BiDi Alıcı-Verici Uygulamaları: Modern Ağlar için Tek Fiber Çözümler

BiDi (Çift Yönlü) alıcı-vericiler, iki farklı dalga boyunu ve WDM teknolojisini kullanarak tek bir fiber tel üzerinden eş zamanlı olarak veri iletir ve alır, böylece bağlantı başına fiber sayısını etkili bir şekilde yarıya indirir.Kampüs omurga bağlantılarında, FTTH erişim ağlarında, 5G ön taşıyıcı/ana taşıyıcı bağlantılarında, metro ring mimarilerinde ve CCTV gözetim sistemlerinde yaygın olarak kullanılırlar. Bu makalede BiDi tek fiber teknolojisinin pratikte nasıl çalıştığı, nerede anlamlı olduğu ve dağıtıma başlamadan önce nelerin kontrol edilmesi gerektiği açıklanmaktadır.

 

 

BiDi Tek Fiber İletim Aslında Nasıl Çalışır?

Standart bir çift yönlü alıcı-vericinin iki fibere ihtiyacı vardır:{0}}biri göndermek için, diğeri almak için. BiDi alıcı-verici bunu tek bir ipliğe indirir. Anahtar bileşen, bazen WDM bağlayıcı olarak da adlandırılan, modülün içinde bulunan ve aynı anda iki işi yapan diplekserdir: yerel olarak üretilen iletim dalga boyunu fibere bağlarken, gelen alma dalga boyunu böler ve onu fotodetektöre yönlendirir.

IEEE 802.3ahspesifikasyonu ilk olarak bu yaklaşımı, tekli- modlu fiber üzerinden 1310nm/1490nm dalga boyu çiftlerini kullanan, First Mile'daki (EFM) Gigabit Ethernet için tanımladı. O zamandan beri konsept daha yüksek veri hızlarına ölçeklendi. Günümüzün 10G BiDi SFP+ modülleri, 10-60 km'lik erişimler için genellikle 1270 nm/1330 nm çiftleri kullanırken, 25G SFP28 BiDi çeşitleri, 5G mobil aktarım için 40 km'ye kadar mesafeleri destekler. 100G'de QSFP28 BiDi, aşağıdaki şekilde tanımlanan dört CWDM dalga boyundan yararlanır:ITU-T G.694.2(1271, 1291, 1311, 1331nm) veri merkezlerinde kısa-erişimli tek-fiber bağlantı elde etmek için.

İnsanları hazırlıksız yakalayan bir ayrıntı: BiDi modülleri her zaman uyumlu çiftler halinde yerleştirilmelidir. A Tarafı bir dalga boyunda iletir ve diğer dalga boyunda alır; B tarafı ise tam tersini yapıyor. Bir bağlantının karşıt uçlarına iki A Tarafı modülünün kurulması, her iki ucun da bunu algılayacak bir alıcı ayarlanmadan aynı dalga boyunda iletim yapması anlamına gelir-bağlantı karanlık kalır. Bu, özellikle yükleyicilerin yama yapmadan önce A/B etiketlerini kontrol etmek yerine aynı tepsiden iki özdeş modülü çektiği durumlarda yaygın bir dağıtım hatasıdır. Depo aşamasında A Tarafının ve B Tarafının renk-kodlanması veya etiketlenmesi bu sorunların çoğunu ortadan kaldırır. Arkasındaki mekaniği anlamakoptik bağlantı modülünün çalışmasıbu tür hataların önlenmesine yardımcı olur.

 

Kampüs ve Kurumsal Omurga Ağları

BiDi alıcı-vericilerin ekonomik argümanını kampüs ortamlarında görmek en kolay olanıdır. Birkaç yüz dönüm alana yayılmış düzinelerce binaya fiber bağlantısı sağlayan orta-boyutlu bir üniversite düşünün. Standart çift yönlü alıcı-vericileri kullanan her bina--binaya-bağlantı, iki fiber kablo gerektirir. BiDi'ye geçin ve her bağlantı bir zincire düşer.

Bağlantı kabloları, ekleme işleri ve fiber kullanımında (özellikle kablo kanalı alanının dar olduğu daha uzun kampüs koşularında) tasarruflar artıyor. Başabaş noktası-bağlantı uzunluğuna, modül fiyatlandırmasına ve yerel kurulum maliyetlerine bağlıdır, dolayısıyla projeden projeye değişiklik gösterir. Fiberin bol olduğu kısa mesafelerde çift yönlü optikler hala daha basit olabilir. Ancak kablo sayısı sınırlı olduğunda veya eskiyen kablo kanalı daha fazla kablo taşıyamazsa BiDi ekonomiyi değiştirir.

Malzeme maliyetlerinin ötesinde, daha az şerit, daha az kanal tıkanıklığı, daha az eklemenin ekleme kaybına yol açması ve daha basit sorun giderme anlamına gelir. Kampüs planlayıcıları için ana karar faktörleri; hat kullanılabilirliği, bağlantı uzunluğu ve optik bütçedir. RehberimizFarklı hızlarda SFP alıcı-verici türleriHız karşılaştırmasına göre-bir-hıza ihtiyacınız varsa modül seçeneklerini kapsar.

 

 

FTTH ve Geniş Bant Erişim Ağları

Fiber{0}}ev-e-dağıtımları, BiDi teknolojisi için tartışmasız en fiber-duyarlı uygulamadır. Noktadan-noktaya-FTTH mimarilerinde, her abone bağlantısı, optik hat terminalinden (OLT) tesise kadar özel bir fiber gerektirir. BiDi ile bunu tek bir hatta indirgemenin altyapı maliyeti üzerinde doğrudan etkisi vardır-ancak tam tasarruf yerel fiber fiyatlandırmasına, kablo kanalı kullanılabilirliğine ve kurulum işçilik oranlarına bağlıdır.

Birkaç büyük-ölçekli ulusal geniş bant programı, erişim katmanı bağlantısı için BiDi'yi benimsemiştir; genellikle 1G hızlarında 1310nm/1490nm veya 1310nm/1550nm dalga boyu çiftlerini kullanır. 10G çeşitleri, bant genişliği talepleri arttıkça giderek daha yaygın hale gelir. Bununla birlikte, fiberin zaten ucuz ve bol olduğu veya erişim topolojisinin noktadan noktaya mimari yerine PON (pasif optik ağ) kullandığı durumlarda maliyet avantajı zayıflar. PON sistemleri kendi dalga boyu yönetimine sahiptir ve BiDi modüllerinden aynı şekilde faydalanmaz.

 

 

5G Ön Taşıma ve Ana Taşıma Taşımacılığı

Yoğun 5G yapılarında BiDi iki pratik yolla yardımcı olur: kablo tüketimini azaltır ve kalabalık kanallardaki kablo yığınını azaltır. Her hücre alanı, merkezi temel bant birimleri ile uzak radyo kafaları arasında çok sayıda yüksek-bant genişliğine sahip bağlantı gerektirebilir ve kentsel dağıtımlarda, fiber kanal alanı genellikle aşılması en zor kısıtlamadır.

25G SFP28 BiDi modülleri, dağıtılmış birimleri (DU) radyo birimlerine (RU) bağlayan eCPRI ve CPRI protokollerini destekleyen, 5G ön taşıyıcı için pratik bir seçenektir. Tekli-modlu fiber üzerinden 1270nm/1330nm dalga boyu çifti, ön taşıyıcı segmentlerde tipik olan 10–20 km'lik mesafeleri kapsar. Hücre sitelerinden mobil çekirdeğe ana taşıyıcı toplama için 10G BiDi SFP+ modülleri, trafiği bit başına daha düşük maliyetle yönetir.

BiDi'yi mobil operatörler için faydalı kılan şey, yeni kablo çekmeden mevcut koyu fiberi yeniden kullanabilme yeteneğidir. Başlangıçta çift yönlü bağlantılarla 4G'yi destekleyen bir fiber tesisi, BiDi'ye geçiş yaparak daha fazla bağlantı sunabilir-hendek kazma yok, gecikmelere izin yok. Ancak bir sorun var: Diplexer, bağlantı kenar boşluklarını daraltan ekleme kaybını artırıyor. Optik bütçenin zaten kısıtlı olduğu ön taşıma segmentlerinde, BiDi'nin çift yönlü ile aynı mesafede çalıştığını varsaymadan önce güç bütçesini doğrulayın.

Dikkate değer bir dağıtım modeli: bazı operatörler, örtüşmeyen dalga boyu çiftleri (ön taşıyıcı için 1270 nm/1330 nm, ana taşıyıcı için 1490 nm/1550 nm) kullanarak aynı fiber paketi üzerinde 25G BiDi ön taşıyıcıyı 10G BiDi ana taşıyıcıyla eşleştirir. Bu bir arada varoluş işe yarıyor ancak önceden dikkatli bir dalga boyu planlaması gerektiriyor.

 

Metro ve WDM Halka Ağları

Metropol alan ağları, kapasite artışı ile fiber kullanılabilirliği arasında sürekli bir gerilimle karşı karşıyadır. BiDi, her düğümün trafiği paylaşılan fiber yollar üzerinde her iki yönde geçirdiği metro halka mimarilerine doğal olarak uyum sağlar.

Tek bir BiDi dalga boyu çiftinden fazlasını gerektiren metro uygulamaları için teknoloji, pasif dalga boyu çiftiyle iyi bir şekilde entegre olur.CWDM mux/demux platformları. Yeni fiber yapısı olmadan birden fazla BiDi kanalının aynı fiber ölçek kapasitesi üzerine artımlı olarak yerleştirilmesi. Bu katmanlı yaklaşım (-Fiber verimliliği için BiDi artı dalga boyu yoğunluğu için CWDM-bölgesel hizmet sağlayıcılar için maliyet verimliliğini artırabilir; ancak toplam maliyet kanal sayısına, mesafeye ve amplifikasyona ihtiyacınız olup olmadığına bağlıdır.

 

 

Gözetim, Video ve Özel Uygulamalar

Yüksek-yoğunluklu CCTV ve IP gözetim kurulumları daha az belirgin ancak pratik bir kullanım örneğidir. Büyük bir kampüs güvenlik sistemi, 200 veya daha fazla IP kamerayı merkezi bir video yönetim sunucusuna bağlayabilir. Her kamera bağlantısı nispeten düşük-bant genişliğine sahiptir, ancak çift yönlü bağlantılarda toplam fiber sayısı hızlı bir şekilde toplanır.

1000BASE-BX hızlarındaki BiDi SFP modülleri, bu bağlantıları tek fiber şeritler üzerinde yönetir ve tek yönlü LC konektörü, çift yönlü alternatiflere göre daha az panel alanı kaplar. Dijital video yayını, endüstriyel izleme ve dar alanlardaki-yüksek yoğunluklu anahtar--anahtar-ara bağlantılarının tümü aynı prensipten yararlanır.

 

BiDi Ne Zaman En İyi Seçim Olmayabilir?

BiDi her bağlantı için doğru cevap değildir. Standart çift yönlü optiklerin daha basit veya daha güvenilir olabileceği birkaç durum:

• Lif zaten bol miktarda bulunuyor.Borunuzda çok sayıda yedek tel varsa, fiber tasarrufu yüksek modül maliyetini ve eşleşen{0}çift envanter karmaşıklığını dengelemez.
• Takımlar her iki uçta da aynı optikleri tercih ediyor.Dubleks her iki uçta da aynı modülü kullanır. BiDi, A Tarafı ve B Tarafını gerektirir. Sınırlı optik deneyimi olan ekipler için tek tip envanter, hataları azaltır.
• Sıkı optik kenar boşluğuna sahip uzun bağlantılar.Diplexer ekleme kaybı ekler. Modülün maksimum erişimine yakın bağlantılarda, bu ekstra kayıp sizi güç bütçesinin dışına itebilir.
• Mevcut yama kuralları çift yönlü olduğunu varsayar.BiDi'ye geçiş, personelin yeniden eğitilmesi ve belgelerin güncellenmesi anlamına gelir. Küçük dağıtımlar için geçiş maliyeti buna değmeyebilir.
•  

Dağıtım Kontrol Listesi

Öğeyi Kontrol Et	Neden Önemlidir?	Neyi Doğrulamalı?
A/B çifti eşleştirme	Uyumsuz modüller en yaygın BiDi hatasıdır	Bir uçta A Tarafını, diğer uçta B Tarafını onaylayın; göndermeden önce etiket
Optik güç bütçesi	Diplexer, çift yönlü modüllere karşı ekleme kaybı ekler	Toplam bağlantı zayıflamasını hesaplayın; modül özelliklerine göre karşılaştırın
Dalga boyu çatışması	BiDi dalga boyları aynı fiber üzerindeki CWDM/DWDM ile örtüşebilir	Tüm fiber yolu için dalga boyu planını gözden geçirin
DOM/DDM desteği	SFF-8472'ye göre gerçek-zamanlı izleme, bozulmayı erkenden yakalar	Modüllerin Tx/Rx gücünü, sıcaklığını ve öngerilim akımını rapor ettiğini doğrulayın
Envanter ve yedek parçalar	Hem A-tarafı hem de B-tarafı yedek parçalarına ihtiyacınız var	Saha başına en az bir yedek çift stoklayın; açıkça etiketleyin

 

 

Örnek: 10km Üzeri 10G BiDi Bağlantı Bütçesi

BiDi'yi herhangi bir bağlantıya dağıtmadan önce toplam yol kaybının modülün optik bütçesi dahilinde kaldığını doğrulayın. Burada, standart kullanılarak 10 km'lik tek-modlu fiber hattında 10G BiDi SFP+ modülü için çalışılmış bir örnek verilmiştir.ITU-T G.652Dlif parametreleri:

Parametre	Değer	Kaynak
Fiber zayıflaması (1270nm, 10km)	0,35 dB/km × 10=3.5 dB	G.652D spesifikasyonu, 1310nm pencere
Konektör kaybı (2 eşleştirilmiş çift)	0,3 dB × 2=0.6 dB	TIA-568 sınıfı, LC/UPC
Ekleme kaybı (1 füzyon ekleme)	0,1 dB × 1=0.1 dB	Tipik füzyon eklemesi
Diplexer aşırı kaybı (her iki uçta)	~1.0 dB	Satıcı veri sayfasına göre dahili modül
Toplam tahmini yol kaybı	5,2 dB
Modül bağlantı bütçesi (Tx min. ila Rx duyarlılığı)	14,0 dB	Tipik 10G BiDi SFP+ veri sayfası
Kalan marj	8,8 dB

8,8 dB'lik bir marj rahattır-bu, fiberin eskimesini, gelecekte tamir edilebilecek eklemeleri ve zaman içinde konnektör kirlenmesini hesaba katar. Bu marj 3 dB'nin altına düşerse, daha yüksek-güç modülünü veya daha kısa erişimli bir modeli düşünün. Diplexer kayıp hattı, duplex bütçeden temel farktır; aynı veri hızında standart bir çift yönlü alıcı-verici bu marjın yaklaşık 1 dB'ini geri kazanacaktır.

 

 

Sıkça Sorulan Sorular