10GBASE LR primopredajnici zadovoljavaju standarde za vlakna

 

Zašto su G.652 vlakna važnija nego što mislite

 

Vidite, vidio sam dosta raspoređivanja gdje je neko zgrabio bilo koji optički kabl koji se našao u skladištu. Loš potez. 10gbase lrprimopredajnikposebno zahtijeva standardna jednomodna-modna vlakna koja su u skladu sa preporukama ITU-T G.652. Ovo nije proizvoljna birokratska glupost-karakteristike hromatske disperzije G.652 vlakna direktno utiču na integritet signala pri brzini linije od 10,3125 Gbps.

G.652 vlakno ima konfiguraciju jezgra/obloga od 9/125 μm. Uski prečnik jezgre tera svetlost da se širi u jednom modu, eliminišući probleme sa kašnjenjem diferencijalnog moda koji muče multimod instalacije. Gledate na otprilike 18 ps/(nm·km) kromatsku disperziju na 1310 nm, koju DFB laserski izvor u vašem 10G LR optičkom modulu može podnijeti bez potrebe za eksternom kompenzacijom disperzije. Pokušajte to izvući OM3 kablom na udaljenosti većoj od 300 metara.

Neki dobavljači guraju "premium" opcije vlakana. Devet puta od deset, standardni G.652D obrađuje sve što mu metro kampus baci.

 

SFF-8431 i rukovanje fizičkog sloja

 

Ono što vam MSA ne kaže: termičke performanse se uvelike razlikuju među proizvođačima.

Loše dizajniran TO-može pakovanje ispuštati toplinu u protok zraka glavnog sistema na načine koji mogu gurnuti susjedne portove prema termičkom prigušivanju. Legitimni dobavljači navode radne temperature od 0 stepeni do 70 stepeni za jedinice komercijalnog{4}}klasa, sa industrijskim varijantama kao što je SFP-10G-LR-I koji se protežu do -40 stepeni . Temperatura spoja unutar tog malog optičkog podsklopa može skočiti 30 stepeni iznad ambijentalne. Rasipanje topline nije opciono – to je razlika između petogodišnjeg korištenja i zahtjeva za garancijom nakon osamnaest mjeseci.

 

IEEE 802.3ae: Temeljni dokument

 

Kada je 802.3ae nestao 2002. godine, svijet umrežavanja je još uvijek vrtio glavu oko gigabitnih implementacija. Radna grupa je uspjela nešto zaista impresivno: definirali su varijante fizičkog sloja koje se protežu od 850 nm multimode preko 1550 nm proširenog{5}}dohvata jednostrukog- moda, a sve dijele zajedničku šemu 64b/66b kodiranja na PCS sloju.

Klauzula 49 obrađuje podsloj fizičkog kodiranja. Klauzula 52 specificira PMD karakteristike za LR module. Efikasnost kodiranja je značajno poboljšana u odnosu na šemu 8b/10b sa gigabitnog Etherneta-opterećenja pala je sa 25% na otprilike 3%. To povećanje efikasnosti djelimično objašnjava zašto 10G optika održava razumne budžete energije uprkos desetostrukom povećanju propusnog opsega.

Minimalna udaljenost kablova propisana u 802.3ae je 2 metra. Čini se trivijalno, ali iza toga stoji optičko rezonovanje. Na vrlo malim udaljenostima, snaga prijema može premašiti prag zasićenja detektora. Laserski izlaz lr primopredajnika od 10 gbaze obično mjeri između -8,2 dBm i +0.5 dBm. Osetljivost prijemnika se proteže do -14,4 dBm. Na patch kablu od 3 metra, gledate na možda 0,5 dB gubitka pri umetanju - dosta margine prije nego što dosegnete taj prag od -14,4 dBm, ali potencijalno problematično na visokom nivou bez odgovarajućeg inženjeringa veze.

 

Implementacija DOM-a: SFF-8472 u praksi

 

Rješavanje problema s transformiranim primopredajnikom digitalnim optičkim nadzorom. SFF-8472 specifikacija postavlja dvo-serijski interfejs - u suštini I²C na upravljačkim pinovima modula. Vaš 10G primopredajnik dugog dosega prijavljuje pet kritičnih parametara: TX izlaznu snagu, RX ulaznu snagu, struju laserskog bias-a, napon napajanja i unutrašnju temperaturu.

Stvarna{0}}svjetska vrijednost? Tokom nedavnog postavljanja metro prstena, očitavanja DOM-a su označila anomaliju struje pristrasnosti na jednom čvoru prije nego što su se pojavili fizički simptomi. Laser je degradirao-kompenzacija prednapona je gurnula od tipičnih 25mA prema pragu alarma na 70mA. Zamijenili smo modul tokom planiranog održavanja umjesto da odgovorimo na poziv za prekid rada u 2 ujutro.

Ne implementiraju svi dobavljači DOM jednako. Neki navode optičku snagu sa tačnošću od ±3 dB; kvalitetni proizvođači postižu ±1 dB. Razlika je bitna kada pokušavate da izolujete da li problem sa performansama potiče od predajnika, prijemnika ili postrojenja za vlakna. Podaci o kalibraciji nalaze se u modulu EEPROM-jeftini klonovi ponekad se isporučuju sa generičkim vrijednostima koje imaju malo veze sa stvarnim ponašanjem komponente.

 

 

Pitanje talasne dužine: Zašto 1310nm

 

Inženjerske odluke iza 1310 nm selekcije prate karakteristike slabljenja silicijumskih vlakana. Jednomodno vlakno pokazuje dva prozora prijenosa: približno 1310 nm i 1550 nm. Oba se nalaze u oblastima niskog-oslabljenja, ali 1310nm se poklapa sa talasnom dužinom nulte-disperzije za standardni SMF.

Varijante 10GBASE-ER i 10GBASE{{3}ZR koriste 1550nm jer duži dosegi zahtijevaju niže slabljenje (oko 0,2 dB/km naspram 0,35 dB/km na 1310nm). Kompromis uključuje upravljanje hromatskom disperzijom - 1550nm prenos preko 40km G.652 vlakna akumulira značajno širenje impulsa bez kompenzacionih mehanizama.

Za veze od 10 km, matematika ide u korist 1310nm. Vaš 10gbase lr primopredajnik modul izbjegava disperziju-promijenjene zahtjeve za vlaknima, dok i dalje pruža prihvatljive margine gubitka. Okosnice kampusa, mreže skladišnih područja, prstenovi za pristup metrou-ove aplikacije rijetko opravdavaju premiju troškova od 1550nm optike proširenog dosega{8}}.

 

Praktični scenariji implementacije

 

Data centar se povezuje između susjednih zgrada. Agregacija kampusa preduzeća. Ovo predstavlja-i-maslac 10GBASE-LR aplikacije. Udaljenosti linkova obično su između 500 metara i 5 kilometara-u okviru specifikacija, ali izvan ograničenja višemodnog dometa.

Čuvam proračunsku tabelu za praćenje veza za proračune budžeta za uobičajene scenarije. Trčanje od 6 km koristeći OS2 vlakno (0,4 dB/km na 1310 nm) sa četiri LC patch panela (0,3 dB po spojenom paru) predstavlja:

Slabljenje vlakana: 6 × 0.4=2.4 dB Gubitak konektora: 4 × 0.3=1.2 dB Dozvoljeno spajanje: 0,5 dB Ukupno: 4,1 dB

Nasuprot budžetu snage 10G LR modula od približno 6,2 dB (minimum odašiljača -8,2 dBm do osjetljivosti prijemnika -14,4 dBm), održavate marginu od 2 dB. Adekvatan za većinu uslova okoline, mada bih želeo bliže 3 dB ako vlakno prolazi kroz prostore sa promenljivom temperaturom kao što su parking strukture.

 

Stvarnost kompatibilnosti u mrežama više{0}}proizvođača

 

SFP+ MSA je trebao garantirati plug-and-interoperabilnost. Stvarnost je neurednija.

Cisco moduli sadrže vlasničke identifikacijske podatke koje neki firmver sviča provjerava prije nego što omogući portove. 10gbase-lr sfp+ primopredajnici treće strane zahtijevaju specifično kodiranje dobavljača da prođu ove provjere. Generički moduli dobro rade na platformama Juniper, Arista ili Ubiquiti koje ne primjenjuju OEM ograničenja.

Testiranje je važno. Renomirani alternativni proizvođači održavaju laboratorije kompatibilnosti s opremom velikih proizvođača. Oni će navesti koje modele prekidača i revizije firmvera su potvrdili-ne samo tvrditi da su "kompatibilni sa Cisco" bez dokaza. Razlika u cijeni između OEM-a i treće{4}}strane može premašiti 80%. Ta ušteda finansira mnogo štedljivog inventara, pod pretpostavkom da ste prvo potvrdili operativnu kompatibilnost.

Lično sam pokrenuo FS.COM i StarTech module zajedno sa Cisco-brendiranom optikom u proizvodnim okruženjima. Funkcionalno identičan. DOM izvještavanje radi. Mrežni hardver ne može uočiti razliku tokom normalnog rada. Implikacije garancije razlikuju se u zavisnosti od politike dobavljača opreme.

 

 

Temperatura i okolišna razmatranja

 

Standardni komercijalni-SFP+ moduli specificiraju radni opseg od 0-70 stepeni. Industrijske varijante se protežu do -40 stepeni do +85 stepeni. Razlika je važna za daljinsko postavljanje, telekomunikacione kućice ili bilo koju instalaciju bez kontrole klime.

Unutar 10G optičkog primopredajnika, struja praga DFB lasera pokazuje značajnu temperaturnu osjetljivost. Hladno okruženje smanjuje graničnu struju, ali može izazvati nestabilnost u načinu rada -skakanje. Vruća okolina podiže struju praga više, ubrzavajući mehanizme starenja. Kola za automatsku kontrolu snage kompenzuju u granicama dizajna-premašuju ta ograničenja i optički izlaz luta izvan specifikacije.

Vanjski ormari u ljetima u Arizoni rutinski dostižu 50 stepeni unutrašnjih temperatura. Bez industrijskih-modula, kockate se na dugovječnost primopredajnika. Inkrementalni trošak za I-privremene dijelove-možda 20$-30$ po modulu-kupuje značajno poboljšanje pouzdanosti.

 

FCoE i podrška za protokol

 

Evo nečega što privlači ljude: ne podržavaju svi 10GBASE-LR moduli Fiber Channel preko Etherneta. Tabela podataka Cisco SFP-10G-LR-S eksplicitno navodi FCoE nekompatibilnost. Ako vaša mreža za skladištenje zahtijeva FCoE enkapsulaciju, provjerite podršku protokola prije nabavke.

Standardno 10GbE kadriranje se razlikuje od FC primitivnih sekvenci. Moduli optimizirani isključivo za Ethernet možda neće podnijeti različite obrasce prometa i zahtjeve vremena protokola za pohranu. Ovo je manje važno u čistim IP mrežama, a kritično u konvergentnim mrežama centara podataka.

 

Integritet veze i brzina bitnih grešaka

 

IEEE 802.3ae specificira 10^-12 BER kao prag performansi. Moderne implementacije lr primopredajnika od 10gbaze rutinski postižu bolje-10^-15 nije neobično pod povoljnim uslovima. Stope grešaka na ovom nivou čine Ethernet efektivno bez gubitaka u praktične svrhe.

Gdje vidite degradaciju BER-a: prljavi konektori za vlakna (pregledajte prije svakog umetanja), prekoračen radijus savijanja, loše spojeve ili starenje predajnika. Jedan otisak prsta na LC ferulu može dovesti do 0,5-1,0 dB dodatnog gubitka. Pomnožite preko putanje sa više skokova i odjednom vaš budžet veze nestaje.

Držim IPA maramice u svakom kompletu alata. Pet sekundi čišćenja konektora sprječava sate rješavanja problema.

 

Referenca za naručivanje i specifikacije

 

Prilikom nabavke 10G LR optičkih modula, ovi parametri bi se trebali pojaviti na vašoj listi zahtjeva:

IEEE 802.3ae 10GBASE-LR usklađenost

SFF-8431 mehanička/električna usklađenost

SFF-8472 DOM podrška (poželjna verzija 12.0 ili novija)

Navedeni raspon radne temperature

Snaga prijenosa: -8,2 do +0.5 dBm minimalne specifikacije

Osetljivost prijema: -14,4 dBm ili više

Talasna dužina: 1260-1355 nm (nominalno 1310 nm)

Konektor: duplex LC/UPC

Varijacija u osjetljivosti prijemnika između proizvođača može iznositi nekoliko dB. Premium moduli mogu ponuditi osjetljivost od -17 dBm, proširujući praktične udaljenosti veze iznad nominalnih 10 km specifikacije. Da li je to važno zavisi od vaše specifične fabrike vlakana.

 

Završna zapažanja

 

10GBASE-LR primopredajnik zauzima zrelu tehnološku nišu. Petnaest godina optimizacije proizvodnje proizvelo je pouzdane, jeftine module iz desetina kvalifikovanih izvora. Usklađenost sa standardima osigurava interoperabilnost; Digitalni optički nadzor pruža vidljivost; termotehnika određuje životni vijek.

Ono što me i dalje iznenađuje: koliko često kupci nedovoljno koriste postojeće kapacitete optičkih vlakana. Jedno-postrojenje koje podržava 10G-LR danas može prenositi 25G-LR ili čak 100G-DR signale uz odgovarajuće nadogradnje primopredajnika. Sama vlakna nadživljavaju više generacija opreme. Ulaganje u kvalitetne prakse instalacije{10}}ispravno upravljanje kablovima, dokumentovani gubitak spoja, provjerenu čistoću konektora-isplaćuje dividende kroz deceniju-plus životni ciklus infrastrukture.

Odaberite primopredajnike koji odgovaraju vašim stvarnim zahtjevima. Provjerite kompatibilnost-treće strane prije implementacije. Pratite DOM parametre. Očistite svoje konektore. Ostalo se uglavnom brine samo za sebe.