Одномодовые трансиверы SFP работают на большом расстоянии

 

Если вы когда-либо пробовали проложить оптоволокно через кампус или между зданиями, расположенными на расстоянии нескольких километров друг от друга, вы уже знаете, что многомодовая линия не подойдет. Сигнал просто разваливается. Вот где одиночный режимSFP-трансиверызаходите-и, честно говоря, как только вы поймете, почему они работают именно так, это полностью изменит ваше представление о сетевой инфраструктуре.

 

 

Почему одиночный режим идет дальше (короткая версия)

 

Ядро маленькое. Очень крошечный-около 9 микрон. Сравните это с многомодовыми 50 или 62,5 микронами, и вы начнете видеть картину.

Что происходит с этим меньшим ядром, так это то, что свет в основном распространяется по одному пути. Один режим. Никакого дребезга, никакой модальной дисперсии, не поглощающей ваш сигнал на расстоянии. Лазер с длиной волны 1310 нм стреляет насквозь и сохраняет целостность на протяжении 10, 20 или даже 80 километров в зависимости от того, чтотрансиверс которым ты работаешь.

Многомодовый? Отличный вариант для серверной комнаты. Ужасно для всего, что находится за пределами 500 метров или около того.

 

Длина волны

 

Вот где это становится интересным. Одномодовые модули SFP обычно работают на длине волны 1310 или 1550 нм. Оба являются инфракрасными,-очевидно, невидимыми для человеческого глаза,-но ведут себя в стекле по-разному.

1310 нмнаходится в так называемом диапазоне O-. Хроматическая дисперсия на этой длине волны почти равна нулю, что звучит как маркетинговый разговор, пока вы не поймете, что это означает, что ваши импульсы сигнала не растекаются и не сливаются воедино на расстоянии. Компромисс? Немного большее затухание по сравнению с 1550 нм. Вы ожидаете примерно 0,35 дБ на километр потерь.

1550 нмснижает этот показатель потерь примерно до 0,2 дБ/км. Меньшие потери мощности означают, что вы можете проехать дальше-мы говорим о 40 км, 80 км и даже 120 км с подходящим оборудованием. Загвоздка в том, что вам нужны более качественные (читай: более дорогие) лазеры. Лазер EML для приложений с расширенным радиусом действия стоит недешево.

Большинство сетевых инженеров, с которыми я разговаривал, по умолчанию используют длину волны 1310 нм на расстоянии менее 10 км. Имеет смысл экономически. Кроме того, 1550 нм начинает оправдывать свою стоимость.

 

LR, ER, ZR-Что это на самом деле означает?

 

Алфавитный суп из обозначений SFP постоянно сбивает людей с толку. Вот разбивка без пуха:

LR (большая дальность действия):10 километров по одномодовому оптоволокну. Это ваша рабочая лошадка для меж-соединений между зданиями, метро и тому подобного. Обычно используется длина волны 1310 нм. Их производят все крупные поставщики-Cisco, Juniper, HP и сторонние-производители-.

Скорая помощь (расширенный охват):Тянет до 40 километров. Переходит на длину волны 1550 нм и использует лазеры с внешней модуляцией вместо лазеров с прямой модуляцией. Подорожание заметно.

ZR (Очень большая дальность действия):80 километров. Та же длина волны 1550 нм, но с более жесткими допусками и лучшими приемниками. На самом деле это не стандарт IEEE, а, что интересно,-это отраслевое соглашение. Тем не менее, совместимость между поставщиками надежна, если вы придерживаетесь модулей, совместимых с MSA-.

Существует также EZR на расстояние 120 км и более, но на этом этапе вы обычно смотрите на системы DWDM и оптические усилители. Совсем другая игра с мячом.

 

Примечания по установке в реальном-мире

 

Итак, у вас есть модули 10G LR SFP+ и несколько километров одномодового оптоволокна. Несколько вещей, которые никто не говорит вам заранее:

Минимальная длина кабеля имеет значение. Кажется нелогичным-почему вообще может бытьминимум? Но если длина вашего оптоволокна слишком коротка (менее 2 метров), принятый сигнал может фактически перегрузить детектор. В некоторых установках требуются встроенные аттенюаторы при подключении оборудования в одной стойке в одиночном режиме. Я видел, как технические специалисты часами устраняли неисправности «плохих» трансиверов, с которыми все было в порядке,-просто на приемник подавалась слишком большая мощность.

Очистите разъемы. Всегда. Пылинке на наконечнике LC все равно, что вы потратили 300 долларов на трансивер. Сигнал так же ухудшается. Очистка IPA и области проверки не являются обязательными.

Кроме того,-и это однажды меня обожгло-не смешивайте разъемы APC и UPC. Скошенная полировка разъемов APC по-разному отражает свет. Соединение их с UPC создает воздушный зазор, который немедленно расходует ваш бюджет мощности. Цветовая маркировка существует не просто так (зеленая для APC, синяя для UPC), но в темных серверных случаются ошибки.

 

 

Цифровая диагностика: действительно полезно

 

Современные модули SFP поддерживают так называемый DDM или DOM (мониторинг цифровой диагностики). Сам трансивер сообщает о температуре, напряжении питания, токе смещения лазера, мощности передачи и мощности приема в режиме реального-времени.

Это не просто приятно-иметь-. Когда соединение начинает работать нестабильно, показания DOM сообщают вам, имеете ли вы дело с умирающим лазером, грязным разъемом или проблемой с оптоволокном где-то на пути. Мощность передачи падает со временем? Лазерная деградация. Внезапно упала мощность? Вероятно, кто-то перегнул оптоволокно, прокладывая новые кабели через кабелепровод.

Стандарт SFF-8472 определяет, как это работает. Большинство управляемых коммутаторов могут запрашивать эти значения через SNMP или интерфейс командной строки. Если ваш стек мониторинга не собирает метрики DOM, вы слепы к оптическому состоянию.

 

Блокировка поставщика-включена (или нет)

 

Cisco продает SFP, которые работают только с оборудованием Cisco. То же самое делают Juniper и HP. При вставке модули проверяют кодировку-специфического поставщика.

Но вот в чем дело: базовая технология стандартизирована Соглашением о мульти-источниках (MSA). Сторонние-производители создают модули по тем же спецификациям, а затем программируют их с использованием соответствующих кодов поставщиков. Lantronix, например, продает модули, совместимые с Cisco, Juniper и HP.

Приводит ли использование оптики стороннего-стороннего производителя к аннулированию вашего контракта на поддержку? Технически некоторые поставщики утверждают, что это так. Практически я никогда не видел, чтобы кому-то было отказано в поддержке из-за того, что они использовали совместимые трансиверы. Ваш пробег может отличаться. Но разница в стоимости-часто на 70-80 % дешевле, чем у OEM-производителей, поэтому стоит задуматься.

Просто убедитесь, что все, что вы покупаете, соответствует требованиям MSA-. Модули No-name от случайных поставщиков вызывали головную боль, начиная от незначительной (неправильные показания DOM) до серьезной (полные сбои каналов под нагрузкой).

 

Температурные показатели имеют большее значение, чем вы думаете

 

Стандартные коммерческие трансиверы работают в диапазоне от 0 до 70 градусов. Это нормально для центров обработки данных с-контролем климата.

Промышленные или защищенные трансиверы расширяют этот диапазон до -40–85 градусов. Если ваше оборудование находится в наружном корпусе, на заводе или где-либо еще, где нет надежной системы отопления, вентиляции и кондиционирования, это не является обязательным. Надбавка к цене реальна-иногда на 50 % больше, но также и стоимость посещения объекта для замены модулей, вышедших из строя во время жары.

Transition Networks и Lantronix предлагают одномодовые трансиверы промышленного-класса. В остальном характеристики выглядят идентично коммерческим вариантам; на самом деле речь идет о выборе компонентов и тестировании при экстремальных температурах.

 

Краткий справочник технических характеристик

 

Не буду притворяться, что это исчерпывающий список, но для быстрого ознакомления с распространенными одномодовыми модулями 10G:

Тип	Длина волны	Расстояние	Волокно	Типичное использование
10GBASE-LR	1310 нм	10 км	SMF 9/125 мкм	Кампус, метро
10GBASE-ER	1550 нм	40 км	SMF 9/125 мкм	Метро, ​​региональное
10GBASE-ZR	1550 нм	80 км	SMF 9/125 мкм	Дальняя-дорога

Все используют дуплексные разъемы LC. Всем требуется одномодовое оптоволокно.-не пытайтесь соединить их оранжевыми многомодовыми кабелями.

 

 

Несколько слов о трансиверах BiDi

 

Двунаправленные SFP (BiDi или WDM) используют одну прядь волокна вместо пары. Они передают на одной длине волны и принимают на другой,-обычно в комбинациях 1310/1490 нм или 1270/1330 нм. Разделением сигнала занимается мультиплексор в самом трансивере.

Уменьшает вдвое количество клетчатки. Примерно удваивает стоимость трансивера. Имеет ли это смысл, зависит от того, -ограничены ли вы по оптоволокну или бюджету-. В существующих развертываниях с существующими одножильными-нитями BiDi иногда является единственным вариантом, который не требует протягивания нового кабеля.

 

Заключительные мысли

 

Одномодовые трансиверы SFP не сложны, если вы понимаете основную физику. Маленький сердечник, одиночный световой путь, длина волны инфракрасного излучения выбрана специально с учетом характеристик затухания стекловолокна. Остальное — просто инженерные вариации этих основ.

Для большинства корпоративных развертываний 10GBASE-LR прекрасно справляется с требованиями к расстоянию. Метро и региональные сети выходят на территорию ER и ZR. И если кто-то попросит вас преодолеть расстояние в 120 километров... что ж, вам захочется начать исследовать оборудование DWDM и оптическое усиление, потому что вы уже переросли возможности одного трансивера.

Правильно подберите основы:-чистые разъемы, правильный тип волокна, температурные-подходящие модули-и все это будет работать. Иногда десятилетиями подряд их не трогая.

Честно говоря, именно это и должна делать хорошая сетевая инфраструктура.