Prekidači s optičkim vlaknima zahtijevaju specijalizirane priključke

 

 

Radim s mrežnom infrastrukturom već otprilike sedam godina, i ako postoji jedna stvar koja još uvijek hvata ljude nespremne-čak i iskusne informatičare-to je cijela situacija sa specijaliziranim lukama s vlaknimaoptički prekidači. Pomislili biste da je luka samo luka, zar ne? Plug and play? Ni blizu.

 

 

Problem luke o kojem nitko dovoljno ne govori

 

Evo što se događa: tvrtka odlučuje nadograditi na vlakna jer je "brži" (je, ali to nije bitno). Kupuju te sklopke, također skupe, a onda netko-obično mlađi tehničar koji je izvukao kratku slamku-odlazi priključiti optičke kabele i shvati da priključci ne odgovaraju ničemu što su prije vidjeli. SFP utori su prazni. Postoji trenutak panike. Bio sam tamo.

Stvar je u tome što sklopke s optičkim vlaknima ne dolaze s ugrađenim-priključcima kao bakrene sklopke. Oni koriste ove modularne primopredajnike, a najčešći na koje ćete naići su SFP (Small Form{2}}factor Pluggable) i SFP+ moduli. Konvencija imenovanja je neugodna jer SFP+ zvuči kao da bi trebao biti samo bolja verzija SFP-a, što tehnički i jest, ali nisu uvijek međusobno zamjenjivi i razlike u brzini važnije su nego što mislite. SFP ima najveću brzinu od 1 Gbps dok SFP+ obrađuje 10 Gbps. Zatim, tu je QSFP za 40 Gbps, QSFP28 za 100 Gbps, i iskreno, abecedna juha se nastavlja.

 

Zašto ova modularnost postoji (i zašto je briljantna i frustrirajuća)

 

 

Modularni pristup zapravo ima smisla nakon što prebolite početnu glavobolju. Različite vrste vlakana zahtijevaju različitu optiku. Imate jedno{2}}modno vlakno koje može trčati kilometrima-doslovno 40 km, 80 km, a neki čak prelaze i 100 km s odgovarajućom opremom-a tu je višemodno vlakno koje je jeftinije, ali ima ograničenje od oko 550 metara za 10G brzine. Ne možete koristiti isti primopredajnik za oba jer su valne duljine potpuno različite.

Pojedinačni-način obično radi na valnim duljinama od 1310 nm ili 1550 nm. Multimode? Obično 850nm. Optika mora odgovarati ili samo gađate svjetlo u kabel i nadate se najboljem, što ne ide. Uopće. Vidio sam ljude kako pokušavaju.

Ono što me stvarno pogađa je da čak i unutar iste kategorije, imate varijacije. Uzmite SFP+ module za jedno-modno vlakno-postoje verzije za 10 km (LR), 40 km (ER), 80 km (ZR), pa čak i veće udaljenosti. Svaki od njih koristi različitu lasersku tehnologiju, različite optičke proračune. Modul od 80 km mogao bi koštati pet puta više od verzije od 10 km, a izvana izgledaju identično. Morate pročitati sićušnu naljepnicu sa strane i sretno s tim u slabo osvijetljenoj sobi s poslužiteljem.

 

Financijska stvarnost

 

Ovdje stvari postaju zanimljive ili depresivne, ovisno o vašem budžetu. Pristojno kućište s optičkim preklopnikom-korporativnog razreda moglo bi vas stajati od 8.000 do 15.000 USD. Zvuči skupo, ali čekaj-to je samo prazna kutija. Oni SFP+ primopredajnici? Svaki može biti od 150 do 800 USD, ovisno o marki i specifikacijama. Trebate 24 priključka? Izračunaj. I ne daj Bože da trebate module proširenog dometa ili DWDM stvari.

Neki ljudi pokušavaju uštedjeti kupnjom-primopredajnika trećih strana. Ponekad ovo dobro funkcionira. Ponekad se apsolutno ne dogodi, a vi rješavate problem s fantomskim gubitkom paketa u 3 sata ujutro jer firmver preklopnika ne radi baš dobro s optikom marke off-. Cisco je poznat po tome što je izbirljiv u vezi s tim-njihovi preklopnici često provjeravaju kod dobavljača u primopredajniku i šalju upozorenja ako nije "odobreno". Obično možete nadjačati ova upozorenja, ali tada ste poništili svoj ugovor o podršci. Zabavna vremena.

 

Igra konektora

Zatim, tu je cijela situacija s konektorima, koja zaslužuje vlastitu dreku. LC konektori sada su prilično standardni za jedno-aplikacije-oni su mali, dupleksni i zaključavaju se na mjestu sa zadovoljavajućim klikom. Ali višemodne instalacije ponekad još uvijek koriste SC konektore, koji su ove veće četvrtaste stvari koje morate gurati i uvijati. A ako radite sa starijom infrastrukturom, mogli biste naići na ST konektore koji su okrugli s bajunet-bravom. Pokušati pratiti koji su vam patch kabeli potrebni za koju instalaciju poseban je organizacijski izazov.

Jednom sam proveo cijelo poslijepodne tražeći LC{0}}na-SC fiber patch kabel u podatkovnom centru jer je netko "organizirao" ormar za upravljanje kabelima prema boji umjesto prema vrsti konektora. Kabel je bio narančast. Sva vlakna su narančasta ili žuta ili povremeno plava ako su u jednom-modu. Vrlo korisno.

 

 

Polaritet i stvarnost dva-vlakana

 

Evo nešto što nije dobro objašnjeno u većini dokumentacije: vlakno je jednosmjerno. Potrebna su vam dva niza-jedan za prijenos, jedan za prijem. Primopredajnik ima TX stranu i RX stranu i apsolutno morate pravilno odabrati polaritet. Spojite TX na TX i RX na RX, a vi sjedite i pitate se zašto se veza ne pojavljuje. Pitaj me kako znam.

Neke novije tehnologije poput BiDi (dvosmjerne) optike mogu pokretati oba smjera na jednom vlaknu pomoću različitih valnih duljina, što je uistinu pametno. Ali oni su specijalizirani, skuplji i ne možete ih jednostavno zamijeniti standardnom konfiguracijom bez provjere kompatibilnosti. Sve u vlaknima zahtijeva provjeru kompatibilnosti. Iscrpljujuće je.

Cijelo pitanje polariteta postaje još složenije s MPO/MTP konektorima koji se koriste u 40G i 100G aplikacijama. Ovo su trakasti konektori s 12 ili 24 vlakna u jednom utikaču, a postoje tri različita standarda polariteta-Metoda A, Metoda B i Metoda C. Pogriješite li polaritet na 24-slojnom vlaknu i nećete popravljati samo jednu vezu, već ćete potencijalno ponovno prekinuti cijeli kabel. Ne želim govoriti o tome koliko to traje.

 

Usklađivanje brzine i automatsko pregovaranje (ili nedostatak istih)

 

Bakreni Ethernet ima automatsko pregovaranje. Nije savršeno, ali većinu vremena radi. Rukuju se dva uređaja, utvrđuje se najveća zajednička brzina i idete. Vlakno? Ha. Fiber primopredajnici imaju fiksnu-brzinu. SFP modul je 1G. SFP+ modul je 10G. Ponekad možete pokrenuti 10G modul na 1G brzinama ako ga switch podržava i ako ga konfigurirate ručno, ali to nije automatski i definitivno nije zajamčeno.

To stvara stvarne probleme u mješovitim-okruženjima brzina. Ne možete jednostavno priključiti poslužitelj s mrežnom karticom od 10G vlakana u port preklopnika s 1G SFP modulom i očekivati ​​da će raditi, iako fizički konektor dobro pristaje. Optika se ne sinkronizira. Veza ostaje nedostupna. Tada kupujete različite module ili rekonfigurirate svoju mrežnu topologiju.

 

Ocjene temperature važnije su nego što mislite

Industrijski-primopredajnici postoje s razlogom. Standardna komercijalna optika ocijenjena je za možda 0 stupnjeva do 70 stupnjeva. To je u redu za podatkovni centar s-kontrolom klime. Ali ako instalirate sklopke u skladištu, ili na mjestu baznih stanica, ili bilo gdje gdje je zapravo vruće ili hladno, potrebni su vam industrijski-temp moduli ocijenjeni za -40 stupnjeva do 85 stupnjeva. Ovi koštaju znatno više.

Radio sam na projektu u kojem je netko koristio komercijalne-SFP+ module u instalaciji vanjskog ormarića. Dobro je radio u proljeće. Ljeto je počelo, unutarnje temperature ormarića su premašile 75 stupnjeva, a primopredajnici su počeli nasumično kvariti. Povremeni kvarovi su najgora vrsta jer provodite dane rješavajući probleme prije nego što shvatite da je problem u temperaturi. Na kraju smo zamijenili 32 modula. Proširene-privremene verzije koštaju oko 40% više po jedinici.

 

 

Proračuni snage i optički gubici

 

Ovo tehnički postaje brzo, ali osnovna ideja je da svaka optička veza dovodi do gubitka. Svaki konektor dodaje oko 0,5 dB gubitka. Spojevi dodaju 0,1 do 0,3 dB. Samo vlakno ima prigušenje-obično oko 0,5 dB/km za jedan-mod na 1310nm, manje na 1550nm. Sve to zbrojite i dobit ćete ukupni gubitak veze.

Primopredajnik ima proračun snage-razliku između snage odašiljanja i osjetljivosti prijemnika. Za tipični 10G LR modul, mogli biste imati -1 dBm snagu odašiljanja i -14,4 dBm osjetljivost prijemnika, što vam daje proračun snage od 13,4 dB. Vaš gubitak veze mora biti manji od toga, s određenom marginom za degradaciju tijekom vremena.

U praksi ove izračune rijetko više radite ručno jer vam dokumentacija renomiranih proizvođača modula govori o nazivnoj udaljenosti. Ali kada se približavate udaljenostima blizu ograničenja ili kada rješavate probleme s rubnom vezom, razumijevanje proračuna optičke snage postaje kritično. Potreban vam je optički mjerač snage, što je dodatnih 300 do 2000 USD, ovisno o značajkama.

 

DWDM Zečja rupa

 

Multipleksiranje guste valne duljine je mjesto gdje stvari postaju pravilno složene. Umjesto upotrebe jedne valne duljine po vlaknu, DWDM vam omogućuje pokretanje više valnih duljina-32, 48, 96, čak i više - na jednom vlaknu. Svaka valna duljina je u biti zasebni 10G ili 100G kanal.

Primopredajnici za DWDM podešeni su na određene valne duljine na ITU mreži. Postoji 96 kanala razmaknutih 50 GHz u C-pojasu (područje od 1530 nm do 1565 nm). Morate pratiti koji je primopredajnik na kojoj valnoj duljini i oni su-kodirani bojama, ali boje ne odgovaraju valnoj duljini ni na koji intuitivan način. Kanal 29 je ljubičast. Kanal 30 je ružičast. Zašto? Nema dobrog razloga.

DWDM se upotrebljava u dugo-aplikacijama i međupovezanostima podatkovnih centara gdje su vlaknaste niti ograničene i skupe. Primopredajnici koštaju više, potrebna vam je oprema za multipleksiranje/demultipleksiranje, a stabilnost temperature postaje još kritičnija jer pomicanje valne duljine može uzrokovati preslušavanje kanala.

 

Konfiguracija softvera nije uvijek jednostavna

Čak i nakon što ste instalirali pravi fizički primopredajnik, niste gotovi. Mnogi preklopnici zahtijevaju da konfigurirate brzinu porta, duplex mod (koji bi trebao biti pun za optičku vezu, ali vidio sam čudne greške), a ponekad i ručno omogućite port. Neki dobavljači onemogućuju priključke prema zadanim postavkama.

Ako koristite DAC (Direct Attach Copper) kabele za kratke staze umjesto optičkih primopredajnika-što je uobičajeno za veze prekidač-na-prekidač u istom stalku-kabel ima primopredajnike ugrađene na oba kraja. Ali prekidač ih i dalje vidi kao SFP+ priključke i još ih morate konfigurirati. DAC kabeli su jeftiniji od vlakana i dva primopredajnika, ali su ograničeni na oko 5 metara te su debeli i nefleksibilni. Upravljanje kabelima s DAC kabelima nije zabavno.

 

Zaključavanje dobavljača-i kompatibilnost

 

Veliki dobavljači prekidača-Cisco, Juniper, Arista, HPE-svi žele da kupite njihove primopredajnike. To su često samo modificirani moduli stvarnih proizvođača optike kao što su Finisar, Lumentum ili Avago, ali s EEPROM programiranjem-specifičnim za dobavljača. Oznaka može biti 300% ili više.

Optika trećih{0}} strana tvrtki kao što su fs.com ili 10Gtek većinu vremena dobro radi. Ključ je nabaviti kodirane module koji se pravilno identificiraju preklopniku. Neki dobavljači to čine lakšim od drugih. Arista je prilično otvorena-o optici trećih strana. Cisco... manje. Zapravo postoji domaća industrija optičkih tvrtki koje su specijalizirane za "kompatibilne" module koji prolaze provjere dobavljača.

Stvarno je frustrirajuće kada izvodite instalaciju od više-proizvođača, a optika svakog dobavljača koristi malo drugačije specifikacije čak i za istu nazivnu brzinu i udaljenost. Možete završiti s vezama koje rade, ali pokazuju visoke stope pogrešaka, ili vezama koje isprva dobro rade, ali se pogoršavaju brže od očekivanog.

 

Čišćenje i održavanje

 

Nitko ne voli govoriti o čišćenju vlakana, ali ono je apsolutno kritično. Jedna čestica prašine na kraju optičkog konektora može uzrokovati značajan gubitak signala ili potpuni kvar veze. Rubovi su maleni-oko 9 mikrona za promjer jezgre jedno-modnog vlakna. U usporedbi s tim, čestica prašine je ogromna.

Trebali biste očistiti svaku optičku vezu, svaki put. Stvarnost? To se ne događa uvijek u proizvodnim okruženjima u kojima žurite vratiti uslugu. Ali trebalo bi se dogoditi. Koristite odgovarajuće alate za čišćenje vlakana-specijalizirane maramice i štapiće za čišćenje, a ne svoju košulju. Pregledajte vlaknastim mikroskopom. Ispuhajte otvore komprimiranim zrakom.

Rješavao sam probleme s "lošim primopredajnicima" koji su zapravo bili samo prljave veze. Očistite vlakno, problem riješen. No, prljavštinu ne možete vidjeti golim okom, pa gubite vrijeme na zamjenu modula i prvo pokretanje dijagnostike.

 

Buduće-glavobolje

Kada projektirate optičku mrežu, trebali biste razmišljati o rastu i budućim potrebama za širinom pojasa. U redu, dobro. Ali koliko daleko u budućnost? SFP+ na 10G se prije deset godina činio pretjeranim. Sada postaje osnova za veze s poslužiteljem. Koristite li višemodno vlakno OM3 koje je dobro za 10G ili trošite više na OM4 koji može nositi 40G i 100G na razumnim udaljenostima?

Jednomodno vlakno-je "dokaz-budućnosti" jer samo vlakno može podnijeti sve brzine koje slijede-ograničavajući faktor su primopredajnici i priključci prekidača. No instaliranje jednog-moda košta više, zahtijeva skuplje primopredajnike, a plaćate sposobnost koja vam možda neće trebati godinama. Ili će vam možda trebati sljedeće godine. tko zna

Problem s brojem priključaka je povezan. Kupujete switch s 48 portova. U početku ih popunite 30. Čini se dobro. Dvije godine kasnije potrebna su vam 52 priključka i instalirate još jedan preklopnik, baveći se slaganjem ili konfiguracijama tkanine, dodajući složenost. Jeste li trebali kupiti veći prekidač unaprijed? Možda, ali koštao je 50% više i nema jamstva da ćete doista i prerasti u njega.

 

Kad stvari krenu po zlu

Rješavanje problema s vlaknima je vlastiti set vještina. Veza je nedostupna. Zašto? Moglo bi biti:

Prljavi konektori (očistite i ponovno provjerite)

Pogrešna vrsta primopredajnika (provjerite specifikacije)

Oštećeno vlakno (pokrenite OTDR test ako ga imate, sretno ako ga nemate)

Oznaka prekoračene udaljenosti (izmjerite stvarnu duljinu kabela)

Nepodudaranje valne duljine (provjerite oba kraja)

Port nije konfiguriran (provjerite konfiguraciju prekidača)

Neispravan primopredajnik (zamijenite i testirajte)

Obrnuti polaritet (provjerite TX/RX veze)

Budžet snage je premašen (izmjerite optičku snagu)

Softverska pogreška u firmveru prekidača (ažurirajte i molite)

Problem je što ti kvarovi često izvana izgledaju identično. "Nema veze" je sve što dobivate. Počinjete raditi kroz popis, mijenjati komponente, dok nešto ne uspije. Nije elegantno.

Povremeni problemi su gori. Lupanje veze, gubitak paketa koji dolazi i odlazi, pogreške koje se povećavaju pod opterećenjem. To može biti uzrokovano marginalnom optičkom snagom, fluktuacijama temperature, vibracijama koje utječu na sjedište konektora, EMI-jem ako se nalazite u blizini opreme za napajanje ili desetak drugih stvari.

 

Što bih volio da mi je netko rekao

Počnite s dobrim sustavom dokumentacije. Pratite koji su primopredajnici u kojim priključcima, koje su verzije firmvera pokrenute, koje su vrste i duljine kabela instalirane. Koristite odgovarajuće oznake. Držite rezervne dijelove pri ruci jer primopredajnici doista zakažu i čekanje na isporuku kada je proizvodnja u padu nije zabavno.

Kupujte od renomiranih dobavljača čak i ako košta više. Najjeftinija moguća optika mogla bi u početku uštedjeti novac, ali rješavanje čudnih problema s kompatibilnošću nije besplatno. Vaše vrijeme ima vrijednost.

Testirajte sve prije postavljanja. Razine optičke snage, stope grešaka, testovi brzine. Nemojte pretpostavljati da radi samo zato što se poveznica pojavi.

I možda najvažnije: specijalizirani priključci nisu bug, oni su značajka. Modularnost vam daje fleksibilnost za usklađivanje točne vrste vlakna, udaljenosti i brzine za svaku vezu. Samo je krivulja učenja strmija nego što itko unaprijed priznaje.

Tehnologija radi. Jednom kada shvatite s čime imate posla, optička vlakna su pouzdana i brza i bolje od bilo čega drugog podnose zahtjeve modernih mreža za propusnost. Ali onaj dio "kad shvatiš"? Za to su potrebni vrijeme, pogreške i vjerojatno nekoliko kasnih noći buljenja u neosvijetljene LED diode na portu pitajući se što ste krivo učinili.

u redu je Svi to prolaze.