Modulele SFP cu fibră optică gestionează datele în mod eficient

 

 

Procesul de conversie despre care nimeni nu vorbește

 

Iată ce se întâmplă de fapt în interiorul acelei mici carcase metalice: o diodă laser sau VCSEL trage fotoni în fibră la lungimi de undă de obicei între 850 nm și 1550 nm. Fotodetectorul de la capătul receptor prinde acești fotoni și îi transformă înapoi în electroni. Destul de simplu pe hârtie.

Dar câștigurile de eficiență vin din ceea ce nu se întâmplă. Spre deosebire de transmisia de cupru, unde interferența electromagnetică degradează integritatea semnalului la distanță, lumina care călătorește prin fibra de sticlă întâmpină o rezistență minimă. Un modul 1000BASE-LX împinge datele la 10 kilometri pe fibră mono-mod fără repetitoare. Încercați asta cu cablu Cat6.

Transmițătoarele VCSEL din modulele multimode consumă aproximativ 150-300mW în timpul funcționării. Unitățile cu un singur-mod cu lasere DFB atrag mai mult-uneori 500mW sau mai mult, dar transportă semnale prin rețelele campusurilor și legăturile de metrou unde cuprul nu a fost oricum o opțiune.

 

 

Selectarea lungimii de undă contează mai mult decât recunosc furnizorii

 

Majoritatea administratorilor de rețea iau oriceSFPdistribuitorul are in stoc. Asta funcționează până nu funcționează.

Modulele de 850 nm se împerechează cu fibră multimodală pentru conexiuni rack-la-rack. Alegerea lungimii de undă nu este arbitrară-lungimile de undă mai scurte suferă de dispersia modală în miezul mai mare de 50 sau 62,5 microni al multimodului, dar 850nm atinge un punct favorabil în care sursele LED și VCSEL rămân-eficiente. Veți vedea acestea etichetate SX.

1310 nm se află într-o fereastră cu dispersie joasă-pentru fibră cu un singur-mod. Modulele LX care folosesc această lungime de undă ajung la 10 km fără ca nimeni să transpira bugetul de legătură. Unele variante de-acțiune extinsă-EX și ZX-împing 40 km sau 80 km la 1550 nm, unde atenuarea fibrei scade la aproximativ 0,2 dB pe kilometru.

Modulele BiDi merită o mențiune aici. SFP-urile bidirecționale cu o singură fibră-transmit la o lungime de undă (să zicem, 1310 nm) în timp ce recepționează la alta (1490 nm). Reduce numărul de fibre la jumătate pentru legăturile punct-la-punct. Economii evidente de costuri, deși depanarea devine ciudată atunci când nu puteți schimba modulele între capete.

 

 

Capacitatea de schimb-foarte și de ce este de fapt utilă

 

I-am văzut pe tehnicieni smulgând SFP-uri de la comutatoarele live fără să tresară. Designul-conectabil la cald înseamnă exact că-nu este necesară oprirea-. EEPROM-ul modulului se identifică cu dispozitivul gazdă în câteva milisecunde de la inserare.

Acea EEPROM conține mai mult decât date de identificare. Modulele compatibile DOM-(monitorizare optică digitală, uneori numită DDM) raportează puterea de transmisie-în timp real, puterea de recepție, temperatura, curentul de polarizare laser și tensiunea de alimentare. Când o legătură începe să treacă la 3 dimineața, acele valori vă spun dacă problema este un laser pe moarte, un conector murdar sau cineva care a îndoit prea strâns cablul de corecție în spatele rackului.

Puterea tipică TX variază de la -9,5 dBm la -3 dBm pentru modulele gigabit. Sensibilitatea receptorului este în jur de -20dBm până la -24dBm. Orice lucru mai slab decât acel prag și fotodetectorul nu poate distinge în mod fiabil semnalul de zgomot.

 

SFP+ Trece la 10 Gigabit

 

Modulele SFP+ ocupă aceeași amprentă fizică ca și predecesorii lor gigabit, dar gestionează rate de linie de 10 Gbps. Compatibilitatea mecanică a fost intenționată-aceeași cușcă, aceleași șine de ghidare-deși interfața electrică a necesitat reluare pentru a se adapta la frecvențe mai mari.

Povestea eficienței devine interesantă aici. Un modul 10G-SR consumă poate 1W în timp ce mișcă de zece ori datele unui modul 1G{-SX care consumă 0,8W. Aceasta nu este o creștere liniară a puterii pentru o creștere liniară a lățimii de bandă. Îmbunătățirile producției de siliciu și modificările de codificare (8b/10b au făcut loc lui 64b/66b pentru o eficiență mai bună a liniei) compuse de-a lungul generațiilor.

O ciudată: multe porturi SFP+ acceptă module SFP vechi la viteze reduse. Comutatorul recunoaște modulul mai lent și limitează rata-în consecință. La îndemână pentru scenariile de migrare, confuz când cineva instalează din greșeală optica greșită și se întreabă de ce a negociat legătura 10G la 1G.

 

 

Blocarea furnizorului-În rămâne neplăcută

 

Cisco, Juniper, HP și alții își programează comutatoarele pentru a verifica octetul ID-ului furnizorului SFP. Modulele nerecunoscute pot refuza să se aprindă sau să arunce avertismente persistente în consola de management.

Producătorii -terți rezolvă acest lucru prin codificarea EEPROM-urilor lor pentru a corespunde specificațiilor OEM. SFP-urile conforme cu MSA-de la furnizori reputați funcționează identic cu unitățile de marcă, la o fracțiune din preț. Rețelei nu știe sau nu-i pasă dacă fotonii provin dintr-un modul OEM de 500 USD sau dintr-un-echivalent-terț de 80 USD, aceeași lungime de undă, aceleași niveluri de putere, același conector.

Unele întreprinderi impun oricum optica OEM din motive de contract de asistență. Aceasta este o decizie de achiziție, nu una tehnică.

 

Nepotrivirile tipului de fibre creează dureri de cap

 

SFP-uri unic{0}mod în fibră multimodă? Este posibil din punct de vedere tehnic cu cabluri patch de condiționare la viteze gigabit. Adaptorul lansează lumina într-o poziție decalată pentru a excita un număr limitat de moduri. IEEE 802.3z specifică acest lucru pentru 1000BASE-LX peste instalația multimodă moștenită.

Optica-multimodală inversă prin fibra-un singur mod-nu funcționează. Fasciculul divergent al VCSEL se cuplează slab în miezul de 9 microni al-modului unic. Veți primi clape de legătură, erori CRC sau nicio conexiune.

De reținut: fibra multimodă atinge o lungime maximă de aproximativ 550 de metri pentru 10G-SR pe cablu OM4. Execuțiile mai lungi necesită infrastructură-monomodală, indiferent de bugetul oferit de cineva.

 

 

Temperatura și factorii de mediu

 

SFP-urile de grad comercial -funcționează de la 0 la 70 de grade . Aceasta acoperă fără probleme centrele de date-climatizate și majoritatea mediilor interioare.

Instalațiile industriale-substații, podele de producție, dulapuri exterioare-cere module de temperatură extinsă-cu valori nominale de la -40 la 85 de grade . Laserul intern și circuitele driverului necesită întărire pentru a menține o ieșire stabilă în intervalul respectiv. Costul premium este de 2-3 ori față de echivalentele comerciale.

Umiditatea ucide rar SFP-urile în mod direct, dar condensul de pe manșoanele conectorului face ravagii. Contaminarea împrăștie lumina la interfață, sporind pierderea de inserție și potențial pierderea legăturii. Păstrați conectorii acoperiți atunci când nu sunt utilizați. Curățați înainte de împerechere. Igienă de bază care scapă cumva oamenilor.

 

CWDM și DWDM extind capacitatea de fibre

 

Multiplexarea cu diviziune grosieră a lungimii de undă încorporează opt canale pe intervale de 20 nm, de la 1270 nm la 1610 nm. Fiecare SFP transmite la o lungime de undă dedicată; un mux/demux pasiv le combină într-o pereche de fibre. Capacitate de opt ori mai mare fără a trage cabluri noi.

WDM dens împachetează canale mai apropiate-0,8 nm sau 0,4 nm spațiere-înghesuind 40, 80 sau 96 de lungimi de undă pe o singură fibră. SFP-urile necesită lasere-stabilizate cu temperatură (reglate sau fixe) care să justifice costul lor substanțial. Transportatorii de metrou și pe distanțe lungi implementează DWDM pe scară largă. Rețelele de întreprindere rămân în general cu CWDM, cu excepția cazului în care cererile de lățime de bandă justifică investiția.

Unghiul de eficiență: multiplexarea amortizează costul infrastructurii pentru mai multe servicii. O șuviță poartă ceea ce anterior necesita opt. Munca de instalare are loc o singură dată.

 

Ce înseamnă de fapt specificațiile

 

Bugetul conexiunii este egal cu puterea emițătorului minus sensibilitatea receptorului minus pierderea totală. Un modul cu sensibilitate de -6dBm TX și -20dBm RX oferă 14dB de buget. Scădeți pierderile de conector (0,3 dB fiecare), pierderi de îmbinare (0,1 dB fiecare) și atenuarea fibrelor (0,35 dB/km pentru 1310 nm monomod). Orice rămâne este marja ta.

Rulați matematica înainte de a comanda module. O legătură de 20 km are nevoie de o optică capabilă de 20 km. Sună evident. Oamenii încă dau peste cap.

Penalizarea de dispersie contează mai puțin la viteze gigabit decât la 10G și mai sus. Dispersia cromatică și dispersia în modul de polarizare se acumulează la distanță, în cele din urmă murdând semnalul dincolo de recuperare. Legăturile-de lungă durată 10G și 25G necesită uneori fibră cu dispersie-deplasată sau compensare electronică.

 

Eficiența liniștită a tehnologiei mature

 

Modulele SFP nu mai atrag titluri. Tehnologia s-a maturizat. Dar această maturitate înseamnă performanță previzibilă, prețuri stabile, disponibilitate a doua-sursă și o bază instalată masivă care asigură compatibilitatea între furnizori. Eficiența nu se referă întotdeauna la inovație revoluționară-uneori este vorba despre rafinament, standardizare și fiabilitatea plictisitoare a componentelor care pur și simplu funcționează.

Transceiverele optice vor continua să evolueze către viteze mai mari și un consum mai mic de energie. SFP28 se ocupă de 25G; Variantele QSFP abordează 40G și 100G prin legarea a patru benzi. Fizica fundamentală-fotonii care bat electronii la distanță-rămân avantajul de eficiență care menține fibra optică relevantă, în ciuda a ceea ce susțin susținătorii cuprului despre evoluțiile Cat8.

Rețelele gestionează datele în mod eficient atunci când stratul fizic își face treaba în mod invizibil. Modulele SFP realizează exact asta.