jednostavnog do složenog:

Provjera optičke snagetrebao biti prvi korak. Koristite DDM za provjeru snage odašiljanja i primanja na oba kraja. Za vezu od 80 km, tipična očitanja mogu biti +2 dBm za prijenos i -22 dBm za prijem. Vrijednosti izvan očekivanih raspona ukazuju na probleme s instalacijom vlakana, netočan odabir primopredajnika ili kvarove komponenti.

Izračun gubitka vezeutvrđuje ispunjava li vlakno postrojenje zahtjeve. Izmjereni gubitak trebao bi odgovarati predviđenom gubitku unutar 2-3 dB. Prekomjerni gubitak ukazuje na kontaminirane konektore, oštećeno vlakno ili pretjerani gubitak spajanja. Pojedinačni pregled i čišćenje konektora često rješava ove probleme.

Testiranje stope grešaka u bitovimakvantificira kvalitetu veze izvan jednostavnog gore/dolje statusa. Rad-bez pogrešaka (BER ispod 10^-12) potvrđuje odgovarajuću maržu. Povremene pogreške (BER 10^-9 do 10^-6) ukazuju na marginalni rad koji zahtijeva pozornost. Česte pogreške (BER iznad 10^-6) signaliziraju ozbiljne probleme.

Analiza temperatureotkriva ekološke probleme. Moduli koji rade iznad 70 stupnjeva ukazuju na nedostatke hlađenja koji će uzrokovati preuranjeni kvar. Moduli na istoj lokacijskoj kartici s dramatično različitim temperaturama ukazuju na blokade protoka zraka ili neispravne ventilatore.

Provjera valne duljineza DWDM aplikacije osigurava ispravnu dodjelu kanala. Pomicanje valne duljine lasera zbog starosti ili temperature može uzrokovati među-kanalne smetnje u gustim sustavima. Većina podesivih modula omogućuje očitavanje valne duljine putem upravljačkih sučelja.

 

Buduća-razmatranja provjere

 

Uvođenje optičke infrastrukture uključuje odluke s implikacijama od 7 do 10 godina. Iako je sama 10G XFP tehnologija zrela, razmatranje putova nadogradnje osigurava da investicije ostaju relevantne.

Kvaliteta vlakanavažniji od odabira primopredajnika za-dugoročnu fleksibilnost. OS2 single{3}}mode vlakno instalirano danas podržavat će 10G, 100G, 400G i buduće standarde. Ugrožavanje kvalitete vlakana radi smanjenja početnih troškova ograničava mogućnosti nadogradnje.

Standardi konektora i adapterazaslužuju pažnju. LC dvostruki konektori dominiraju 10G, ali neki sustavi sljedeće-generacije koriste druge konfiguracije. Fleksibilna infrastruktura za krpanje prilagođava se različitim tipovima primopredajnika bez ponovnog povezivanja kabela.

Planiranje gustoće lukatreba uzeti u obzir budući rast. Iako današnji zahtjevi mogu opravdati linijske kartice s 24-priključka, buduća konsolidacija mogla bi imati koristi od modula s 48 priključaka ili veće gustoće koji koriste SFP+ ili novije faktore oblika.

Integracija sustava upravljanjaproširuje vrijednost omogućujući dosljedno praćenje kroz generacije tehnologije. Sustavi koji apstrahiraju temeljne detalje primopredajnika, a istovremeno pružaju sveobuhvatnu dijagnostiku, lakše se prilagođavaju novom hardveru.

 

Često postavljana pitanja

 

Mogu li 10G XFP primopredajnici raditi sa SFP+ modulima na suprotnim krajevima?

Da, XFP i SFP+ moduli mogu međusobno funkcionirati ako imaju podudarne specifikacije. Oba koriste LC duplex konektore i identične optičke karakteristike za određeni tip dosega (LR, ER, ZR). Razlika u električnom sučelju ne utječe na veze-povezane vlaknima. 10GBASE-LR XFP komunicirat će s 10GBASE-LR SFP+ preko single-mode vlakna bez problema.

Koja je najveća realna udaljenost za 10G XFP module bez pojačala?

Standardni moduli dosežu 120 km preko visoko-kvalitetnog OS2 jednomodnog-optičnog vlakna uz odgovarajuće inženjerstvo. Za to su potrebni specijalizirani moduli s dometom od 120 km- s proširenom kompenzacijom disperzije (tolerancija od 2400 ps/nm) i pažljivo upravljanim proračunima energije. Izvan 120 km postaje neophodno optičko pojačanje ili regeneracija. Neki specijalni moduli tvrde da imaju sposobnost od 140 km u idealnim uvjetima, ali 120 km predstavlja praktičnu granicu za nepojačane veze.

Kako temperatura utječe-na dugotrajne XFP performanse?

Temperatura utječe i na optičku izvedbu i na vijek trajanja modula. Laserska valna duljina pomiče se približno 0,1 nm po 10 stupnjeva, što je važno za DWDM aplikacije. Izlazna snaga opada s temperaturom, što potencijalno uzrokuje kvar veza blizu granice proračuna snage u vrućim uvjetima. Vijek trajanja modula slijedi Arrheniusovu jednadžbu: svakih 10 stupnjeva smanjenja udvostručuje očekivani vijek trajanja. Kontinuirani rad na 70 stupnjeva u odnosu na 50 stupnjeva može prepoloviti očekivani vijek trajanja s 15 godina na 7-8 godina.

Zašto su moduli od 80 km toliko skuplji od verzija od 40 km?

Troškovna premija odražava višestruke skupe komponente. APD prijamnici koštaju 3-5x više od PIN fotodioda zbog složenih zahtjeva izrade. Hlađeni EML laseri dodaju termoelektrične hladnjake i upravljačke krugove. Poboljšano rukovanje EDC sklopovima 1600+ ps/nm disperzija zahtijeva sofisticiraniju obradu signala. Niže količine proizvodnje u usporedbi s SR/LR modulima dodatno povećavaju jedinične troškove. Ukupna razlika u troškovima komponenti objašnjava razlike u maloprodajnim cijenama od 800-1200 USD između ER i ZR modula

.

Ključni zahvati

 

Koherentni optički XFP primopredajnik od 10 GB postiže udaljenosti od 80-120 km pomoću EDC tehnologije, specijaliziranih lasera i prijemnika visoke osjetljivosti

Elektronička kompenzacija disperzije predstavlja ključno otkriće koje omogućuje-rad dugog dosega bez optičke kompenzacije

EML laseri i APD prijamnici pružaju optičku izvedbu potrebnu za veće udaljenosti

Pravilno planiranje proračuna energije uzimajući u obzir gubitak vlakana, konektore i sigurnosne granice osigurava pouzdan rad

Faktor većeg oblika XFP-a pruža toplinske prednosti za-aplikacije s najboljim performansama unatoč tome što ga je za većinu upotreba zamijenio SFP+