Kako odabrati pravi optički primopredajnik

Nakon što smo pomogli klijentima da odrede primopredajnike u stotinama implementacija centara podataka i preduzeća od 2012. godine, saznali smo da se većina grešaka u odabiru svodi na istih nekoliko problema: pogrešan doseg za udaljenost, neusklađenost tipa vlakana ili problemi s kompatibilnošću koji se pojavljuju tek nakon što moduli stignu na-lokaciju.

Ovaj vodič prolazi kroz proces odabira koji koristimo interno kada nam klijenti pošalju svoje liste portova. Ako zakucate šest faktora ispod -faktor oblika, brzina, udaljenost, tip vlakna, talasna dužina i kompatibilnost prekidača{2}}izbjeći ćete probleme koji uzrokuju vraćanje i kašnjenje u implementaciji.

 

Tabela za odabir

Prije nego što uronite u detalje, koristite ovu tabelu da suzite svoje mogućnosti. Pronađite svoje zahtjeve za udaljenost i brzinu i imat ćete uži izbor tipova modula za procjenu.

Udaljenost	Brzina	Fiber Type	Module Type	Konektor	Tipična snaga
Ispod 100m	10G	OM3/OM4 Multimode	SFP+ SR	Duplex LC	1–1.5W
Ispod 100m	100G	OM3/OM4 Multimode	QSFP28 SR4	MPO-12	3.5W
Ispod 100m	400G	OM3/OM4 Multimode	QSFP-DD SR8	MPO-16	10–12W
100m–500m	100G	OS2 Single{1}} način rada	QSFP28 DR1 / PSM4	Dupleks LC / MPO-12	4–5W
500m–2km	100G	OS2 Single{1}} način rada	QSFP28 FR1 / CWDM4	Duplex LC	4.5W
2km–10km	100G	OS2 Single{1}} način rada	QSFP28 LR4	Duplex LC	4.5–5W
500m–2km	400G	OS2 Single{1}} način rada	QSFP-DD FR4	Duplex LC	10–14W
2km–10km	400G	OS2 Single{1}} način rada	QSFP-DD LR4	Duplex LC	12–14W
Ispod 100m	800G	OM4 Multimode	OSFP SR8	MPO-16	15–18W
500m–2km	800G	OS2 Single{1}} način rada	OSFP DR8 / 2xFR4	MPO-16 / Duplex LC	18–22W

Obrazac je jednostavan: SR (kratki doseg) varijante koriste 850nm multimod za udaljenosti ispod nekoliko stotina metara, dok DR/FR/LR varijante koriste 1310nm single-način za progresivno duže vožnje. Ako vaša veza pada između kategorija, koristite opciju dužeg{4}}dometa-dodatni trošak je minimalan u poređenju sa rješavanjem problema sa marginalnim linkom.

 

 

Prvo uskladite svoje portove prekidača

Vaš port prekidača određuje koje module možete uzeti u obzir. Evo šta vidimo u trenutnim implementacijama:

SFP/SFP+/SFP28dijele iste fizičke dimenzije. SFP28 port će prihvatiti SFP+ module i raditi na 10G, ali provjerite dokumentaciju vašeg prekidača-neki dobavljači zaključavaju portove na određene brzine. Vidjeli smo da kupci naručuju SFP28 module za prekidače koji podržavaju samo SFP+, a moduli se jednostavno ne inicijaliziraju.

QSFP+/QSFP28/QSFP56su porodica sa četiri -trake. QSFP28 portovi uglavnom prihvataju QSFP+ module na 40G brzinama. TheQSFP28 faktor formedominira trenutnim 100G implementacijama zbog svoje gustine portova-možete postaviti 36 portova na prednju ploču prekidača od 1U.

QSFP-DDudvostručuje broj traka na osam, podržavajući400G u jednom modulu. Ovi portovi održavaju kompatibilnost unatrag sa QSFP28, što je važno tokom migracije kada povezujete nove 400G spine prekidače na postojeću 100G leaf infrastrukturu.

OSFPtakođer koristi osam traka, ali ima veći fizički otisak od QSFP-DD. Dodatna veličina omogućava bolje upravljanje toplotom-važno za800G modulikoji troše 15–22 W i stvaraju značajnu toplinu. Kompromis je manja gustina portova na sviču.

Jedna stvar koju smo naučili iz rukovanja upitima o kompatibilnosti: fizička spremnost ne znači funkcionalnu kompatibilnost. Redovno dobijamo karte od kupaca koji su umetnuli SFP+ u port samo SFP- ili QSFP28 u QSFP+ port koji ne podržava 100G. Uz faktor forme uvijek provjerite podržane brzine porta.

 

Šta vašoj mreži zapravo treba

Uskladite brzinu porta sa vašim stvarnim zahtjevima propusnog opsega, a ne teoretskim maksimumima. 10G veza sa prosječnom brzinom od 2Gbps sa vrhovima do 5Gbps ima dosta prostora. 10G link koji konstantno radi iznad 7Gbps treba put za nadogradnju.

Trenutne uobičajene implementacije raščlanjene prema mrežnom nivou:

Pristupni sloj servera:10G i 25G dominiraju za većinu poslovnih opterećenja.SFP28 moduli na 25Gpostigao dobar balans između cene i kapaciteta za moderne serverske NIC-ove. Vidimo 100G serverske veze prvenstveno za GPU klastere i računarstvo visokih{2}}performansi, ali to je još uvijek mali postotak ukupnih portova.

Od-do-kičme:100G je standard za većinu novih implementacija. Organizacije koje se nadograđuju obično prvo prelaze na 400G na kičmi, a zatim postepeno zamjenjuju prekidače za listove kako budžet dozvoljava. Ovo vam omogućava da pokrenete mješovito okruženje tokom migracije bez nadogradnje viljuškara.

Kičma-do-jezgra i DCI:400G postaje standard za visoke-zahtjeve za propusni opseg. 800G implementacije se ubrzavaju u okruženjima hiperskale, iako usvajanje u preduzećima obično kasni za 18-24 mjeseca.

 

 

Budžet za udaljenost i vezu: Gdje se događa većina grešaka

Nazivna udaljenost na tablici sa podacima o primopredajniku pretpostavlja idealne uslove-čiste konektore, unutar-specifičnih vlakana, minimalne tačke spajanja. Prave instalacije rijetko odgovaraju tim pretpostavkama.

Praktična kalkulacija budžeta veze treba da uzme u obzir slabljenje vlakana (otprilike 0,35 dB/km na 1310 nm za single- način), gubitak konektora (budžet 0,3–0,5 dB po spojenom paru), sve tačke spajanja i sigurnosnu granicu za starenje komponenti i varijacije u okolini. Obično preporučujemo da rezervišete 2–3 dB margine iznad izračunatog gubitka.

Evo problema: oznake dosega kao što su SR, DR, FR, LR i ER su korisne stenograme, ali nisu univerzalni standardi sa identičnim specifikacijama među dobavljačima. Modul "LR4" dva različita proizvođača može imati neznatno različite proračune snage. Uvijek provjerite u odnosu na stvarnu tablicu podataka umjesto da pretpostavljate dosljedno ponašanje.

Za veze u jednom{0}}modu pri većim brzinama, hromatska disperzija postaje ograničavajući faktor. Signal od 10G toleriše mnogo veću disperziju od signala od 100G preko istog vlakna. Zbog toga ne možete jednostavno zamijeniti 100G-LR4 za 10G-LR i očekivati ​​da će raditi na istoj udaljenosti-fizika je drugačija.

 

 

Multimode vs. Single{1}}Mode

Vaša postojeća fabrika vlakana obično diktira ovaj izbor. Izvlačenje novih vlakana je skupo, a većina implementacija radi u okviru infrastrukturnih ograničenja.

Multimode (OM3/OM4/OM5)znači nižu cijenu primopredajnika, ali kraći doseg. OM4 vlakno sa 100G-SR4 modulima dostiže otprilike 100 metara-dovoljno za većinu veza unutar{7}}zgrada. Ograničenje udaljenosti se pooštrava pri većim brzinama, zbog čega ne postoji standardni 400G ili 800G modul koji dostiže značajne udaljenosti na multimode.

 

Jednostruki{0} način rada (OS2)znači veći trošak primopredajnika, ali dramatično duži doseg. Ista vlakna podržavaju sve, od 500-veza na kampusu do 80km metro veza-samo promijenite primopredajnik. Ova fleksibilnost je razlog zašto općenito preporučujemo single-mode za nove instalacije s vlaknima čak i kada to trenutni zahtjevi za udaljenosti to ne zahtijevaju. Razlika u troškovima kablova je marginalna, a primopredajnici se mogu zameniti; vlakno je trajno.

Jedan obrazac koji viđamo iznova: kupci povlače multimod na kratko, a zatim ga moraju produžiti dvije godine kasnije. Vlakno ne može izdržati dužu udaljenost pri potrebnoj brzini, tako da ionako povlače novi single-način. Ako radite grinfild instalaciju, single-režim posvuda štedi glavobolju kasnije.

 

 

Talasna dužina: Ispravne osnove

Standardni primopredajnici rade na 850 nm (višemodni), 1310 nm (jednostruki-mod kratki/srednji doseg) ili 1550 nm (jednostruki-mod dugi doseg). Dva primopredajnika povezana vlaknom trebaju kompatibilne talasne dužine-za standardne dupleks veze, što znači istu talasnu dužinu na oba kraja.

BiDi (dvosmjerni) primopredajnicisu izuzetak. Oni koriste dvije različite talasne dužine na jednom vlaknu: ako jedan kraj emituje na 1310nm i prima na 1550nm, drugi kraj mora odašiljati na 1550nm i primati na 1310nm. BiDi moduli se moraju naručiti i postaviti kao upareni parovi. Obradili smo slučajeve podrške u kojima su korisnici pomiješali parove, a rezultat je link koji odbija da se pojavi bez očigledne poruke o grešci.

WDM (multipleksiranje s podjelom valova)omogućava više kanala preko jednog para vlakana dodjeljivanjem svakom kanalu različite talasne dužine.CWDMkoristi razmak kanala od 20nm sa 18 dostupnih talasnih dužina-praktično za aplikacije u metrou i kampusu gdje su vlakna ograničena.DWDMkoristi mnogo manji razmak (0.8nm ili manje) i podržava 40–96+ kanala, ali zahtijeva temperaturno-stabilizirane lasere i prvenstveno se koristi u mrežama nosilaca.

Za većinu korporativnih implementacija dovoljna je standardna optika sa jednom{0}}valnom dužinom. WDM dodaje troškove i složenost što ima smisla samo kada ste-ograničeni na vlakna ili kada trebate agregirati više-puteva visokog propusnog opsega.

 

 

Temperatura Rating

Standardni komercijalni primopredajnici rade od 0 stepeni do 70 stepeni temperature kućišta. To je u redu za klimatske{3}}centre podataka i sobe za opremu. Gurnite izvan tog raspona i vidjet ćete degradaciju performansi ili neuspjeh.

Moduli industrijskog{0}}klase sa temperaturom od -40 do 85 stepeni koštaju više, ali su neophodni za vanjske ormare, ćelije, fabričke podove sa temperaturnim promjenama ili bilo koju lokaciju bez pouzdanog HVAC-a.

Toplotni uticaj na primopredajnike je dobro-dokumentovan: struja praga lasera se povećava sa temperaturom, uzrokujući odstupanje talasne dužine i varijacije snage. Podaci o pouzdanosti u industriji sugeriraju da svakih 10 stupnjeva povećanja radne temperature otprilike udvostručuje stopu degradacije komponente. Primopredajnik koji radi na 70 stepeni će dostići kraj-životnog vijeka-brže od jednog koji radi na 60 stepeni, čak i ako oba ostanu unutar svojih nominalnih specifikacija.

Za implementaciju centara podataka, prikladni su moduli komercijalnog{0}}klase. Za sve što je izvan kontrolisanog okruženja, navedite industrijski temperaturni opseg i proverite da prodavac zaista testira prema toj specifikaciji.

 

Kompatibilnost prekidača: The Hidden Gotcha

Ovdje mnogi kupci nailaze na probleme. Prebacivanje dobavljača programira primopredajnike sa identifikacionim kodovima koje njihova oprema provjerava prije nego što omogući portove. Umetnite modul bez očekivanog koda dobavljača i možda ćete vidjeti poruke upozorenja, degradiranu funkcionalnost ili potpuno zaključavanje porta ovisno o platformi.

OEM primopredajnicigarantovano su kompatibilni, ali obično imaju znatno veće cijene od alternativa trećih{0}}strana. Za 100G QSFP28 modul, vidjeli smo OEM cijene u rasponu od 800-2000 USD u odnosu na 200-400 USD za ekvivalentne module treće strane-kodirane za istu platformu.

Moduli{0}}kompatibilni sa trećim stranamakoristite isti MSA-standardni hardver sa EEPROM kodiranjem-specifičnim za dobavljača. Ključ je u radu sa dobavljačem koji zapravo testira u odnosu na vaš specifični model prekidača i verziju firmvera. U našem pogonu u Shenzhenu održavamo baze podataka o kompatibilnosti koje pokrivaju hiljade kombinacija prekidača/firmvera i pre{4}}programskih modula s ispravnim kodovima dobavljača prije isporuke.

Šta provjeriti prije naručivanja:

• Vaš tačan model prekidača i trenutna verzija firmvera
• Da li je dobavljač testirao tu specifičnu kombinaciju
• Politika povrata ako moduli ne rade u vašem okruženju
• Da li je kodiranje dostupno ako kasnije promijenite platformu

Jedna uobičajena zabluda: korištenje modula-treće strane ne poništava vašu garanciju na prekidač. Prema Magnuson-Mossovom zakonu o garanciji (u SAD) i sličnim zakonima širom svijeta, proizvođači originalne opreme ne mogu odbiti pokriće garancije samo zato što koristite -dijelove treće strane-mogu uskratiti pokriće samo ako dokažu da je komponenta treće strane{5}}prouzročila određeni kvar.

 

DAC i AOC: Kada optika nije potrebna

Nisu svakoj-vezi velike brzine potrebni optički primopredajnici. Za kratke udaljenosti,Bakar za direktno pričvršćivanje (DAC)iAktivni optički kablovi (AOC)ponudi alternative.

DAC kablovisu twinax bakreni sa integrisanim konektorima na oba kraja. Najniža cijena, najmanja latencija, ograničen doseg-obično 1-5 metara u zavisnosti od brzine. Idealni su za interne-konekcije gdje je udaljenost minimalna i želite najbolje moguće kašnjenje. Loša strana je težina i radijus savijanja; snop DAC kablova brzo postaje težak i glomazan.

AOC kablovisu optički kablovi sa trajno pričvršćenim primopredajnim modulima. Lakši od DAC-a na ekvivalentnim dužinama, sa dosegom do 100 metara za neke varijante. Kompromis: nije polje{3}}ukinuto. Ako je kabl oštećen, zamijenite cijeli sklop umjesto da ga samo ponovo-završite.

Okvir za odlučivanje: DAC za sve ispod 3 metra kada su troškovi i kašnjenje najvažniji, AOC za staze od 3 do 30 metara kada su težina kabla ili elektromagnetne smetnje zabrinjavajuća, tradicionalni primopredajnici sa patch kablovima za bilo šta duže ili kada vam je potrebna fleksibilnost da promenite dužinu kabla.

 

Čistoća konektora

Evo nečega što smo naučili iz rukovanja povratima i kartama za podršku: kontaminacija konektora je odgovorna za veliki dio onoga što se prijavljuje kao "kvar modula". Podaci sa terena iz implementacije centara podataka u Sjevernoj Americi sugeriraju da prljavi ili oštećeni konektori uzrokuju većinu problema s optičkim vezom-ipak, sami moduli se savršeno testiraju kada ih dobijemo nazad.

Čestica prašine promjera samo nekoliko mikrona-nevidljiva golim okom-može blokirati značajan dio optičkog signala. Rezultat su povremene greške, a ne potpuni kvar, što ga čini najtežom vrstom problema za dijagnosticiranje.

Protokol prevencije:

• Pregledajte konektore fiber mikroskopom (minimalno povećanje od 200x) prije svakog umetanja
• Očistite-maramicom bez dlačica i optičkim-izopropanolom ako je vidljiva kontaminacija
• Koristite sredstva za čišćenje kaseta za unutrašnje priključke modula
• Držite poklopce za prašinu na mjestu do trenutka spajanja
• Nikada nemojte koristiti komprimirani zrak-on može otpuhati čestice u konektor, a ne dalje od njega

Upravo iz ovog razloga uključujemo opsege za inspekciju vlakana u naš preporučeni komplet za primenu. Mikroskop od 400 dolara sprečava hiljade nepotrebnih zamena modula i vremena za rešavanje problema.

 

 

ESD zaštita: vredi shvatiti ozbiljno

Elektrostatičko pražnjenje ne uzrokuje uvijek trenutni kvar. Češće stvara latentna oštećenja koja slabe komponente i izazivaju kvar mjesecima kasnije-nemoguće je pratiti do prvobitne greške u rukovanju.

Podaci iz industrije pokazuju da ESD čini 12-15% povratnih informacija u polju primopredajnika kada se ne poštuju odgovarajući protokoli. Sprovođenje ispravnih ESD procedura-kamenčića uzemljenih na šasiju opreme, anti-statičkih vreća do instalacije, izbjegavanje-uslova niske vlažnosti-spušta taj broj na ispod 2%.

Ranjive komponente su laserske diode, fotodetektori i ulazna zaštitna kola na upravljačkim sklopovima. Nijedan od njih ne podnosi dobro statičko pražnjenje, a oštećenja su često nevidljiva sve dok modul ne pokvari u proizvodnji sedmicama ili mjesecima kasnije.

 

 

Često postavljana pitanja

 

 

Kontrolna lista za odabir

Prije narudžbe potvrdite ovih šest parametara:

• Form factorodgovara vašim portovima komutatora (SFP+, SFP28, QSFP28, QSFP-DD, OSFP)
• Brzinaodgovara mogućnosti porta i mrežnim zahtjevima
• Udaljenostprekriven marginama (nemojte spec. do ruba nominalnog dosega)
• Vrsta vlakanaodgovara postojećem postrojenju (višemodni u odnosu na jednostruki-način)
• Talasna dužinaprikladno za tip vlakna (850nm za multimod, 1310nm/1550nm za single{3}}mod)
• Kompatibilnost prekidačaprovjereno za vaš specifični model i firmver

Ispravite ovo i implementacija je jednostavna. Nedostaje vam bilo koji od njih, a vi gledate na povrate, ponovne narudžbe i kašnjenja projekta.

Ako vam je potrebna pomoć u određivanju modula za implementaciju,pošaljite nam svoju listu portovasa modelima prekidača, udaljenostima i vrstama vlakana. Naš tehnički tim će sastaviti preporuku na osnovu naših podataka o testiranju i baze podataka o kompatibilnosti.