10GBASE LR -lähetin-vastaanottimet täyttävät kuitustandardit

 

Miksi G.652-kuitu on tärkeämpää kuin luuletkaan

 

Katsos, olen nähnyt monia käyttöönottoja, joissa joku tarttui mihin tahansa kuitukaapeliin, joka sattui olemaan varastossa. Huono liike. 10gbase lrlähetin-vastaanotinvaatii erityisesti ITU-T G.652 -suositusten mukaista standardia yksimuotokuitua. Tämä ei ole mielivaltaista byrokraattista hölynpölyä-G.652-kuidun kromaattiset dispersio-ominaisuudet vaikuttavat suoraan signaalin eheyteen 10,3125 Gbps:n linjanopeuksilla.

G.652-kuidulla on 9/125 μm ydin/verhouskonfiguraatio. Kapea sydämen halkaisija pakottaa valon etenemään yhdessä tilassa, mikä eliminoi differentiaalitilan viiveongelmat, jotka vaivaavat monimuotoisia asennuksia. Tarkastelet noin 18 ps/(nm·km) kromaattista dispersiota 1310 nm:ssä, jonka DFB-laserlähde 10G LR-optisessa moduulissasi pystyy käsittelemään ilman ulkoista dispersion kompensointia. Yritä vetää se irti OM3-kaapelilla yli 300 metrin päästä.

Jotkut toimittajat tarjoavat "premium" -kuituvaihtoehtoja. Yhdeksän kertaa kymmenestä standardi G.652D käsittelee kaiken, mitä metrokampus heittää.

 

SFF-8431 ja Physical Layer Handshake

 

Mitä MSA ei kerro: lämpöteho vaihtelee suuresti valmistajien välillä.

Huonosti suunniteltu TO{0}}pakkaus syöttää lämpöä isäntäjärjestelmän ilmavirtaan tavoilla, jotka voivat työntää viereisiä portteja kohti lämpökuristusta. Lailliset toimittajat määrittävät käyttölämpötilat 0 - 70 astetta kaupallisille-luokan yksiköille, ja teollisuusversiot, kuten SFP-10G-LR-I, ulottuvat -40 asteeseen. Pienen optisen osakokoonpanon sisällä oleva liitoslämpötila voi nousta 30 astetta ympäristön lämpötilan yläpuolelle. Lämmön hajoaminen ei ole valinnaista – se on ero viiden vuoden käyttöönoton ja 18 kuukauden kuluttua voimassa olevan takuuvaatimuksen välillä.

 

IEEE 802.3ae: Perusasiakirja

 

Kun 802.3ae putosi vuonna 2002, verkkomaailma kietoi edelleen päätään gigabitin käyttöönottojen ympärillä. Työryhmä onnistui jotain todella vaikuttavaa: he määrittelivät fyysisen kerroksen muunnelmia, jotka kattavat 850 nm:n monimuotoista 1550 nm:n laajennettu-reach yksi--moodi, ja kaikilla oli yhteinen 64b/66b-koodausmalli PCS-kerroksessa.

Lause 49 käsittelee fyysistä koodausalikerrosta. Lauseke 52 määrittelee PMD-ominaisuudet LR-moduuleille. Koodauksen tehokkuus parani huomattavasti verrattuna 8b/10b-malliin, sillä gigabit Ethernet{6}}overhead putosi 25 %:sta noin 3 %:iin. Tämä tehokkuuden lisäys selittää osittain, miksi 10G-optiikka säilyttää kohtuulliset tehobudjetit kymmenkertaisesta kaistanleveyden kasvusta huolimatta.

802.3ae:n mukainen vähimmäiskaapelietäisyys on 2 metriä. Vaikuttaa triviaalilta, mutta taustalla on optinen päättely. Hyvin lyhyillä etäisyyksillä vastaanottoteho voi ylittää ilmaisimen kylläisyyskynnykset. 10 Gt:n lr-lähetin-vastaanottimen laserlähtö mittaa tyypillisesti välillä -8,2 dBm - +0.5 dBm. Vastaanottimen herkkyys ulottuu -14,4 dBm:iin. 3 metrin liitäntäjohdossa katsot ehkä 0,5 dB:n lisäyshäviötä - runsaasti marginaalia ennen kuin saavutat -14,4 dBm:n lattian, mutta se voi olla ongelmallista huippupäässä ilman asianmukaista linkkisuunnittelua.

 

DOM-toteutus: SFF-8472 käytännössä

 

Digitaalisen optisen valvonnan muunnetun lähetin-vastaanottimen vianmääritys. SFF-8472-spesifikaatioissa on kaksi-johtimista sarjaliitäntää – olennaisesti I²C moduulin hallintanastoihin. 10G pitkän ulottuvuuden lähetin-vastaanottimesi raportoi viisi kriittistä parametria: TX-lähtöteho, RX-tuloteho, laserin esijännite, syöttöjännite ja sisäinen lämpötila.

todellinen{0}}arvo? Äskettäisen metrorenkaan käyttöönoton aikana DOM-lukemat osoittivat bias-virran poikkeaman yhdessä solmussa ennen fyysisten oireiden ilmaantumista. Laserin alentava-biaskompensaatio oli siirtynyt tyypillisestä 25 mA:sta kohti hälytyskynnystä 70 mA:ssa. Vaihdoimme moduulin määräaikaishuollon aikana sen sijaan, että olisimme vastanneet kello 2:n katkoskutsuun.

Kaikki toimittajat eivät ota DOM:ia käyttöön yhtäläisesti. Jotkut raportoivat optisen tehon ±3 dB:n tarkkuudella; laatuvalmistajat saavuttavat ±1 dB. Erolla on merkitystä, kun yrität eristää, johtuuko suorituskykyongelma lähettimestä, vastaanottimesta vai kuitulaitoksesta. Kalibrointitiedot sijaitsevat moduulin EEPROM{5}}halvoissa klooneissa, joissa on joskus yleisiä arvoja, joilla on vain vähän yhteyttä komponenttien todelliseen käyttäytymiseen.

 

 

Aallonpituuskysymys: Miksi 1310nm

 

Tekniset päätökset 1310 nm:n valinnan takana juontavat juurensa piidioksidin vaimennusominaisuuksiin. Yksimuotokuidussa on kaksi siirtoikkunaa: noin 1 310 nm ja 1 550 nm. Molemmat sijaitsevat matalan-vaimennuksen alueilla, mutta 1310 nm osuu yhteen nolla-dispersion aallonpituuden kanssa standardinmukaiselle SMF:lle.

10GBASE-ER- ja 10GBASE-ZR-muunnelmat käyttävät 1550 nm:n aallonpituutta, koska pidempiä saavutuksia vaativat pienemmän vaimennuksen (noin 0,2 dB/km vs. 0,35 dB/km aallonpituudella 1310 nm). Kompromissi sisältää kromaattisen dispersion hallinnan - 1550 nm:n lähetys 40 km G.652-kuitua kerää merkittävän pulssin levenemisen ilman kompensointimekanismeja.

10 km:n linkeillä matematiikka toimii 1310 nm:n eduksi. 10 Gt:n lr-lähetin-vastaanotinmoduulisi välttää hajautus-kuituvaatimukset, mutta tarjoaa silti hyväksyttävät tappiomarginaalit. Kampuksen runkoverkot, tallennusalueverkot, metroliityntärenkaat-nämä sovellukset oikeuttavat harvoin 1550 nm:n laajennetun{8}}optiikan kustannuspalkkion.

 

Käytännön käyttöönottoskenaariot

 

Datakeskus yhdistää vierekkäisten rakennusten välillä. Yrityskampuksen yhdistäminen. Nämä edustavat leipä-ja-voi 10GBASE-LR-sovelluksia. Linkkien etäisyydet ovat tyypillisesti 500 metristä 5 kilometriin-hyvin tiedoissa, mutta monimuotoalueen rajoitusten ulkopuolella.

Pidän laskentataulukkoa seurantalinkkien budjettilaskelmista yleisiä skenaarioita varten. 6 km:n juoksu OS2-kuidulla (0,4 dB/km aallonpituudella 1310 nm) neljällä LC-patch-paneelilla (0,3 dB per pari) tarjoaa:

Kuituvaimennus: 6 × 0.4=2.4 dB Liittimen häviö: 4 × 0.3=1.2 dB Jatkovara: 0,5 dB Yhteensä: 4,1 dB

10G LR -moduulin noin 6,2 dB:n tehobudjettia vasten (lähettimen minimi -8,2 dBm vastaanottimen herkkyyteen -14,4 dBm), säilytät 2 dB:n marginaalin. Riittävä useimpiin ympäristöolosuhteisiin, vaikka haluaisin lähempänä 3 dB:tä, jos kuitu kulkee lämpötilaltaan vaihtelevien tilojen, kuten pysäköintirakenteiden, läpi.

 

Yhteensopivuustodellisuudet useiden{0}}toimittajien verkostoissa

 

SFP+ MSA:n piti taata plug{1}}and-yhteensopivuus. Todellisuus osoittautuu sotkuisemmaksi.

Cisco-moduulit sisältävät patentoituja tunnistustietoja, jotka jotkin kytkimien laiteohjelmistot tarkistavat ennen porttien käyttöönottoa. Kolmannen osapuolen-10gbase-lr sfp+ -lähetin-vastaanottimet vaativat tietyn toimittajan koodauksen läpäistäkseen nämä tarkastukset. Yleiset moduulit toimivat hyvin Juniperin, Aristan tai Ubiquitin alustoilla, jotka eivät täytä OEM-rajoituksia.

Testauksella on väliä. Hyvämaineiset vaihtoehtoiset valmistajat ylläpitävät yhteensopivuuslaboratorioita suurten valmistajien laitteiden kanssa. He määrittävät, mitkä kytkinmallit ja laiteohjelmistoversiot ovat vahvistaneet,-eivät vain väitä "Ciscon yhteensopivuutta" ilman todisteita. OEM:n ja kolmannen osapuolen välinen hintaero{4}}voi ylittää 80 %. Tämä säästää paljon säästävää varastoa, jos olet ensin varmistanut toiminnan yhteensopivuuden.

Olen itse käyttänyt FS.COM- ja StarTech-moduuleja Ciscon{1}}brändätyn optiikan rinnalla tuotantoympäristöissä. Toiminnallisesti identtinen. DOM-raportointi toimii. Verkkolaitteisto ei pysty erottamaan eroa normaalin toiminnan aikana. Takuun vaikutukset vaihtelevat laitetoimittajan käytäntöjen mukaan.

 

 

Lämpötila ja ympäristönäkökohdat

 

Tavalliset kaupalliset -luokan SFP+-moduulit määrittävät 0–70 asteen toiminta-alueen. Teolliset versiot ulottuvat -40 asteeseen asti +85 asteeseen. Erotuksella on merkitystä etäasennuksissa, televiestinnässä tai kaikissa asennuksissa, joissa ei ole ilmastointia.

10G optisen lähetin-vastaanottimen sisällä DFB-laserin kynnysvirta osoittaa merkittävää lämpötilaherkkyyttä. Kylmät ympäristöt vähentävät kynnysvirtaa, mutta voivat aiheuttaa tila{2}}hyppelyn epävakautta. Kuumat ympäristöt nostavat kynnysvirtaa korkeammalle, mikä kiihdyttää ikääntymismekanismeja. Automaattiset tehonsäätöpiirit kompensoivat suunnittelun rajoissa-ylittävät nämä rajat ja optinen ulostulo poikkeaa määrittelyistä.

Arizonan kesällä ulkokaapit nousivat rutiininomaisesti 50 asteen sisälämpötilaan. Ilman teollisuusluokiteltuja -moduuleja pelaat lähetin-vastaanottimen pitkäikäisyydellä. I-väliaikaisten osien lisäkustannukset-ehkä 20-30 dollaria moduulia kohden parantavat huomattavasti luotettavuutta.

 

FCoE- ja protokollatuki

 

Tässä on jotain, joka tarttuu ihmisiin: kaikki 10GBASE-LR-moduulit eivät tue kuitukanavaa Ethernetin kautta. Cisco SFP-10G-LR-S-tietolomakkeessa mainitaan nimenomaisesti FCoE-yhteensopimattomuus. Jos tallennusalueverkkosi vaatii FCoE-kapseloinnin, varmista protokollan tuki ennen hankintaa.

Normaali 10GbE-kehystys eroaa FC:n primitiivisistä sarjoista. Yksinomaan Ethernetille optimoidut moduulit eivät välttämättä käsittele tallennusprotokollien erilaisia ​​liikennemalleja ja ajoitusvaatimuksia. Tällä on vähemmän merkitystä puhtaissa IP-verkoissa, kriittisesti konvergoiduissa datakeskusrakenteissa.

 

Linkin eheys ja bittivirhesuhde

 

IEEE 802.3ae määrittää 10^-12 BER:n suoritustason alarajaksi. Nykyaikaiset 10gbase lr -lähetinvastaanottimet saavuttavat rutiininomaisesti paremman -10^-15 ei ole epätavallista suotuisissa olosuhteissa. Virhemäärät tällä tasolla tekevät Ethernetistä käytännössä häviöttömän.

Missä näet BER-tason heikkenemisen: likaiset kuituliittimet (tarkista ennen jokaista asennusta), ylittynyt taivutussäde, huonot jatkokset tai lähettimen vanheneminen. Yksi sormenjälki LC-holkissa voi aiheuttaa 0,5-1,0 dB lisähäviön. Kerro monihyppypolulla ja yhtäkkiä linkkibudjettisi katoaa.

Pidän IPA-pyyhkeitä jokaisessa työkalupakkauksessa. Viiden sekunnin liittimen puhdistus estää tuntien vianmäärityksen.

 

Tilaus- ja määritysviite

 

Kun hankit 10G LR optisia moduuleja, näiden parametrien pitäisi näkyä vaatimusluettelossasi:

IEEE 802.3ae 10GBASE-LR-yhteensopivuus

SFF-8431 mekaaninen/sähköyhteensopivuus

SFF-8472 DOM -tuki (suositus versio 12.0 tai uudempi)

Määritetty käyttölämpötila-alue

Lähetysteho: -8,2 - +0.5 dBm vähimmäisspesifikaatio

Vastaanottoherkkyys: -14,4 dBm tai parempi

Aallonpituus: 1260-1355nm (1310nm nimellinen)

Liitin: duplex LC/UPC

Vastaanottimen herkkyyden vaihtelu valmistajien välillä voi olla useita dB. Premium-moduulit voivat tarjota -17 dBm:n herkkyyden, mikä pidentää käytännöllisiä linkkien etäisyyksiä nimellisen 10 km:n määrittelyn yli. Riippuu tietystä kuitukasvistasi, onko sillä merkitystä.

 

Lopulliset havainnot

 

10GBASE-LR-lähetin-vastaanotin on kypsän teknologian markkinarako. Viidentoista vuoden tuotannon optimointi tuotti luotettavia, edullisia moduuleja kymmenistä pätevistä lähteistä. Standardien noudattaminen varmistaa yhteentoimivuuden; Digitaalinen optinen valvonta tarjoaa näkyvyyttä; lämpötekniikka määrittää käyttöiän.

Minua edelleen hämmästyttää: kuinka usein asiakkaat alikäyttöävät olemassa olevaa kuitukapasiteettia. Yksi-moodilaitos, joka tukee 10G-LR:tä nykyään, voi kuljettaa 25G-LR- tai jopa 100G-DR-signaaleja asianmukaisin lähetin-vastaanotinpäivityksin. Kuitu itsessään kestää useita laitesukupolvia kauemmin. Laadukkaisiin asennuskäytäntöihin investoiminen-oikea kaapelin hallinta, dokumentoitu liitoshäviö, vahvistettu liittimen puhtaus-kannattaa vuosikymmeniä{12}}sekä infrastruktuurin elinkaaren aikana.

Valitse lähetin-vastaanottimet, jotka vastaavat todellisia vaatimuksiasi. Varmista kolmannen osapuolen-yhteensopivuus ennen käyttöönottoa. Valvo DOM-parametreja. Puhdista liittimet. Loput hoitaa suurelta osin itsestään.