Küçük form faktörlü alıcı-vericiler verimlilik için üretilmiştir

 

Kimsenin bahsetmediği kalibrasyon aşaması

 

Gerçekten çalışan bir SFP alıcı-vericisinin üretilmesi, kalibrasyonun ilk seferde doğru yapılmasını gerektirir. Burada ikinci bir şans yoktur-ilk açılış sırasında verici ve alıcı ayarları ters giderse-ünite hurdaya çıkarılır.

Test edilen cihaz, özel bir karta bağlı olarak dururken teknisyenler-veya giderek artan oranda otomatikleştirilmiş sistemler-voltaj ölçümleri, göz-diyagramı analizi ve optik güç okumaları üzerinden çalışır. Şu göz diyagramı mı? Bu aslında alıcı-vericinin birler ve sıfırlar arasında hızlı bir şekilde ayrım yapıp yapamayacağını gösteren görsel bir parmak izidir. Üreticiler "maske marjı" adı verilen bir şeye kafayı takıyorlar; bu, mühendislerin-gerçek sinyal ile kabul edilebilir minimum sinyal arasında ne kadar boşluk bulunduğunu ifade ediyor. Daha fazla marj, daha az getiri anlamına gelir.

İlginç olan, TOSA ve ROSA bileşenlerinin-verici ve alıcı optik alt-düzenlemelerinin-daha kurulmadan önce test edilmesidir. Tedarikçiler bu parçaları önceden kalifiye-olarak göndermektedir. Tam montajdan sonra arızalı bir lazer diyodunun bulunması herkesin zamanını boşa harcar.

 

Güç bütçeleri gülünç hale geldi

 

Standart SFP modülleri 0,8 ila 1,5 watt arasında bir değer çeker. Kırk-sekiz tanesini tek bir anahtar kasasına sığdırana kadar bu kulağa önemsiz geliyor. Aniden, anahtarın kendi işlem yükünü, soğutma fanlarını ve güç kaynağı verimsizliklerini hesaba katmadan önce,-alıcı-vericilerden gelen 72 watt'a bakıyorsunuz.

10G çeşitleri daha sıcak çalışır. SFP+ modüllerinin her biri genellikle 1 ila 2 watt tüketir ve 10GBASE-T bakır modülleri, bazen bağlantı noktası başına 5 ila 8 watt'a ulaşan, kötü şöhretli güç avcılarıydı. Son çip ilerlemeleri, daha iyi uygulamalar için bunu 1-3 watt'a kadar düşürdü, ancak termal hikaye değişmedi: yoğun dağıtımlar hala aktif soğutmaya veya dikkatle tasarlanmış havalandırmaya ihtiyaç duyuyor.

Üreticilerin reklamını yapmadığı bir şey var: Lazerin kendisi, modülün güç tüketiminin yaklaşık %60'ını oluşturuyor. Bazı satıcılar lazeri boşta kaldığı süre boyunca uyku moduna geçirmeyi, ardından trafik yeniden başladığında 100 milisaniyeden kısa bir süre içinde uyandırmayı denedi. Akıllıca, ancak aygıt yazılımına karmaşıklık katıyor ve bazı ağ izleme araçlarının kafasını karıştırabiliyor.

 

Metal kabuğun içinde

Transempedans amplifikatörü (TIA), nadiren kabul edilen ağır işleri yaptığı için anılmayı hak ediyor. Gelen fotonlar, fotodiyotta acınacak derecede küçük akımlar üretir-TIA bunları kullanılabilir voltaj seviyelerine dönüştürür. Bu olmadan, elektrik sinyali sonraki işlemler için çok zayıf olacaktır.

Çift yönlü modüller-BiDi SFP'ler-tek bir fiber tel üzerinde dalga boylarını çoğaltmak ve almak için bir WDM filtresi ekler. Buradaki mühendislik göründüğünden daha karmaşıktır. Bir bileşenden, her şeyi aynı form faktörüne sığdırırken, 1310nm ve 1550nm'yi karışma olmadan mükemmel şekilde ayırmasını istiyorsunuz.

 

Sizi sıkacak testler (ama önemli)

 

Yaşlandırma testleri, bebek ölümü kusurlarını ortaya çıkarmak için alıcı-vericileri uzun süreler boyunca yüksek sıcaklıklarda çalıştırır. Teori basittir: zayıf lehim bağlantıları, marjinal bileşenler ve sınırda lazer diyotlar, müşterilere ulaşmadan önce stres altında arızalanır. Yüksek-kaliteli üreticiler her birimi buna tabi tutar. Daha düşük-seviyedeki üreticiler... yani fiyat noktasının izin verdiği şeyi yapıyorlar.

Anahtar testi,-alıcı-vericileri gerçek ağ ekipmanına takmanın ve gerçek-dünya işlevselliğini doğrulamanın ardından gelir. Optik güç seviyeleri kontrol edilir, bağlantı kurulumu onaylanır ve belirli anahtar ürün yazılımıyla uyumluluk sorunları belgelenir. Veya üreticinin kalite kültürüne bağlı olarak belgelenmemiştir.

Dalgaboyu doğruluğu düşündüğünüzden daha önemlidir. Lazeri gerçekte 1340 nm'de zirveye çıkan 1310 nm'lik bir alıcı-verici, izolasyonda iyi çalışacaktır ancak dalga boyu kanallarının sıkı aralıklı olduğu CWDM çoğullamalı sistemlerde sorunlara neden olabilir. Spektrum analizörleri bu sapmaları yakalar.

 

 

Bir türlü çözülmeyen termal sorun

 

Yığılmış kafesler-1x4 veya 2x6 SFP bağlantı noktası düzenlemeleri-termal yönetim kabusları yaratır. Hava akışı dış portlara yeterince kolay ulaşıyor. İç portlar pişirilir.

Bazı kafes tasarımlarında artık yan duvar-delikleri ve mandal plakalarında havalandırma delikleri bulunmaktadır. Bu görünüşte küçük değişiklikler iç sıcaklıkları 15-20 santigrat derece düşürebilir. 68 derecede çalışan bir alıcı-verici ile 85 dereceye ulaşan bir alıcı-verici arasındaki fark, spesifikasyonların karşılanması ile mutlak maksimum değerlerin aşılması arasındaki farktır.

EMI bu bulmacanın diğer yarısıdır. 10 GHz ve üzeri yüksek-frekans sinyalleri-uygun şekilde korunmayan modüllerden sızıntı yapar ve bitişik bağlantı noktalarını bozabilir veya tamamen bozabilir. Mandal düzeneklerindeki conta tutma plakaları ve ikincil koruma elemanları bu sorunu çözüyor, ancak bir yerde ortaya çıkan maliyeti artırıyorlar.

 

MSA uyumluluğu neden isteğe bağlı değil?

 

Çoklu-Kaynaklı Anlaşma çerçevesi mevcuttur çünkü ağ yöneticileri, hiçbir şeyi yeniden yapılandırmadan Finisar alıcı-vericisini Cisco-markalı bir alıcı-vericiyle değiştirebilmelidir. Uygulamada, satıcının-kilitlediği donanım yazılımı bazen müdahalede bulunur, ancak fiziksel ve elektriksel özellikler üreticiler arasında standart olarak kalır.

Bu standardizasyon, üçüncü taraf alıcı-verici pazarlarında- hızlı bir büyümeyi mümkün kıldı. Bunun iyi mi (rekabetçi fiyatlandırma) yoksa sorunlu mu (kalite değişimi) kime sorduğunuza ve ne sattıklarına bağlıdır.

 

Verimlilik denklemi

 

Modern SFP üretimi, kısıtlamaların bir birleşimini yansıtıyor: hiper ölçekli veri merkezlerinden gelen bağlantı noktası yoğunluğu talepleri, sürdürülebilirlik girişimlerinin zorunlu kıldığı güç bütçeleri, mevcut soğutma altyapısı tarafından tanımlanan termal zarflar ve hiçbir zaman yumuşamayan maliyet baskıları.

10G ve daha hızlı standartlarda kullanılan 64b/66b kodlaması, eski 8b/10b şemasıyla karşılaştırıldığında baud başına daha fazla yük-verimliliği elde etmeyi temsil eder. 100G SFP-DD modüllerindeki PAM4 modülasyonu, satır hızlarını iki katına çıkarmadan verimi iki katına çıkarmak için sembol başına iki biti sıkıştıran başka bir yöntemi temsil eder.

Ancak belki de en az takdir edilen verimlilik artışı, olgun üretim süreçlerinden gelen güvenilirliktir. Üç yıl sonra arızalanan bir alıcı-vericinin maliyeti,-sorun giderme süresi, değiştirme lojistiği ve ağ kesintisi süresi açısından-önceden %20 daha fazla maliyetli olan ancak on yıl boyunca çalışan bir alıcı-vericiden daha pahalıdır.

Bu modülleri üreten fabrikalar binlerce süreç iyileştirmesinden geçmiştir. Lazer bağlantısını bozan mikro-kirlenmeyi önleyen lens temizleme protokolleri. Termal stresin azaltılması için optimize edilmiş lehim yeniden akış profilleri. Mikron-düzeyinde hassasiyete ulaşan otomatik optik hizalama. Bunların hiçbiri göz kamaştırıcı değil. Bunların hepsi, alıcı-vericilerin taktığınızda düzgün çalışmasına ve var olduklarını unuttuğunuzda çalışmaya devam etmesine katkıda bulunur.

Bu bağlamda verimliliğin tam olarak anlamı da budur: geniş ölçekte görünmez güvenilirlik.