SFP moduli s optičkim vlaknima učinkovito rukuju podacima

 

 

Proces pretvorbe o kojem nitko ne govori

 

Evo što se zapravo događa unutar tog malog metalnog kućišta: laserska dioda ili VCSEL ispaljuje fotone u vlakno na valnim duljinama obično između 850 nm i 1550 nm. Fotodetektor na prijemnom kraju hvata te fotone i pretvara ih natrag u elektrone. Dovoljno jednostavno na papiru.

Ali dobitak učinkovitosti dolazi od onoga što se ne događa. Za razliku od bakrenog prijenosa gdje elektromagnetske smetnje degradiraju integritet signala na udaljenosti, svjetlost koja putuje kroz staklena vlakna nailazi na minimalan otpor. 1000BASE-LX modul gura podatke 10 kilometara preko jedno-modalnog vlakna bez repetitora. Pokušajte to s Cat6 kabelom.

VCSEL odašiljači u višemodnim modulima troše oko 150-300mW tijekom rada. Jednomodne-jedinice s DFB laserima privlače više-ponekad 500 mW ili više, ali prenose signale preko mreža kampusa i metroa gdje bakar ionako nikad nije bio opcija.

 

 

Odabir valne duljine važniji je nego što dobavljači priznaju

 

Većina mrežnih administratora zgrabi štogodSFPdistributer ima na zalihi. To funkcionira dok ne prestane.

Moduli od 850 nm spajaju se s višemodnim vlaknima za spajanje-na-stalak. Odabir valne duljine nije proizvoljan-kraće valne duljine pate od modalne disperzije u višemodnoj većoj jezgri od 50 ili 62,5 mikrona, ali 850 nm je pogodno mjesto gdje LED i VCSEL izvori ostaju isplativi-. Vidjet ćete ove s oznakom SX.

1310 nm nalazi se u prozoru niske-disperzije za jedno-modno vlakno. LX moduli koji koriste ovu valnu duljinu dosežu 10 km bez ikog trošenja proračuna veze. Neke-varijante s produženim dometom-oznake EX i ZX-guraju 40 km ili 80 km na 1550 nm, gdje slabljenje vlakana pada na otprilike 0,2 dB po kilometru.

BiDi moduli zaslužuju spomenuti ovdje. Dvosmjerni SFP-ovi s jednim-vlaknom odašilju na jednoj valnoj duljini (recimo, 1310nm), dok primaju na drugoj (1490nm). Smanjuje broj vlakana na pola za veze od točke-do-točke. Očigledna ušteda troškova, iako rješavanje problema postaje čudno kada ne možete jednostavno zamijeniti module između krajeva.

 

 

Mogućnost-vruće izmjene i zašto je zapravo korisna

 

Gledao sam tehničare kako izvlače SFP-ove iz živih prekidača bez trzanja. Dizajn-koji se može priključiti na vruće vrijeme točno znači da-nije potrebno-isključivanje. EEPROM modula identificira se glavnom uređaju unutar milisekundi od umetanja.

Taj EEPROM sadrži više od identifikacijskih podataka. Moduli koji podržavaju DOM- (digitalno optičko praćenje, ponekad se naziva i DDM) izvješćuju o snazi ​​prijenosa u stvarnom-vremenu, snazi ​​prijema, temperaturi, struji prednaprezanja lasera i naponu napajanja. Kada veza počne treperiti u 3 sata ujutro, te vam metrike govore je li problem u laseru koji umire, prljavom konektoru ili je netko preoštro savio patch kabel iza stalka.

Tipična TX snaga kreće se od -9,5dBm do -3dBm za gigabitne module. Podovi osjetljivosti prijemnika oko -20dBm do -24dBm. Sve što je slabije od tog praga i fotodetektor ne može pouzdano razlikovati signal od šuma.

 

SFP+ skoči na 10 Gigabita

 

SFP+ moduli zauzimaju isti fizički otisak kao i njihovi gigabitni prethodnici, ali podnose brzine linije od 10 Gbps. Mehanička kompatibilnost bila je namjerna-isti kavez, iste vodilice-iako je električno sučelje zahtijevalo preradu kako bi se prilagodilo višim frekvencijama.

Priča o učinkovitosti ovdje postaje zanimljiva. 10G-SR modul troši možda 1W dok prenosi deset puta više podataka od 1G-SX modula koji je trošio 0,8W. To nije linearno povećanje snage za linearno povećanje propusnosti. Poboljšanja proizvodnje silicija i promjene u kodiranju (8b/10b je ustupio mjesto 64b/66b za bolju učinkovitost linije) pridodaju se generacijama.

Jedna mana: mnogi SFP+ priključci prihvaćaju naslijeđene SFP module smanjenim brzinama. Prekidač prepoznaje sporiji modul i u skladu s njim-ograničava brzinu. Zgodno za scenarije migracije, zbunjujuće kada netko slučajno instalira pogrešnu optiku i pita se zašto je njihova 10G veza pregovarala na 1G.

 

 

Zaključavanje dobavljača-i dalje je neugodno

 

Cisco, Juniper, HP i drugi programiraju svoje sklopke da provjeravaju bajt ID-a dobavljača SFP-a. Neprepoznati moduli mogu odbiti zasvijetliti ili izbacivati ​​trajna upozorenja na upravljačku konzolu.

Proizvođači-trećih strana to zaobilaze kodirajući svoje EEPROM-ove kako bi odgovarali OEM specifikacijama. SFP-ovi usklađeni s MSA-renomiranim dobavljačima funkcioniraju identično kao jedinice s markom uz djelić cijene. Mreža ne zna niti je briga jesu li fotoni došli iz OEM modula od 500 USD ili od 80 USD-ekvivalenta treće strane-iste valne duljine, iste razine snage, istog priključka.

Neka poduzeća ionako zahtijevaju OEM optiku zbog ugovora o podršci. To je odluka o nabavi, a ne tehnička.

 

Neusklađenost vrsta vlakana stvara glavobolje

 

Jednomodni-SFP-ovi u višemodno vlakno? Tehnički moguće s patch kabelima za kondicioniranje načina rada pri gigabitnim brzinama. Adapter pokreće svjetlo u pomaknutom položaju kako bi pobudio ograničeni broj modova. IEEE 802.3z navodi ovo za 1000BASE-LX preko naslijeđenog višemodnog postrojenja.

Obrnuta-višemodna optika preko jedno-modnog vlakna-ne radi. VCSEL-ov divergentni snop slabo se spaja s jezgrom od 9 mikrona jednog-moda. Dobit ćete preklopke veze, CRC pogreške ili uopće nećete uspostaviti vezu.

Vrijedi zapamtiti: višemodno vlakno ima maksimalnu udaljenost od oko 550 metara za 10G-SR na OM4 kabelu. Za dulje staze potrebna je infrastruktura jednog-moda bez obzira na to što je netko odredio.

 

 

Temperatura i čimbenici okoliša

 

SFP-komercijalne razine rade od 0 stupnjeva do 70 stupnjeva. To bez problema pokriva klimatske-podatkovne centre i većinu unutarnjih okruženja.

Industrijske primjene-podstanice, proizvodni podovi, vanjski ormari-zahtijevaju proširene-temperaturne module ocijenjene od -40 stupnjeva do 85 stupnjeva. Unutarnji laser i pogonski sklop zahtijevaju ojačanje kako bi se održao stabilan izlaz u tom rasponu. Troškovna premija je 2-3 puta veća od komercijalnih ekvivalenata.

Vlažnost rijetko izravno ubija SFP-ove, ali kondenzacija na ferulama konektora izaziva pustoš. Kontaminacija raspršuje svjetlost na sučelju, povećavajući uneseni gubitak i potencijalno prekidajući vezu. Držite svoje konektore poklopcima kada ih ne koristite. Očistiti prije parenja. Osnovna higijena koja ljudima nekako izmiče.

 

CWDM i DWDM proširuju kapacitet vlakana

 

Grubo multipleksiranje valne duljine raspoređuje osam kanala u intervalima od 20 nm od 1270 nm do 1610 nm. Svaki SFP odašilje na namjenskoj valnoj duljini; pasivni mux/demux ih kombinira u jedan par vlakana. Osam puta veći kapacitet bez povlačenja novih kabela.

Gusti WDM spaja kanale bliže-0,8 nm ili 0,4 nm razmaka-trpajući 40, 80 ili 96 valnih duljina na jedno vlakno. SFP-ovi zahtijevaju temperaturno-stabilizirane lasere (podešene ili fiksne) koji opravdavaju njihovu značajnu cijenu. Podzemna željeznica i prijevoznici na dugim relacijama u velikoj mjeri primjenjuju DWDM. Mreže poduzeća općenito se drže CWDM-a osim ako zahtjevi za širinom pojasa ne opravdavaju ulaganje.

Kut učinkovitosti: multipleksiranje amortizira troškove infrastrukture kroz više usluga. Jedna nit nosi ono što je prethodno zahtijevalo osam. Rad na instalaciji odvija se jednom.

 

Što specifikacije zapravo znače

 

Proračun veze jednak je snazi ​​odašiljača minus osjetljivost prijemnika minus ukupni gubitak. Modul s -6dBm TX i -20dBm RX osjetljivošću osigurava 14dB budžeta. Oduzmite gubitke konektora (0,3 dB svaki), gubitke spoja (0,1 dB svaki) i slabljenje vlakana (0,35 dB/km za 1310 nm jednomodno). Što god ostane vaša je marža.

Izračunajte prije naručivanja modula. Link od 20 km treba optiku sposobnu za 20 km. Zvuči očito. Ljudi još uvijek zabrljaju.

Kazna disperzije manje je važna na gigabitnim brzinama nego na 10G i više. Kromatska disperzija i disperzija polarizacijskog načina akumuliraju se preko udaljenosti, na kraju zamagljujući signal do nepopravljivosti. 10G i 25G veze dugog{3}}dometa ponekad zahtijevaju disperzijsko{6}}pomaknuto vlakno ili elektroničku kompenzaciju.

 

Tiha učinkovitost zrele tehnologije

 

SFP moduli više ne privlače naslove. Tehnologija je sazrela. Ali ta zrelost znači predvidljivu izvedbu, stabilne cijene, dostupnost drugog-izvora i ogromnu instaliranu bazu koja osigurava kompatibilnost među dobavljačima. Učinkovitost se ne odnosi uvijek na revolucionarnu inovaciju-ponekad se radi o profinjenosti, standardizaciji i dosadnoj pouzdanosti komponenti koje jednostavno rade.

Optički primopredajnici nastavit će se razvijati prema većim brzinama i manjoj potrošnji energije. SFP28 radi s 25G; QSFP varijante rješavaju 40G i 100G povezivanjem četiri trake. Temeljna fizika-fotona koji pobjeđuju elektrone na udaljenosti-ostaje prednost učinkovitosti koja optička vlakna održava relevantnom unatoč svim tvrdnjama zagovornika bakra o razvoju Cat8.

Mreže učinkovito obrađuju podatke kada fizički sloj nevidljivo obavlja svoj posao. SFP moduli postižu upravo to.