Digitaaliset optiset moduulit toimivat nykyaikaisissa järjestelmissä

 

Mitä Asian sisällä oikeastaan ​​on

 

Avaa lähetin-vastaanotin (älä varsinaisesti tee tätä; pelkkä laservalotus tekee siitä huonon idean), niin löydät yllättävän tiheän kokoonpanon komponentteja, jotka eivät ole olennaisesti muuttuneet arkkitehtuurissa 1990-luvun lopun jälkeen. Lähetinosassa on valonlähde-tyypillisesti VCSEL lyhyen-ulottuvuuden monimuotosovelluksiin, DFB-laser kaikkeen vakavaan yksimuotokuitu{4}}sovelluksiin. Vastaanotinpuolella on valodiodi ja transimpedanssivahvistin. Niiden välissä on mikä tahansa signaalin säätö, jota datanopeus vaatii.

VCSEL ansaitsee erityismaininnan, koska se on samanaikaisesti datakeskusoptiikan sankari ja konna. Pystysuora-ontelopinnan-säteilevät laserit ratkaisivat valmistusongelman, joka vaivasi reuna-säteileviä laitteita: voit testata niitä -kiekolla ennen kuutioimista, mikä tarkoittaa, että tiedät, mitä lähetät. Ne ovat halpoja. Ne ovat riittävän luotettavia. Ne juoksevat viileinä.

Mutta VCSEL:illä on välirajoituksia, joilla on merkitystä.

850 nm:n valo monimuotokuidun läpi osuu modaalisen dispersion seinämiin, joita mikään älykäs DSP ei pysty täysin voittamaan. Saat ehkä 100 metriä 25 G:llä ennen kuin silmäkaavio alkaa näyttää modernilta taiteelta. Korotetussa lattiassasi olevaa OM4-kuitua ei ole suunniteltu siihen, mitä pyydämme sitä tekemään, ja OM5:n käyttöönotto pysyy "lupaavan" ja "teoreettisen" välillä useimmissa näkemäni yrityskäytöissä.

 

Aallonpituuskysymys Kukaan ei kysy oikein

1310 nm pudottaa vaimennuksen noin 0,4 dB/km:iin yksittäistilassa{2}}. Tämä on O--kaista, jossa kromaattinen hajonta saavuttaa sopivan minimin ja voit työntää signaaleja 10 kilometriä ilman vahvistusta. Suurin osa LR-moduuleista on täällä.

1550 nm laskee sinut noin 0,3 dB/km-C--kaistalle "nolla-häviöikkuna", jota kaikki televiestintäalan ammattilaiset palvovat. DWDM-järjestelmät tukkivat tälle kaistalle kymmeniä kanavia, koska erbium{6}}seostetut kuituvahvistimet toimivat täällä kauniisti. Mutta nuo EDFA:t maksavat rahaa, ja alle 40 km:n etäisyyksillä ylimääräiset kulut ovat harvoin järkeviä.

Virhe, jonka näen toistuvasti: joku määrittelee 1550 nm:n moduulit 2 km:n kampuslinkille, koska "pienempi häviö on parempi." Se ei ole parempi. Se on kalliimpaa ilman hyötyä, ja nyt sinulla on varaston monimutkaisuus, jota et tarvitse.

 

Signaalin eheys ja kellon palautusongelma

 

Täällä asiat ovat todella mielenkiintoisia, ja myös nuoremmat insinöörit alkavat tehdä kalliita virheitä.

Nopeat{0}}sarjatiedot eivät kulje kellosignaalin mukana. Ajoitustiedot on palautettava itse tietovirrasta-niin Clock- ja Data Recovery -piirit tekevät. Moduulin sisällä oleva vaihe-lukittu silmukka tarkkailee siirtymiä saapuvassa bittivirrassa, luo niistä paikallisen kellon ja käyttää tätä palautettua kelloa näytteiden seuraamiseen silmän optimaalisessa kohdassa.

Tämä toimii erittäin hyvin, kunnes se ei toimi.

CDR-lukot vaativat riittävät siirtymät tiedoista. 10G Ethernetissä käytetty 64B/66B-koodaus takaa riittävät reunat pitämään PLL:n tyytyväisenä. Mutta jos joku lähettää patologisen kuvion-tai pahempaa, pitkä sarja identtisiä symboleja huonosti toimivasta ylävirran laitteesta-CDR voi menettää lukituksen. Kun se menettää lukituksen, LOL (loss of lock) -hälytys laukeaa, linkki putoaa ja tuijotat virhelaskuria ihmetellen, mikä meni pieleen.

Turhauttava osa: CDR-käyttäytyminen vaihtelee myyjien välillä. Olen nähnyt, että valmistajan A moduulit pitävät lukon kuviosarjojen kautta, jotka tappoivat välittömästi valmistajan B moduulit. Molemmat täyttivät spesifikaatiot. Molemmat läpäisivät vaatimustenmukaisuustestin. Yksi toimi asiakkaan varsinaisessa liikenneympäristössä, toinen ei.

 

DDM muutettu vianmääritystä ikuisesti (kun se toimii)

 

Ennen kuin Digital Diagnostic Monitoringista tuli standardi, kuitulinkin vianetsintä merkitsi moduulien vetämistä, kaapelien vaihtoa ja rukoilemista mille tahansa jumaluudelle, joka ohjasi muutostenhallintaprosessia. Jos linkki oli poissa, tiesit, että jotain oli vialla. Sinulla ei ollut aavistustakaan mitä.

DDM{0}}kutsutaan joskus nimellä DOM, koska ala rakastaa tarpeettomia lyhenteitä-muutti sen. Jokainen moderni lähetin-vastaanotin raportoi reaaliaikaista-telemetriaa I²C-liitännän kautta: lämpötila, syöttöjännite, laserin esijännite, lähetysteho, RX-teho. SFF-8472-spesifikaatio määrittää muistikartan. Kytkimesi lukee sen automaattisesti.

Tämä kuulostaa puhtaalta ylhäältä, ja sitä se enimmäkseen on. Mutta DDM-tiedot ovat polttaneet minua tarpeeksi monta kertaa, jotta olen kehittänyt terveellistä skeptisyyttä.

TX-tehon lukema? Se on johdettu monitorin fotodiodista, joka ottaa näytteitä osan lasertulosta. Laserin ja MPD:n välinen kytkentäteho vaihtelee lämpötilan mukaan. Moduulin EEPROM-muistiin poltetut kalibrointitiedot mitattiin 25 asteessa pöydällä jossain Shenzhenissä. Todellinen käyttöympäristösi on 47 astetta, koska moduuli sijaitsee kahden muun kuuman lähetin-vastaanottimen välissä täysin{5}}ladatussa kytkimessä.

Näytölläsi oleva luku on likimääräinen. Se on yleensä hyvä likiarvo. Mutta olen oppinut olemaan julistamatta voittoa pelkästään normaalilta näyttävien DDM-lukemien perusteella. Tartu optiseen tehomittariin. Mittaa kuituun osuva valo.

 

 

Lämpötila on kaikki kaikessa

 

En voi yliarvioida, kuinka paljon lämpötila hallitsee optisen moduulin käyttäytymistä. Jokainen tärkeä parametri muuttuu lämpötilan mukaan.

Laserin kynnysvirta kasvaa moduulien lämmetessä{0}}laite tarvitsee enemmän asemavirtaa saavuttaakseen saman optisen tehon. Kaltevuuden hyötysuhde heikkenee, mikä tarkoittaa, että jokainen ylimääräinen poikkeama milliampeeri tuottaa vähemmän valoa. Aallonpituus ajautuu, mikä on valtavan tärkeää CWDM- ja DWDM-järjestelmissä, joissa kanavavälit ovat tiukat. Valodiodin herkkyys muuttuu. Jopa valvontapiirien sisällä olevat vertailujännitteet ajautuvat.

Valmistajat määrittävät toiminta-alueet -yleensä 0 - 70 astetta kaupallisille ja -40 - 85 astetta teollisille. Ne eivät kerro riittävästi, kuinka paljon huonommin moduuli toimii alueen reunoilla verrattuna keskustaan.

Olen mitannut kentällä moduulit, jotka ovat 15 astetta kuumempia kuin kytkimen ympäristön lämpötilaraportti ilmoitti. Lähetin-vastaanottimen kotelon lämpötila-anturi näytti 63 astetta, kun taas kytkimen runko ilmoitti ympäristövalvonnassaan "ilmavirran normaaliksi" ja "lämpötilaksi 38 astetta". Ero johtuu siitä, että kytkin mittasi ilman lämpötilaa imuaukkossaan, kun lähetin-vastaanotin kypsyi viereisen QSFP-DD:n lämpövarjossa, joka käytti koherenttia optiikkaa 14 watilla.

Kukaan ei saanut hälytyksiä. Linkki toimi edelleen-tuskin-koronneiden pre-FEC-virheiden kanssa, jotka ajoittain aiheuttivat kehyshäviöitä. Kesti kolme kuukautta selvittää, miksi kyseisellä linkillä oli korkeampi uudelleenlähetysnopeus kuin identtisillä linkeillä muualla kudoksessa.

 

Kolmannen-osapuolen kysymys

 

Kaikki haluavat tietää{0}}kolmannen osapuolen lähetin-vastaanottimista. Hintaeroa on vaikea jättää huomiotta – 3–5 kertaa halvempi kuin OEM-moduulit näennäisesti identtisten eritelmien vuoksi.

Moni-lähdesopimus on olemassa nimenomaan yhteentoimivuuden mahdollistamiseksi. Yhteensopivan yrityksen X SFP-10G-LR:n tulee olla toiminnallisesti samanlainen kuin yrityksen Y. Optiset parametrit on määritelty. Mekaaniset mitat ovat standardoituja. Sähköliitäntä noudattaa alan konsortioiden julkaisemia eritelmiä.

Todellisuus, kuten tavallista, poikkeaa spesifikaatiosta.

Vaihtotoimittajat koodaavat lähetin-vastaanottimen EEPROMit toimittajan tunnusmerkkijonoilla. Cisco tarkistaa nämä merkkijonot ja poistaa -virheellisesti käytöstä portit, jotka eivät vastaa niiden hyväksyttyjen luetteloa. Juniperin uudemmat alustat kirjaavat varoituksia ja kieltäytyvät tukipuheluista. HPE on käyttänyt valvontaa edestakaisin tuotelinjasta ja laiteohjelmistoversiosta riippuen.

Kiertokeinot ovat olemassa. Ciscon palvelua ei tueta-lähetin-vastaanotinkomento on tallentanut lukemattomia käyttöönottoaikatauluja. Kolmannen-osapuolen toimittajat ohjelmoivat EEPROM-muistinsa raportoimaan yhteensopivat toimittajakoodit. FS Boxin kaltaisten laitteiden avulla voit ohjelmoida moduuleja uudelleen kentällä.

Mutta tässä on se, mitä kukaan ei kerro sinulle: kun asiat menevät pieleen-ja lopulta ne-tuesta tulee kontradiktorista. Soita TAC:lle, jos sinulla on linkkiongelma, mainitse-kolmannen osapuolen optiikat ja katso keskustelun loppu. "Vaihda tuetuilla lähetin-vastaanottimilla ja soita takaisin, jos ongelma jatkuu." He eivät ole väärässä tuen näkökulmasta. Ne eivät myöskään ole hyödyllisiä kello 2 yöllä, kun kankaasi on huonontunut.

Henkilökohtainen sääntöni, joka on kehitetty kovan kokemuksen kautta: kolmas osapuoli-laboratoriossa, OEM tuotantopoluilla, joilla on merkitystä. Kustannussäästöt eivät ole yhtä vakuuttavia, kun olet se, joka etsii ajoittaisia ​​CRC-virheitä, jotka saattavat johtua lähetin-vastaanottimesta, kuitu- tai laiteohjelmistosta, etkä voi sulkea pois mitään.

 

 

Saastuminen löytää sinut

 

Suurin yksittäinen optisten linkkien ongelmien syy ei liity mitenkään itse moduuliin. Se on likaa.

Kuitujen päätypinnassa oleva pölyhiukkanen voi vaimentaa signaalia tarpeeksi työntämään linkin virherajan yli. 100 G:lla ja sitä suuremmalla marginaali ei ole entisellään. Toimit lähempänä vastaanottimen herkkyysrajoja. Pölypilkku, joka olisi ollut näkymätön 1G Ethernetissä, aiheuttaa nyt pakettihäviön 400 G:ssä.

Yksimuotokuidun ytimen-halkaisija on 9 mikrometriä. Ihmisen hius on noin 70 mikrometriä. Epäpuhtaushiukkaset, jotka ovat pienemmät kuin mikään, mitä voit nähdä ilman suurennusta, voivat tukkia optisen reitin kokonaan.

Tarkasta ennen liittämistä. Aina. Käytä kuitutähtäintä, älä visuaalista tarkistusta. En välitä, jos paikannuksen johto tuli ulos suljetusta pussista viisi sekuntia sitten-pussi ei ole puhdas, sormesi koskettivat jotain, palvelinkeskuksesi ilma sisältää hiukkasia. Tarkasta, puhdista tarvittaessa, tarkista uudelleen ja liitä sitten.

Itse puhdistus tuo mukanaan riskin. Kuivapyyhintä luo staattista varausta, joka houkuttelee enemmän kontaminaatiota. Märkäpuhdistus isopropyylialkoholilla voi jättää jäämiä, jos annat sen haihtua sen sijaan, että pyyhit kuivaksi välittömästi. Yhden-napsautuksen puhdistusaineet toimivat hyvin, kunnes ne on käytetty loppuun ja joku jatkaa napsauttamista joka tapauksessa jakaa epäpuhtaudet holkin yli.

Katselin, kuinka teknikko vietti neljä tuntia ajoittaisen linkin vianetsintää. Moduulit vaihdettu kahdesti. Kaapelin reititys tarkistettu. Tarkistettu kokoonpano. Lopulta katkaisi tarkastuksen ja löysi laipiosovittimesta sormenjälkiä. Puhdistettu kunnolla. Linkki tuli puhtaaksi ja pysyi pystyssä.

Neljä tuntia. Sormenjälkiä varten.

 

Millä on väliä moduulien valinnassa

 

Kaikkien teknisten yksityiskohtien jälkeen valintaprosessi perustuu yleensä muutamiin käytännön seikkoihin, joita ei näy missään tietolomakkeessa.

Mikä on kytkinalustasi? Jos olet Cisco-myymälä, muototekijäkysymykseen vastataan suurelta osin puolestasi. Jos käytät Aristaa tai Juniperia lehdillä ja jotain muuta selkärangassa, sinulla saattaa olla vaihtoehtoja,-mutta näiden vaihtoehtojen käyttäminen monimutkaistaa inventaariota. Johdonmukaisuudella on arvoa.

Mikä etäisyys sinun todella täytyy kulkea? Mittaa kaapelin kulku. Lisää marginaali paikkapaneeleille ja jatkoksille. Valitse sitten halvin moduulityyppi, joka täyttää tuon etäisyysvaatimuksen ja jossa on tilaa. LR-moduulien määrittäminen 50 metrin juoksuille, koska "saamme tarvita ulottuvuutta myöhemmin" on rahan hukkaa.

Mikä on kuitukasvisi? Monimuoto rakennusten sisällä, yksi-tila rakennusten välillä-joka on edelleen yleinen malli. Tämän mallin torjuminen maksaa enemmän kuin sen kanssa työskenteleminen.

Kuinka paljon luotat asennuksesi laatuun? 400G:llä on pienempi marginaali kuin 100G:lla. Likaiset liittimet, jotka toimivat hyvin pienemmillä nopeuksilla, aiheuttavat ongelmia. Jos strukturoitu kaapelointisi on peräisin ajalta, jolloin Cat5e:tä pidettiin tulevaisuuden-kestävänä, odota ongelmia.

Tylsä neuvo on yleensä oikea: sovita tekniikka todellisiin vaatimuksiin, osta myyjiltä, ​​jotka tukevat sinua, kun asiat rikkoutuvat, puhdista jokainen liitin aina, kun kosketat sitä. Itse moduuleista on tullut erittäin luotettavia. Ongelmat ovat melkein aina jossain muualla.