10GBASE LR Alıcı-Vericileri Fiber Standartlarını Karşılıyor

 

G.652 Fiber Neden Düşündüğünüzden Daha Önemli?

 

Bakın, birisinin depoda bulunan fiber kabloyu yakaladığı pek çok olay gördüm. Kötü hareket. 10gbase lralıcı-vericiözellikle ITU-T G.652 önerilerine uygun standart tek-modlu fiber gerektirir. Bu keyfi bir bürokratik saçmalık değil-G.652 fiberinin kromatik dağılım özellikleri, 10,3125 Gbps hat hızlarında sinyal bütünlüğünü doğrudan etkiler.

G.652 fiber, 9/125 μm çekirdek/kaplama konfigürasyonuna sahiptir. Dar çekirdek çapı, ışığı tek bir modda yayılmaya zorlayarak, çok modlu kurulumlarda sorun yaratan diferansiyel mod gecikme sorunlarını ortadan kaldırır. 1310nm'de kabaca 18 ps/(nm·km) kromatik dağılıma bakıyorsunuz; 10G LR optik modülünüzdeki DFB lazer kaynağı, harici dağılım telafisi gerektirmeden bunu işleyebilir. Bunu OM3 kablosuyla 300 metrenin ötesine çekmeyi deneyin.

Bazı satıcılar "premium" fiber seçeneklerini öne çıkarıyor. On olaydan dokuzunda, standart G.652D bir metro kampüsünün karşılaştığı her şeyin üstesinden gelir.

 

SFF-8431 ve Fiziksel Katman El Sıkışma

 

MSA'nın size söylemediği şey: termal performans üreticiler arasında büyük farklılıklar gösterir.

Kötü tasarlanmış bir TO-kutusu paketi, ısıyı ana sistemin hava akışına, komşu bağlantı noktalarını termal kısıtlamaya doğru itecek şekilde boşaltır. Meşru satıcılar, ticari-sınıf üniteler için çalışma sıcaklıklarını 0 dereceden 70 dereceye kadar belirtir; SFP-10G-LR-I gibi endüstriyel değişkenler -40 dereceye kadar uzanır. Bu küçük optik alt düzeneğin içindeki bağlantı sıcaklığı ortamın 30 derece üzerine çıkabilir. Isı dağıtımı isteğe bağlı değildir; bu, beş yıllık kullanım ile on sekiz ay sonraki garanti talebi arasındaki farktır.

 

IEEE 802.3ae: Temel Belgesi

 

802.3ae 2002 yılında piyasaya sürüldüğünde, ağ dünyası hâlâ gigabit konuşlandırmalarına odaklanıyordu. Çalışma grubu gerçekten etkileyici bir şeyi başardı: 850 nm çoklu moddan 1550 nm genişletilmiş-erişimli tekli-moda kadar uzanan fiziksel katman değişkenlerini tanımladılar; bunların tümü PCS katmanında ortak bir 64b/66b kodlama şemasını paylaşıyordu.

Madde 49, fiziksel kodlama alt katmanını ele alır. Madde 52, LR modülleri için PMD özelliklerini belirtir. Kodlama verimliliği, gigabit Ethernet-ek yükünün %25'ten kabaca %3'e düşmesi nedeniyle 8b/10b şemasına göre önemli ölçüde arttı. Bu verimlilik artışı, 10G optiklerin on kat bant genişliği artışına rağmen neden makul güç bütçelerini koruduğunu kısmen açıklıyor.

802.3ae'de belirtilen minimum kablolama mesafesi 2 metredir. Önemsiz görünüyor ama arkasında görsel bir mantık var. Çok kısa mesafelerde alım gücü, dedektör doygunluk eşiklerini aşabilir. 10 gbase lr alıcı-verici lazer çıkışı genellikle -8,2 dBm ile +0.5 dBm arasındadır. Alıcı hassasiyeti -14,4 dBm'ye kadar uzanır. 3 metrelik bir yama kablosunda, -14,4 dBm'lik zemine ulaşmadan önce belki 0,5 dB'lik bir ekleme kaybına bakıyorsunuz - bol miktarda marj, ancak uygun bağlantı mühendisliği olmadan üst uçta potansiyel olarak sorunlu.

 

DOM Uygulaması: Uygulamada SFF-8472

 

Dijital Optik İzleme, alıcı-verici sorunlarını gidermeyi dönüştürdü. SFF-8472 spesifikasyonu, modülün yönetim pinleri üzerinde iki-kablolu bir seri arayüz (esasen I²C) düzenler. 10G uzun erişimli alıcı-vericiniz beş kritik parametreyi bildirir: TX çıkış gücü, RX giriş gücü, lazer ön akımı, besleme voltajı ve dahili sıcaklık.

Gerçek-dünya değeri mi? Yakın zamanda yapılan bir metro ringi konuşlandırması sırasında, DOM okumaları, fiziksel semptomlar ortaya çıkmadan önce bir düğümde bir önyargı akımı anormalliğini işaretledi. Lazer, -önyargı telafisini düşürüyordu ve tipik 25 mA'den 70 mA'daki alarm eşiğine doğru itiyordu. Modülü, gece saat 2'de bir kesinti çağrısına yanıt vermek yerine planlı bakım sırasında değiştirdik.

Tüm satıcılar DOM'u eşit şekilde uygulamaz. Bazıları optik gücü ±3 dB doğrulukla bildirir; kaliteli üreticiler ±1 dB'e ulaşır. Bir performans sorununun vericiden mi, alıcıdan mı yoksa fiber tesisinden mi kaynaklandığını izole etmeye çalıştığınızda fark önemlidir. Kalibrasyon verileri EEPROM modülünde bulunur-ucuz klonlar bazen gerçek bileşen davranışıyla çok az ilişkisi olan genel değerlerle birlikte gönderilir.

 

 

Dalgaboyu Sorusu: Neden 1310 nm

 

1310nm seçiminin ardındaki mühendislik kararları silika fiberin zayıflama özelliklerine dayanmaktadır. Tek-modlu fiber iki iletim penceresi sergiler: yaklaşık 1310 nm ve 1550 nm. Her ikisi de düşük-zayıflama bölgelerinde bulunur, ancak 1310nm, standart SMF için sıfır-dağılım dalga boyuna denk gelir.

10GBASE-ER ve 10GBASE-ZR çeşitleri 1550 nm kullanır çünkü daha uzun erişimler daha düşük zayıflama gerektirir (1310 nm'de 0,35 dB/km'ye karşılık yaklaşık 0,2 dB/km). Bu değiş tokuş, kromatik dağılım yönetimini içerir - 40 kilometrelik G.652 fiber boyunca 1550nm iletim, telafi mekanizmaları olmaksızın önemli miktarda darbe genişlemesi biriktirir.

10 km'lik bağlantılar için matematik 1310 nm'nin lehine sonuçlanıyor. 10gbase lr alıcı-verici modülünüz, kabul edilebilir kayıp marjları sağlamaya devam ederken, dağılım-kaydırılmış fiber gereksinimlerini önler. Kampüs omurgaları, depolama alanı ağları, metro erişim halkaları-bu uygulamalar, 1550nm genişletilmiş{8}}erişim optiklerinin maliyet avantajını nadiren karşılar.

 

Pratik Dağıtım Senaryoları

 

Veri merkezi bitişik binalar arasında bağlantı kurar. Kurumsal kampüs toplama. Bunlar ekmek-ve-tereyağı 10GBASE-LR uygulamalarını temsil eder. Bağlantı mesafeleri genellikle 500 metre ila 5 kilometre arasındadır-; ancak çok modlu aralık sınırlamalarının ötesindedir.

Yaygın senaryolar için bir e-tablo izleme bağlantısı bütçe hesaplamaları tutuyorum. Dört LC bağlantı paneli (birleştirilmiş çift başına 0,3 dB) ile OS2 fiber (1310 nm'de 0,4 dB/km) kullanılarak yapılan 6 km'lik bir koşu şunları sunar:

Fiber zayıflaması: 6 × 0.4=2.4 dB Konektör kaybı: 4 × 0.3=1.2 dB Ekleme izni: 0,5 dB Toplam: 4,1 dB

10G LR modülünün yaklaşık 6,2 dB'lik güç bütçesine (verici minimum -8,2 dBm ila alıcı duyarlılığı -14,4 dBm) karşı, 2 dB marjını koruyorsunuz. Çoğu çevre koşulu için uygundur, ancak eğer fiber park yapıları gibi sıcaklığı değişken olan alanlardan geçiyorsa 3 dB'ye yakın bir değer isterim.

 

Çoklu Satıcı Ağlarında{0}Uyumluluk Gerçekleri

 

SFP+ MSA'nın tak-ve-birlikte çalışabilirliği garanti etmesi gerekiyordu. Gerçeklik daha karmaşık olduğunu kanıtlıyor.

Cisco modülleri, bazı anahtar donanım yazılımının bağlantı noktalarını etkinleştirmeden önce doğruladığı özel kimlik verilerini içerir. Üçüncü-taraf 10gbase-lr sfp+ alıcı-vericileri, bu kontrolleri geçmek için belirli satıcı kodlamasını gerektirir. Jenerik modüller, OEM kısıtlamalarını uygulamayan Juniper, Arista veya Ubiquiti platformlarında sorunsuz çalışır.

Test önemlidir. Saygın alternatif üreticiler, büyük satıcıların ekipmanlarıyla uyumluluk laboratuvarları bulundurmaktadır. Kanıt olmaksızın yalnızca "Cisco uyumlu" olduğunu iddia etmekle kalmayacak,-hangi anahtar modellerini ve donanım yazılımı revizyonlarını doğruladıklarını da belirtecekler. OEM ile üçüncü-taraf arasındaki fiyat farkı %80'i aşabilir. Bu tasarruf, öncelikle operasyonel uyumluluğu doğruladığınızı varsayarsak, çok fazla tasarruflu envantere fon sağlar.

Üretim ortamlarında Cisco-markalı optiklerin yanı sıra FS.COM ve StarTech modüllerini kişisel olarak çalıştırdım. İşlevsel olarak aynı. DOM raporlama çalışır. Ağ donanımı normal çalışma sırasında farkı anlayamaz. Garantinin etkileri ekipman satıcısının politikasına göre değişir.

 

 

Sıcaklık ve Çevresel Hususlar

 

Standart ticari-sınıf SFP+ modülleri, 0-70 derecelik çalışma aralığını belirtir. Endüstriyel çeşitler -40 dereceye kadar +85 dereceye kadar uzanır. Bu ayrım, uzaktan dağıtımlar, telekom kulübeleri veya iklim kontrolü olmayan herhangi bir kurulum için önemlidir.

10G optik alıcı-vericinin içinde, DFB lazerin eşik akımı önemli bir sıcaklık hassasiyeti sergiliyor. Soğuk ortamlar eşik akımını azaltır ancak mod-atlama kararsızlıklarına neden olabilir. Sıcak ortamlar eşik akımını daha yükseğe iterek yaşlanma mekanizmalarını hızlandırır. Otomatik güç kontrol devreleri, tasarım sınırları dahilinde telafi eder-bu sınırları aşar ve optik çıkış, spesifikasyonların dışına çıkar.

Arizona yazlarındaki dış mekan dolapları rutin olarak 50 derecelik iç sıcaklıklara ulaşıyor. Endüstriyel-sınıflandırılmış modüller olmadan, alıcı-vericinin ömrü konusunda kumar oynarsınız. I-Geçici parçaların-belki de modül başına 20-30 ABD Doları tutarındaki artan maliyeti, güvenilirlikte önemli bir iyileşme sağlar.

 

FCoE ve Protokol Desteği

 

İnsanların dikkatini çeken bir şey var: 10GBASE-LR modüllerinin tümü Ethernet üzerinden Fiber Kanalı desteklemez. Cisco SFP-10G-LR-S veri sayfası, FCoE uyumsuzluğunu açıkça belirtir. Depolama alanı ağınız FCoE kapsülleme gerektiriyorsa satın almadan önce protokol desteğini doğrulayın.

Standart 10GbE çerçeveleme, FC temel dizilerden farklıdır. Ethernet için özel olarak optimize edilmiş modüller, depolama protokollerinin farklı trafik modellerini ve zamanlama gereksinimlerini karşılayamayabilir. Bu, saf IP ağlarında, özellikle de bütünleşik veri merkezi yapılarında daha az önemlidir.

 

Bağlantı Bütünlüğü ve Bit Hata Oranı

 

IEEE 802.3ae, performans tabanı olarak 10^-12 BER'i ​​belirtir. Modern 10gbase lr alıcı-verici uygulamaları rutin olarak daha iyi sonuçlar elde eder - 10^-15, uygun koşullar altında alışılmadık bir durum değildir. Bu seviyedeki hata oranları Ethernet'i pratik amaçlar açısından etkili bir şekilde kayıpsız hale getirir.

BER bozulmasını gördüğünüz yerler: kirli fiber konektörler (her yerleştirmeden önce inceleyin), aşırı bükülme yarıçapı, kötü eklemeler veya vericinin eskimesi. Bir LC yüksüğü üzerindeki tek bir parmak izi, 0,5-1,0 dB ek kayba neden olabilir. Çok atlamalı bir yolda çoğaldığınızda bağlantı bütçeniz aniden kaybolur.

Her araç setinde IPA mendilleri bulunduruyorum. Beş saniyelik konnektör temizliği, saatlerce süren sorun giderme işlemlerini önler.

 

Sipariş ve Spesifikasyon Referansı

 

10G LR optik modülleri tedarik ederken gereksinimler listenizde şu parametreler görünmelidir:

IEEE 802.3ae 10GBASE-LR uyumluluğu

SFF-8431 mekanik/elektrik uyumu

SFF-8472 DOM desteği (Rev 12.0 veya üzeri tercih edilir)

Belirtilen çalışma sıcaklığı aralığı

İletim gücü: -8,2 ila +0.5 dBm minimum spesifikasyon

Alma hassasiyeti: -14,4 dBm veya daha iyisi

Dalga boyu: 1260-1355nm (1310nm nominal)

Bağlayıcı: çift yönlü LC/UPC

Üreticiler arasındaki alıcı duyarlılığındaki farklılıklar birkaç dB'i kapsayabilir. Premium modüller -17 dBm hassasiyet sunarak pratik bağlantı mesafelerini nominal 10km spesifikasyonunun ötesine uzatabilir. Bunun önemli olup olmadığı spesifik elyaf tesisinize bağlıdır.

 

Son Gözlemler

 

10GBASE-LR alıcı-vericisi olgun bir teknoloji alanında yer almaktadır. On beş yıllık üretim optimizasyonu, düzinelerce nitelikli kaynaktan güvenilir, ucuz modüller üretti. Standartlara uygunluk, birlikte çalışabilirliği sağlar; Dijital Optik İzleme görünürlük sağlar; Isı mühendisliği ömrünü belirler.

Beni şaşırtmaya devam eden şey şu: Müşteriler mevcut fiber kapasitesini ne kadar sıklıkla yetersiz kullanıyor? Günümüzde 10G-LR'yi destekleyen tek-modlu bir tesis, uygun alıcı-verici yükseltmeleriyle 25G-LR ve hatta 100G-DR sinyallerini taşıyabilir. Fiberin kendisi birçok ekipman neslinden daha uzun ömürlüdür. Kaliteli kurulum uygulamalarına yatırım yapmak-doğru kablo yönetimi, belgelenmiş bağlantı kaybı, doğrulanmış konektör temizliği{11}}on yıl boyunca-artı altyapı yaşam döngüleri boyunca olumlu sonuçlar verir.

Gerçek gereksinimlerinize uygun alıcı-vericileri seçin. Dağıtımdan önce üçüncü-tarafların uyumluluğunu doğrulayın. DOM parametrelerini izleyin. Konektörlerinizi temizleyin. Gerisi büyük ölçüde kendi başının çaresine bakar.