Dijital Optik Modüller Modern Sistemlerde Çalışır

 

Aslında Şeyin İçinde Ne Var?

 

Bir alıcı-vericiyi açın (aslında bunu yapmayın; tek başına lazere maruz kalmak bunu kötü bir fikir haline getirir) ve 1990'ların sonlarından bu yana mimaride temelden değişmemiş bileşenlerin şaşırtıcı derecede yoğun bir düzenlemesini bulacaksınız. Verici bölümü, ışık kaynağını-tipik olarak kısa erişimli çok modlu uygulamalar için bir VCSEL'i,-tek modlu fiber üzerinden ciddi herhangi bir şey için bir DFB lazeri barındırır. Alıcı tarafında bir fotodiyot ve transimpedans amplifikatörü bulunur. Bunların arasında veri hızının gerektirdiği sinyal koşullandırması bulunur.

VCSEL, veri merkezi optiklerinin aynı anda hem kahramanı hem de kötü adamı olduğundan özel olarak anılmayı hak ediyor. Dikey-boşluklu yüzey-yayan lazerler, kenar-yayan cihazların başına bela olan üretim sorununu çözdü: bunları küplere ayırmadan önce-wafer üzerinde test edebilirsiniz, bu da aslında ne gönderdiğinizi bildiğiniz anlamına gelir. Ucuzlar. Yeterince güvenilirler. Sakin koşuyorlar.

Ancak VCSEL'lerin önemli mesafe sınırlamaları vardır.

Çok modlu fiberden geçen 850nm ışık, hiçbir akıllı DSP'nin tamamen üstesinden gelemeyeceği modal dağılım duvarlarına çarpıyor. Göz şeması modern sanata benzemeye başlamadan önce 25G'de belki 100 metreye ulaşırsınız. Yükseltilmiş zemininizdeki OM4 fiber, bizim ondan yapmasını istediğimiz şey için tasarlanmamıştır ve OM5'in benimsenmesi, gördüğüm çoğu kurumsal dağıtımda "umut verici" ile "teorik" arasında bir yerde kalmaktadır.

 

Kimsenin Doğru Soramadığı Dalga Boyu Sorusu

1310 nm, tekli modda zayıflamayı kabaca 0,4 dB/km'ye düşürür-. Bu, kromatik dağılımın uygun bir minimum seviyeye ulaştığı ve amplifikasyon olmadan sinyalleri 10 km uzağa itebileceğiniz O-bandıdır. Çoğu LR modülü burada yaşıyor.

1550nm sizi telekom sektöründeki herkesin taptığı C{-bandı "sıfır{-kayıp penceresi"ne-yaklaşık 0,3 dB/km'ye düşürür. DWDM sistemleri düzinelerce kanalı bu banda sıkıştırır çünkü erbiyum-katkılı fiber amplifikatörler burada çok güzel çalışır. Ancak bu EDFA'lar maliyetlidir ve 40 km'nin altındaki mesafeler için ekstra harcama nadiren mantıklıdır.

Tekrar tekrar gördüğüm hata: Birisi 2 km'lik kampüs bağlantısı için 1550nm modüller belirtiyor çünkü "daha düşük kayıp daha iyi olmalı." Daha iyi değil. Hiçbir faydası olmadığı için daha pahalıdır ve artık ihtiyacınız olmayan envanter karmaşıklığına sahipsiniz.

 

Sinyal Bütünlüğü ve Saat Kurtarma Sorunu

 

Burası işlerin gerçekten ilginçleştiği ve aynı zamanda genç mühendislerin pahalı hatalar yapmaya başladığı yer.

Yüksek-hızlı seri veriler saat sinyaliyle seyahat etmez. Zamanlama bilgilerinin veri akışının kendisinden kurtarılması gerekir-Saat ve Veri Kurtarma devrelerinin yaptığı da budur. Modülün içindeki faz-kilitli bir döngü, gelen bit akışındaki geçişleri izler, bu geçişlerden yerel bir saat üretir ve bu kurtarılan saati, sonraki bitleri gözdeki en uygun noktada örneklemek için kullanır.

Bu, çalışmayana kadar oldukça iyi çalışıyor.

CDR kilitleri verilerde yeterli geçiş gerektirir. 10G Ethernet'te kullanılan 64B/66B kodlama, PLL'yi mutlu edecek yeterli kenarı garanti eder. Ancak birisi hatalı davranan bir yukarı akış cihazından patolojik bir model-ya da daha kötüsü, aynı sembollerden oluşan uzun bir dizi gönderirse-CDR kilidi kaybedebilir. Kilidi kaybettiğinde, LOL (kilit kaybı) alarmı devreye girer, bağlantı kopar ve siz neyin yanlış gittiğini merak ederek hata sayaçlarına bakıyorsunuz.

Sinir bozucu kısım: CDR davranışı satıcılar arasında farklılık gösterir. A üreticisinin modüllerinin, B üreticisinin modüllerini anında sonlandıran desen dizileri boyunca kilidi koruduğunu gördüm. Her ikisi de teknik özellikleri karşıladı. Her ikisi de uyumluluk testini geçti. Biri müşterinin gerçek trafik ortamında çalıştı, diğeri çalışmadı.

 

DDM Sorun Gidermeyi Sonsuza Kadar Değiştirdi (Çalıştığı Zaman)

 

Dijital Tanılama İzleme standart hale gelmeden önce, bir fiber bağlantının sorunlarını gidermek, modülleri çekmek, kabloları değiştirmek ve değişiklik kontrol sürecinizi yöneten tanrıya dua etmek anlamına geliyordu. Bağlantı kapalıysa bir şeylerin ters gittiğini biliyordunuz. Ne olduğu hakkında hiçbir fikrin yoktu.

DDM-bazen DOM olarak da anılır, çünkü sektör gereksiz kısaltmaları sever-bunu değiştirdi. Her modern alıcı-verici, bir I²C arayüzü aracılığıyla gerçek-zamanlı telemetriyi bildirir: sıcaklık, besleme voltajı, lazer ön akımı, TX gücü, RX gücü. SFF-8472 spesifikasyonu hafıza haritasını tanımlar. Anahtarınız bunu otomatik olarak okur.

Bu tamamen olumlu bir gelişme gibi görünüyor ve çoğunlukla da öyle. Ancak DDM verileri beni yeterince etkiledi ve sağlıklı bir şüphecilik geliştirdim.

TX güç okuması? Lazer çıkışının bir kısmını örnekleyen bir monitör fotodiyodundan türetilir. Lazer ve MPD arasındaki bağlantı verimliliği sıcaklığa göre değişir. Modülün EEPROM'una kaydedilen kalibrasyon verileri, Shenzhen'de bir yerde bir bankta 25 derecede ölçülmüştür. Gerçek çalışma ortamınız 47 derecedir çünkü modül, tam-yüklü bir anahtardaki diğer iki sıcak alıcı-vericinin arasında yer alır.

Ekranınızdaki sayı yaklaşık bir değerdir. Genellikle iyi bir yaklaşımdır. Ancak yalnızca normal görünen DDM okumalarına dayanarak zafer ilan etmemeyi öğrendim. Optik güç ölçeri alın. Fibere çarpan gerçek ışığı ölçün.

 

 

Sıcaklık Herşeydir

 

Optik modül davranışına ne kadar sıcaklığın hakim olduğunu abartamam. Önemli olan her parametre sıcaklıkla birlikte değişir.

Modüller ısındıkça lazer eşik akımı artar-aynı optik çıkışı elde etmek için cihazın daha fazla sürücü akımına ihtiyacı vardır. Eğim verimliliği azalır, bu da her ek miliamperlik önyargının daha az ışık ürettiği anlamına gelir. Kanal aralığının dar olduğu CWDM ve DWDM sistemlerinde son derece önemli olan dalga boyu kaymaları. Fotodiyot duyarlılığı değişir. İzleme devrelerinin içindeki referans voltajları bile değişiyor.

Üreticiler,{0}}ticari sınıf için genellikle 0 derece ila 70 derece, endüstriyel sınıf için -40 derece ila 85 derece arasında çalışma aralıkları belirtir. Yeterince aktarmadıkları şey, modülün bu aralığın kenarlarında merkeze göre ne kadar kötü performans gösterdiğidir.

Sahada, anahtarın ortam sıcaklığı raporunda belirtilenden 15 derece daha sıcak çalışan modülleri ölçtüm. Alıcı-vericideki kasa sıcaklık sensörü 63 dereceyi okurken, anahtar kasası çevresel izlemede "hava akışı normal" ve "sıcaklık 38 derece" bildirdi. Bu tutarsızlık, anahtarın girişindeki hava sıcaklığını ölçmesi ve alıcı-vericinin 14 watt'ta tutarlı optikleri çalıştıran bitişik bir QSFP-DD'nin termal gölgesinde pişirme yapması nedeniyle mevcuttu.

Kimseye uyarı gelmedi. Bağlantı, ara sıra çerçeve kayıplarına yol açan yüksek ön-FEC hataları nedeniyle hâlâ-çok az-çalışıyordu. Belirli bir bağlantının neden yapının başka yerlerindeki aynı bağlantılardan daha yüksek yeniden iletim oranlarına sahip olduğunu anlamak üç ay sürdü.

 

Üçüncü-Taraf Sorusu

 

Herkes üçüncü-taraf alıcı-vericiler hakkında bilgi edinmek ister. Fiyat deltasını göz ardı etmek zordur; görünüşte aynı spesifikasyonlara sahip OEM modüllerinden 3 ila 5 kat daha ucuzdur.

Çoklu-Kaynak Anlaşması, özellikle birlikte çalışabilirliği sağlamak için mevcuttur. X şirketine ait uyumlu bir SFP-10G-LR, işlevsel olarak Y şirketine ait bir SFP-10G-LR'ye eşdeğer olmalıdır. Optik parametreler tanımlanmıştır. Mekanik boyutlar standartlaştırılmıştır. Elektrik arayüzü endüstri konsorsiyumları tarafından yayınlanan spesifikasyonlara uygundur.

Gerçeklik, her zamanki gibi, spesifikasyondan farklıdır.

Anahtar satıcıları, alıcı-verici EEPROM'larını satıcı kimlik dizeleriyle kodlar. Cisco bu dizeleri kontrol eder ve onaylanan listeyle eşleşmeyen bağlantı noktalarını-hatayla devre dışı bırakır. Juniper'in yeni platformları uyarıları günlüğe kaydediyor ve destek çağrılarını reddediyor. HPE, ürün grubu ve ürün yazılımı sürümüne bağlı olarak yaptırım konusunda ileri geri hareket etmiştir.

Geçici çözümler mevcut. Cisco'nun desteklenmeyen hizmeti-alıcı-verici komutu sayısız dağıtım planını kaydetti. Üçüncü-taraf satıcılar, EEPROM'larını uyumlu satıcı kodlarını bildirecek şekilde programlar. FS Box gibi cihazlar, sahadaki modülleri yeniden programlamanıza olanak tanır.

Ancak kimsenin size söylemediği şey şu: İşler ters gittiğinde-ve sonunda-destek düşman olmaya başlar. Bağlantı sorunu nedeniyle TAC'yi arayın, üçüncü-tarafların görüşlerinden bahsedin, görüşmenin sonunu izleyin. "Desteklenen alıcı-vericilerle değiştirin ve sorun devam ederse geri arayın." Destek açısından bakıldığında haksız değiller. Ayrıca kumaşınız bozulduğunda sabah saat 2'de de yardımcı olmazlar.

Zorlu deneyimler sonucu geliştirilen kişisel kuralım: Laboratuvarda-üçüncü taraf, önemli olan üretim yollarında OEM. Alıcı-verici, fiber, ürün yazılımı olabilir ve hiçbir şeyi göz ardı edemediğiniz aralıklı CRC hatalarını gideren tek kişi siz olduğunuzda, maliyet tasarrufları daha az cazip gelir.

 

 

Kirlenme Sizi Bulacaktır

 

Optik bağlantı sorunlarının en büyük nedeninin modülün kendisiyle hiçbir ilgisi yoktur. Bu kir.

Bir fiberin uç yüzeyindeki bir toz zerresi, bir bağlantıyı hata eşiğinin ötesine itecek kadar sinyali zayıflatabilir. 100G ve üzerinde marj eskisi gibi değil. Alıcının hassasiyet sınırlarına yaklaşıyorsunuz. 1G Ethernet'te görünmez olan o toz zerresi artık 400G'de paket kaybına neden oluyor.

Tek-modlu bir fiberin çekirdeğinin çapı 9 mikrometredir. Bir insan saçı yaklaşık 70 mikrometredir. Büyütmeden görebildiğiniz her şeyden daha küçük olan kirletici parçacıklar optik yolu tamamen tıkayabilir.

Bağlamadan önce inceleyin. Her zaman. Görsel kontrol yerine fiber dürbün kullanın. Bağlantı kablosunun beş saniye önce kapalı bir torbadan çıkıp çıkmadığı umurumda değil-torba temiz değil, parmaklarınız bir şeye dokundu, veri merkezinizdeki hava parçacıklar içeriyor. İnceleyin, gerekirse temizleyin, tekrar inceleyin ve ardından bağlayın.

Temizliğin kendisi risk taşır. Kuru silme, daha fazla kirlenmeyi çeken statik yük oluşturur. İzopropil alkolle ıslak temizleme, hemen silmek yerine buharlaşmasına izin verirseniz kalıntı bırakabilir. Tek-tıklamalı temizleyiciler, kullanılıncaya ve birileri yine de tıklamaya devam edene kadar iyi çalışır ve kirletici maddeleri halka boyunca yeniden dağıtır.

Bir teknisyenin aralıklı bir bağlantıda sorun gidermek için dört saat harcadığını gördüm. Modüller iki kez değiştirildi. Kablo yönlendirmesi kontrol edildi. Yapılandırma gözden geçirildi. Sonunda inceleme kapsamını açtık ve bölme adaptöründe parmak izi kalıntısına benzeyen bir şey bulduk. Düzgün bir şekilde temizledim. Link temiz çıktı ve ayakta kaldı.

Dört saat. Parmak izi için.

 

Modül Seçerken Aslında Önemli Olan Nedir?

 

Tüm teknik detayların ardından seçim süreci genellikle hiçbir veri sayfasında yer almayan birkaç pratik hususa indirgenir.

Anahtar platformunuz nedir? Bir Cisco mağazasıysanız form faktörü sorusu büyük ölçüde sizin için yanıtlanmıştır. Arista veya Juniper'ı yapraklarda ve omurgada başka bir şey üzerinde çalıştırıyorsanız seçenekleriniz olabilir-ancak bu seçeneklerin kullanılması envanter karmaşıklığı yaratır. Tutarlılığın değeri vardır.

Gerçekte hangi mesafeyi kat etmeniz gerekiyor? Kablo geçişlerinizi ölçün. Patch paneller ve eklemeler için kenar boşluğu ekleyin. Ardından, bu mesafe gereksinimini ve boş alanı karşılayan en ucuz modül tipini seçin. "Daha sonra erişime ihtiyacımız olabilir" diye 50 metrelik koşular için LR modüllerini belirlemek para israfıdır.

Elyaf fabrikanız nedir? Binaların içinde çok modlu,-binalar arasında tekli mod-bu hala yaygın olan kalıptır. Bu kalıpla mücadele etmek, onunla çalışmaktan daha maliyetlidir.

Kurulum kalitenize ne kadar güveniyorsunuz? 400G'nin marjı 100G'den daha azdır. Düşük hızlarda düzgün çalışan kirli konektörler sorunlara neden olur. Yapısal kablolamanızın geçmişi Cat5e'nin geleceğe yönelik-değişmez olarak kabul edildiği döneme kadar gidiyorsa, sorun çıkmasını bekleyin.

Sıkıcı tavsiyeler genellikle doğrudur: teknolojiyi gerçek gereksinimlerle eşleştirin, işler bozulduğunda size destek olacak satıcılardan satın alın, her dokunduğunuzda her konektörü temizleyin. Modüllerin kendileri oldukça güvenilir hale geldi. Sorunlar neredeyse her zaman başka bir yerdedir.