Fiber Optik Anahtarlar Özel Bağlantı Noktaları Gerektirir

 

 

Yaklaşık yedi yıldır ağ altyapısı üzerinde çalışıyorum ve insanları-hatta tecrübeli BT çalışanlarını bile- hâlâ hazırlıksız yakalayan bir şey varsa, o da fiberle ilgili özel bağlantı noktası durumuduroptik anahtarlar. Bir limanın sadece bir liman olduğunu düşünüyorsun, değil mi? Tak ve çalıştır? Yakın bile değil.

 

 

Kimsenin Yeterince Bahsetmediği Liman Sorunu

 

Olan şu: Şirket, "daha hızlı" olduğu için fibere geçmeye karar veriyor (öyle, ama konumuz bu değil). Bu anahtarları satın alıyorlar, pahalı olanları da ve sonra birisi-genellikle kısa çubuğu çeken kıdemsiz teknoloji uzmanı-fiber kabloları takmaya gidiyor ve bağlantı noktalarının daha önce gördükleri hiçbir şeye benzemediğini fark ediyor. SFP yuvaları boş. Bir panik anı yaşanıyor. Oradaydım.

Sorun şu ki, fiber optik anahtarlar, bakır anahtarlar gibi-yerleşik bağlantı noktalarıyla birlikte gelmiyor. Bu modüler alıcı-vericileri kullanırlar ve karşılaşacağınız en yaygın olanlar SFP (Küçük Form-Faktör Takılabilir) ve SFP+ modülleridir. Adlandırma kuralı sinir bozucu çünkü SFP +, SFP'nin daha iyi bir sürümü olması gerektiği gibi geliyor ki teknik olarak öyledir, ancak bunlar her zaman birbirinin yerine kullanılamaz ve hız farklılıkları düşündüğünüzden çok daha önemlidir. SFP maksimum 1 Gbps'ye ulaşırken SFP+ 10 Gbps'yi yönetir. Sonra 40 Gbps için QSFP, 100 Gbps için QSFP28 var ve açıkçası alfabe çorbası devam ediyor.

 

Bu Modülerlik Neden Var (ve Neden Hem Harika hem Sinir bozucu)

 

 

Modüler yaklaşım, başlangıçtaki baş ağrısını atlattığınızda aslında mantıklıdır. Farklı fiber türleri farklı optiklere ihtiyaç duyar. Kilometrelerce-kelimenin tam anlamıyla 40km, 80km, hatta bazıları doğru ekipmanla 100km'yi bile aşabilen tek modlu fiberiniz var-ve ayrıca daha ucuz olan ancak 10G hızları için yaklaşık 550 metreyi sınırlayan çoklu mod da var. Her ikisi için de aynı alıcı-vericiyi kullanamazsınız çünkü dalga boyları tamamen farklıdır.

Tek{0}}mod genellikle 1310 nm veya 1550 nm dalga boylarında çalışır. Çok modlu mu? Genellikle 850nm. Optiklerin eşleşmesi gerekiyor, yoksa sadece bir kabloya ışık tutuyorsunuz ve en iyisini umuyorsunuz, bu da işe yaramıyor. Kesinlikle. İnsanların denediğini gördüm.

Beni asıl etkileyen şey aynı kategoride bile farklılıkların olması. Tek-modlu fiber için SFP+ modüllerini alın-10 km (LR), 40 km (ER), 80 km (ZR) ve hatta daha uzun mesafeler için derecelendirilmiş versiyonları vardır. Her biri farklı lazer teknolojisi ve farklı optik bütçeler kullanıyor. 80 km'lik modül, 10 km'lik versiyondan beş kat daha pahalı olabilir ve dışarıdan aynı görünürler. Yan taraftaki küçük etiketi okumalısınız ve bunu zayıf aydınlatılmış bir sunucu odasında yaparken iyi şanslar.

 

Finansal Gerçeklik

 

Bütçe durumunuza bağlı olarak işlerin ilginç veya iç karartıcı hale geldiği yer burasıdır. Uygun bir kurumsal-sınıf fiber anahtar kasası, size 8.000 ila 15.000 ABD Doları arasında bir maliyet sağlayabilir. Kulağa pahalı geliyor ama durun-bu sadece boş bir kutu. Bu SFP+ alıcı-vericileri mi? Markaya ve teknik özelliklere bağlı olarak her biri 150 ila 800 ABD Doları arasında olabilir. 24 bağlantı noktasına mı ihtiyacınız var? Matematiği yap. Ve Tanrı korusun, genişletilmiş menzilli modüllere veya DWDM malzemelerine ihtiyacınız var.

Bazı kişiler üçüncü taraf alıcı-vericileri satın alarak-paradan tasarruf etmeye çalışır. Bazen bu iyi çalışıyor. Bazen kesinlikle işe yaramaz ve anahtar donanım yazılımının marka dışı optiklerle pek iyi çalışmaması nedeniyle hayalet paket kaybını sabaha karşı 3'te gideriyorsunuz. Cisco bu konuda seçici davranmasıyla ünlüdür-anahtarları genellikle alıcı-vericideki satıcı kodunu kontrol eder ve "onaylanmadıysa" uyarı verir. Genellikle bu uyarıları geçersiz kılabilirsiniz ancak bu durumda destek sözleşmenizi geçersiz kılmış olursunuz. Eğlenceli zamanlar.

 

Bağlayıcı Oyunu

Sonra kendi söylentisini hak eden bütün bir konnektör durumu var. LC konnektörleri artık tek-modlu uygulamalarda-oldukça standarttır; küçüktürler, çift yönlüdürler ve tatmin edici bir tıklamayla yerine kilitlenirler. Ancak çok modlu kurulumlarda bazen hala içeri itip bükmeniz gereken daha büyük kare şeyler olan SC konektörleri kullanılır. Ayrıca daha eski bir altyapıyla çalışıyorsanız, bayonet-tarzı kilitli yuvarlak ST konektörleriyle karşılaşabilirsiniz. Hangi kurulum için hangi patch kabloya ihtiyacınız olduğunu takip etmeye çalışmak, başlı başına bir organizasyonel zorluktur.

Bir keresinde bütün öğleden sonramı bir veri merkezinde LC-SC'ye-fiber yama kablosu aramakla geçirmiştim çünkü birisi kablo yönetim dolabını konnektör türü yerine renge göre "düzenlemişti". Kablo turuncuydu. Fiber olan her şey turuncu veya sarıdır veya tek-moddaysa ara sıra mavidir. Çok yararlı.

 

 

Polarite ve İki-Fiber Gerçekliği

 

Çoğu belgede iyi açıklanmayan bir şey var: Fiber tek yönlüdür. İki diziye ihtiyacınız var:-biri iletim için, diğeri alma için. Alıcı-vericinin bir TX tarafı ve bir RX tarafı vardır ve polariteyi kesinlikle doğru ayarlamanız gerekir. TX'i TX'e ve RX'i RX'e bağlayın ve orada oturup bağlantının neden açılmadığını merak ediyorsunuz. Bana nasıl bildiğimi sor.

BiDi (çift yönlü) optikler gibi bazı yeni teknolojiler, farklı dalga boylarını kullanarak tek bir fiber tel üzerinde her iki yönde de çalıştırılabilir ki bu gerçekten akıllıcadır. Ancak bunlar uzmanlaşmıştır, daha pahalıdır ve uyumluluğu kontrol etmeden bunları standart bir konfigürasyona değiştiremezsiniz. Fiberdeki her şey uyumluluğun kontrol edilmesini gerektirir. Çok yorucu.

40G ve 100G uygulamalarında kullanılan MPO/MTP konektörleriyle tüm polarite sorunu daha da karmaşık hale geliyor. Bunlar, tek bir fişte 12 veya 24 fiber içeren şerit konektörlerdir ve üç farklı polarite standardı vardır-Yöntem A, Yöntem B ve Yöntem C. 24-fiber devrede polariteyi yanlış anladığınızda yalnızca bir bağlantıyı tamir etmiyorsunuz, potansiyel olarak tüm kablo hattını yeniden sonlandırıyorsunuz. Bunun ne kadar süreceği hakkında konuşmak istemiyorum.

 

Hız Eşleştirme ve Otomatik Anlaşma (veya Eksikliği)

 

Copper Ethernet'in otomatik anlaşma özelliği vardır. Mükemmel değil ama çoğu zaman işe yarıyor. İki cihaz el sıkışıyor, en yüksek ortak hızı buluyor ve yola çıkıyoruz. Lif mi? Ha. Fiber alıcı-vericiler sabit-hızlıdır. Bir SFP modülü 1G'dir. Bir SFP+ modülü 10G'dir. Anahtarın desteklemesi ve manuel olarak yapılandırmanız durumunda bazen 10G modülünü 1G hızında çalıştırabilirsiniz ancak bu otomatik değildir ve kesinlikle garanti edilmez.

Bu, karma-hızlı ortamlarda gerçek sorunlar yaratır. 10G fiber NIC'li bir sunucuyu, 1G SFP modüllü bir anahtar bağlantı noktasına bağlayıp, fiziksel olarak konektör iyi uysa bile çalışmasını bekleyemezsiniz. Optikler senkronize edilmiyor. Bağlantı kapalı kalıyor. Daha sonra farklı modüller satın alıyorsunuz veya ağ topolojinizi yeniden yapılandırıyorsunuz.

 

Sıcaklık Değerleri Düşündüğünüzden Daha Önemli

Endüstriyel-sınıf alıcı-vericilerin var olmasının bir nedeni var. Standart ticari optikler 0 dereceden 70 dereceye kadar derecelendirilmiştir. İklimi-kontrollü bir veri merkezi için bu iyi bir şey. Ancak anahtarları bir depoya, baz istasyonu alanına ya da gerçekten ısınan ya da gerçekten soğuyan herhangi bir yere kuruyorsanız, -40 dereceden 85 dereceye kadar derecelendirilmiş endüstriyel-geçici modüllere ihtiyacınız vardır. Bunlar önemli ölçüde daha pahalıdır.

Birinin dış mekan kabin kurulumunda ticari-sınıf SFP+ modüllerini kullandığı bir proje üzerinde çalıştım. İlkbaharda iyi çalıştı. Yaz geldi, kabin içi sıcaklıklar 75 dereceyi aştı ve alıcı-vericiler rastgele arızalanmaya başladı. Aralıklı arızalar en kötü türdür çünkü bunun bir sıcaklık sorunu olduğunu fark etmeden önce günlerinizi sorun gidermeye harcarsınız. 32 modülü değiştirdik. Uzatılmış-geçici sürümlerin maliyeti birim başına yaklaşık %40 daha fazladır.

 

 

Güç Bütçeleri ve Optik Kayıp

 

Bu teknik olarak hızlı bir hal alır, ancak temel fikir her fiber bağlantısının kayıplara yol açmasıdır. Konektörlerin her biri yaklaşık 0,5 dB kayıp ekler. Eklemeler 0,1 ila 0,3 dB ekler. Fiberin kendi zayıflaması-1310nm'de tekli mod için genellikle 0,5 dB/km civarında,{8}}1550nm'de daha azdır. Tüm bunları toplarsanız toplam bağlantı kaybınızı elde edersiniz.

Alıcı-vericinin,-iletim gücü ile alıcı hassasiyeti arasındaki fark kadar bir güç bütçesi vardır. Tipik bir 10G LR modülü için -1 dBm iletim gücüne ve -14,4 dBm alıcı hassasiyetine sahip olabilirsiniz, bu da size 13,4 dB güç bütçesi sağlar. Bağlantı kaybınızın bundan daha az olması gerekir, zamanla bozulma marjı da vardır.

Pratikte artık bu hesaplamaları nadiren manuel olarak yapıyorsunuz çünkü saygın modül üreticilerinin belgeleri size nominal mesafeyi söylüyor. Ancak mesafeleri sınıra yaklaştırdığınızda veya marjinal bir bağlantının sorunlarını giderirken optik güç bütçelerini anlamak kritik hale gelir. Özelliklere bağlı olarak 300 ila 2000 dolar arasında değişen bir optik güç ölçere ihtiyacınız var.

 

DWDM Tavşan Deliği

 

Yoğun Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama, işlerin tam anlamıyla karmaşıklaştığı yerdir. DWDM, fiber başına bir dalga boyu kullanmak yerine, tek bir fiber tel üzerinde birden fazla dalga boyunu ({4}}32, 48, 96 ve hatta daha fazlasını) çalıştırmanıza olanak tanır. Her dalga boyu aslında ayrı bir 10G veya 100G kanalıdır.

DWDM alıcı-vericileri ITU ızgarasındaki belirli dalga boylarına ayarlanmıştır. C-bandında (1530nm ila 1565nm bölgesi) 50 GHz aralıklı 96 kanal vardır. Hangi alıcı-vericinin hangi dalga boyunda olduğunu izlemeniz gerekir ve bunlar renk kodludur- ancak renkler sezgisel olarak dalga boyuna karşılık gelmez. Kanal 29 mordur. Kanal 30 pembedir. Neden? İyi bir sebep yok.

DWDM,{0}uzun mesafeli uygulamalarda ve fiber tellerin sınırlı ve pahalı olduğu veri merkezi ara bağlantılarında kullanılır. Alıcı-vericilerin maliyeti daha yüksektir, çoğullayıcı/çoğullama çözücü ekipmanına ihtiyacınız vardır ve dalga boyu kayması kanal karışmasına neden olabileceğinden sıcaklık kararlılığı daha da kritik hale gelir.

 

Yazılım Yapılandırması Her Zaman Kolay Değildir

Doğru fiziksel alıcı-vericiyi kurduktan sonra bile işiniz bitmez. Çoğu anahtar, bağlantı noktası hızını, çift yönlü modunu (fiber için dolu olması gerekir, ancak tuhaf hatalar gördüm) yapılandırmanızı ve bazen bağlantı noktasını manuel olarak etkinleştirmenizi gerektirir. Bazı satıcılar bağlantı noktalarını varsayılan olarak devre dışı bırakır.

Kısa mesafeler için optik alıcı-vericiler yerine DAC (Doğrudan Bağlantılı Bakır) kabloları kullanıyorsanız-bu, aynı raftaki bağlantıların-anahtarlanması{-için yaygın olan-kablonun her iki ucunda yerleşik alıcı-vericiler bulunur. Ancak anahtar bunları hâlâ SFP+ bağlantı noktaları olarak görüyor ve bunları hâlâ yapılandırmanız gerekiyor. DAC kabloları fiber artı iki alıcı-vericiden daha ucuzdur, ancak yaklaşık 5 metreyle sınırlıdırlar ve kalın ve esnek değildirler. DAC kablolarıyla kablo yönetimi eğlenceli değildir.

 

Satıcıya Bağlılık-ve Uyumluluk

 

Büyük anahtar satıcılarının-Cisco, Juniper, Arista, HPE-hepsi kendi markalı alıcı-vericilerini satın almanızı istiyor. Bunlar genellikle Finisar, Lumentum veya Avago gibi gerçek optik üreticilerinin yeniden markalanmış modülleridir, ancak satıcıya-özel EEPROM programlamaya sahiptirler. İşaretleme %300 veya daha fazla olabilir.

fs.com veya 10Gtek gibi{0}}şirketlerin üçüncü taraf optikleri çoğu zaman sorunsuz çalışır. Anahtar, kendilerini anahtara doğru şekilde tanımlayan kodlanmış modüller elde etmektir. Bazı satıcılar bunu diğerlerinden daha kolaylaştırır. Arista, üçüncü taraf görüşleri-konusunda oldukça açık. Cisco... daha az. Aslında satıcı kontrollerini geçen "uyumlu" modüller konusunda uzmanlaşmış optik şirketlerinden oluşan bir küçük sanayi sektörü var.

Gerçekten sinir bozucu olan şey, çok-satıcılı bir kurulum yaptığınızda ve her satıcının optiklerinin aynı nominal hız ve mesafe için bile biraz farklı spesifikasyonlar kullanmasıdır. Çalışan ancak yüksek hata oranları gösteren bağlantılara veya ilk başta iyi çalışan ancak beklenenden daha hızlı bozulan bağlantılara sahip olabilirsiniz.

 

Temizlik ve Bakım

 

Kimse elyaf temizliği hakkında konuşmayı sevmez ama bu kesinlikle kritik bir konudur. Fiber konektörün uç yüzeyindeki tek bir toz parçacığı, önemli sinyal kaybına veya tamamen bağlantı arızasına neden olabilir. Uç yüzeyler, tek modlu fiber çekirdek çapı için-9 mikron civarında küçük-tür. Karşılaştırıldığında bir toz parçacığı çok büyüktür.

Her fiber bağlantısını her zaman temizlemeniz gerekiyor. Gerçek mi? Hizmeti geri yüklemek için acele ettiğiniz üretim ortamlarında bu her zaman gerçekleşmez. Ama bu olmalı. Gömleğinizi değil, uygun elyaf temizleme aletlerini-özel mendilleri ve temizleme çubuklarını kullanın. Fiber mikroskopla inceleyin. Bağlantı noktalarına basınçlı hava üfleyin.

Aslında sadece kirli bağlantılar olan "kötü alıcı-vericiler" ile ilgili sorunları giderdim. Elyafı temizleyin, sorun çözüldü. Ancak kiri çıplak gözle göremezsiniz, bu nedenle önce modülleri değiştirerek ve tanılamayı çalıştırarak zaman kaybedersiniz.

 

Gelecekteki-Baş Ağrılarını Önleyen

Bir fiber ağ tasarlarken büyümeyi ve gelecekteki bant genişliği ihtiyaçlarını düşünmeniz gerekir. Tamam, tamam. Ama geleceğe ne kadar uzak? 10G'deki SFP+, on yıl önce abartılı görünüyordu. Artık sunucu bağlantıları için temel haline geliyor. 10G için iyi olan OM3 çok modlu fiberi mi kullanıyorsunuz yoksa makul mesafelerde 40G ve 100G'yi işleyebilen OM4'e daha fazla mı harcıyorsunuz?

Tek-modlu fiber "geleceğe- hazırdır", çünkü fiberin kendisi bir sonraki hızın üstesinden gelebilir-sınırlayıcı faktör alıcı-vericiler ve anahtar bağlantı noktalarıdır. Ancak tekli-modun kurulumu daha pahalıdır, daha pahalı alıcı-vericiler gerektirir ve yıllarca ihtiyaç duymayabileceğiniz yetenek için para ödüyorsunuz. Veya gelecek yıl buna ihtiyacınız olabilir. Kim bilir?

Bağlantı noktası sayımı sorunu bununla ilgilidir. 48 bağlantı noktasına sahip bir anahtar satın alırsınız. Başlangıçta bunlardan 30 tanesini dolduruyorsunuz. İyi görünüyor. İki yıl sonra 52 bağlantı noktasına ihtiyacınız var ve yığınlama veya yapı yapılandırmalarıyla uğraşarak karmaşıklığı artıran başka bir anahtar kuruyorsunuz. Daha büyük anahtarı önceden satın almalı mıydınız? Belki, ama maliyeti %50 daha fazla ve bu konuda büyüyeceğinizi garanti etmiyoruz.

 

İşler Ters Gittiğinde

Fiber sorunlarının giderilmesi kendi beceri setidir. Bağlantı kapalı. Neden? Olabilir:

Kirli konektörler (temizleyin ve yeniden kontrol edin)

Yanlış alıcı-verici türü (teknik özellikleri kontrol edin)

Hasarlı lif (varsa OTDR testini yapın, yoksa iyi şanslar)

Mesafe derecesi aşıldı (gerçek kablo uzunluğunu ölçün)

Dalgaboyu uyumsuzluğu (her iki ucu da doğrulayın)

Bağlantı noktası yapılandırılmadı (anahtar yapılandırmasını kontrol edin)

Arızalı alıcı-verici (değiştir ve test et)

Polarite ters (TX/RX bağlantılarını kontrol edin)

Güç bütçesi aşıldı (optik gücü ölçün)

Anahtar ürün yazılımındaki yazılım hatası (güncelleyin ve dua edin)

Sorun şu ki, bu arızalar genellikle dışarıdan aynı görünüyor. Alacağınız tek şey "bağlantı yok". Bir şey işe yarayana kadar liste üzerinde çalışmaya, bileşenleri değiştirmeye başlarsınız. Zarif değil.

Aralıklı sorunlar daha kötüdür. Bağlantı çırpma, gelip giden paket kaybı, yük altında aniden artan hatalar. Bunlara marjinal optik güç, sıcaklık dalgalanmaları, konnektör yuvasını etkileyen titreşim, elektrikli ekipmanın yakınında çalışıyorsanız EMI veya yaklaşık bir düzine başka şey neden olabilir.

 

Keşke Birinin Bana Söylemesini İstediğim Şey

İyi bir dokümantasyon sistemiyle başlayın. Hangi alıcı-vericilerin hangi bağlantı noktalarında bulunduğunu, hangi donanım yazılımı sürümlerinin çalıştığını, hangi kablo türlerinin ve uzunluklarının kurulu olduğunu takip edin. Uygun etiketleri kullanın. Yedek parçaları elinizde bulundurun çünkü alıcı-vericiler arızalanır ve üretim kapalıyken nakliyeyi beklemek eğlenceli değildir.

Daha pahalı olsa bile saygın satıcılardan satın alın. Mümkün olan en ucuz optikler başlangıçta tasarruf sağlayabilir, ancak garip uyumluluk sorunlarını gidermek ücretsiz değildir. Zamanınızın değeri var.

Dağıtımdan önce her şeyi test edin. Optik güç seviyeleri, hata oranları, hız testleri. Bağlantı göründüğü için çalıştığını varsaymayın.

Ve belki de en önemlisi: özel bağlantı noktaları bir hata değil, bir özelliktir. Modülerlik, her bağlantı için fiber tipini, mesafeyi ve hız gereksinimlerini tam olarak karşılama esnekliği sağlar. Sadece öğrenme eğrisi herkesin önceden kabul ettiğinden daha diktir.

Teknoloji işe yarıyor. Neyle uğraştığınızı anladığınızda, fiber optikler güvenilir ve hızlıdır ve modern ağların bant genişliği taleplerini her şeyden daha iyi karşılar. Ama bu "bir kez anlayınca" kısmı? Bu zaman alır, hatalar yapar ve muhtemelen bazı geceler geç saatlere kadar yanmayan bağlantı noktası LED'lerine bakarak neyi yanlış yaptığınızı merak eder.

Sorun değil. Herkes bunu yaşıyor.