Ясен преглед на оптичните предаватели

Често познати системни администратори, които преди не са се сблъсквали с оптично влакно, имат въпроси как и какво оборудване е необходимо за организиране на връзка. След малко четене става ясно, че имате нужда от оптичен трансивър. В тази статия за преглед ще напиша основните характеристики на оптичните модули за получаване / предаване на информация, ще ви кажа основните точки, свързани с тяхното използване, и ще прикача много визуални изображения с тях. Внимавайте, има много трафик под разфасовката, направих куп свои снимки.

Какво и защо

Днес почти всяко мрежово оборудване за предаване на данни в Ethernet мрежи, което осигурява възможност за свързване чрез оптично влакно, има оптични портове. В тях са монтирани оптични модули, в които вече може да се включи влакното. Във всеки модул са вградени оптичен предавател (лазер) и приемник (фотодетектор). При класическото предаване на данни с тях се предполага използването на две оптични влакна - едното за приемане, другото за предаване. Изображението по-долу показва комутатора с инсталирани оптични портове и модули.

Тези малки електронни gizmos ще бъдат обсъдени допълнително.

Видове оптични модули

Периодично възникват въпроси какъв вид оптичен трансивър е необходим в конкретна ситуация. Ако пред очите ви има ценова листа, тогава очите ви просто се издигат от изобилието от всякакви имена. Ще се опитам да изясня какво означават различните букви и цифри в наименованието на модулите и кои от тях може да са ви необходими. Оптичните модули се различават по форм фактор (GBIC, SFP, X2. ), тип технология (прав, CWDM, WDM, DWDM. ), мощност (в децибели), конектори (FC, LC, SC).

различниформ фактори

На първо място, модулите се различават по своите форм-фактори. Нека ви разкажа малко за различните варианти.

GigaBit Interface Converter се използва активно през 2000-те години. Първият стандартизиран в индустрията модулен формат. Много често се използва за предаване чрез многомодови влакна. Сега практически не се използва поради размера си. Все още имам една стара циска 3500, все още без CEF поддръжка, в която можете да използвате тези модули. Изображението по-долу показва два 1000Base-LX и 1000Base-T GBIC модула:

Pluggable с малък форм-фактор, наследник на GBIC. Може би най-често срещаният формат днес, много по-удобен поради по-малкия си размер. Този форм фактор значително увеличи плътността на портовете на мрежовото оборудване. Благодарение на тези размери стана възможно да се внедрят до 52 оптични порта на едно парче желязо в едно устройство. Използва се за пренос на данни със скорост 100Mbits, 1000Mbits. Изображението по-долу показва комутатор с оптични портове и чифт модули 1000Base-LX и 1000Base-T.

Подобрен малък форм фактор Pluggable. Те имат идентичен SFP размер. Подобният размер направи възможно производството на оборудване с портове, които поддържат конвенционален SFP и SFP +. Такива портове могат да работят в режими 1000Base/10GBase. Само CWDM модулите с голям обхват са по-дълги поради радиатора. Използва се за пренос на данни със скорост от 10 Gbits. Малкият размер даде някои характеристики - за модули с голям обсег има случаи на твърде много нагряване. Следователно няма такива модули за предаване над 80 км. На снимката по-долу има два SFP + модула - CWDM и обикновен 10GEBase-LR:

10-гигабитов малък форм-фактор Pluggable. Освен това, подобно на SFP+, се използват за прехвърляне на данни със скорост 10Gbits. Но за разлика от предишните, малко по-широк. Увеличеният размер им позволи да се използват за стрелба на дълги разстояния в сравнение със SFP +. По-долу има допълнителна платка за Huawei с инсталиран XFP и няколко такива модула.

Модули, използвани предимно в оборудване на Cisco. Използва се за пренос на данни със скорост от 10 Gbits. Сега те рядко могат да се използват, понякога могат да бъдат намерени в стари линии рутери. Също така има такива модули за свързване на меден проводник 10GBase-CX4. За съжаление намерих само един модул 10GEBase-LR XENPAK и стара платка Cisco WS-X6704-10GE за тях.

По-нататъшно развитие на модулите във формат XENPAK. Често можете да инсталирате TwinGig модул в X2 слотове, в които вече можете да инсталирате два SFP модула ... Това е необходимо, ако оборудването няма 1GE оптични портове. По принцип форм факторът X2 се използва от Cisco. В продажба има адаптери X2-SFP+ (XENPACK-to-SFP+). Интересното е, че такъв комплект (адаптер + SFP + модул) е по-евтин от един X2 модул. За съжаление имах само адаптер под ръка, но за да разбера как изглеждат тези модули и какъв размер имат, това е напълно достатъчно. Картината по-долу показва X2-SFP+ адаптер с поставен SFP+ модул.

Но ако някой се интересува тук може да види повече снимки и възможностите на този конектор.

Да, не се докоснах до сравнително нови форм фактори (QSFP, QSFP +, CFP). В момента те не са много разпространени.

Различни стандарти

Както знаете, комитетът 802.3 е приел много различни Ethernet стандарти. Съответно оптичните модули поддържат един от тях. Добър измамен лист за Ethernet стандартите е тук. Най-често срещаните видове сега са:

100Base-LX - 100 мегабита по оптично влакно на 10 км
100Base-T - 100 мегабита по мед на 100 метра
1000Base-LX - 1000 мегабита през влакна на 10 км
1000Base-T - 1000 мегабита по мед на 100 метра
1000Base-ZX - 1000 мегабита по едномодово влакно над 70 км
10GBase-LR - 10GE над 10 km едномодово влакно
10GBase-ER - 10GE през едномодово влакно над 40 км

Разбира се, има оптични модули и за други стандарти, включително 40GE и 100GE. Изброих основните видове, използвани в мрежите на доставчици. Обикновено името или спецификацията казва на какъв стандарт ще работи този или онзи модул. Но също така е важно да се види дали този стандарт поддържа хардуерния порт, където ще бъде инсталиран модулът. Например, 100Base-LX няма да работи в порт на комутатор, който поддържа само 1000Base-LX. Тази функция също трябва да се вземе предвид.

Използване на WDM

Оптичните модули, описани по-горе, предават сигнал основно при дължина на вълната 1310 nm или 1550 nm по две влакна (едното за предаване, другото за приемане). Имат широколентов фотодетектор (приемат всичко) и лазер, излъчващ на определена дължина на вълната (грубо естествено). Но е възможно да се използва компресия по дължина на вълната. Това прави възможно използването на по-малко влакна за организиране на множество канали, като по този начин се увеличава пропускателната способност на едно влакно.

Такива модули работят по двойки, от една страна сигналът се предава при дължина на вълната 1310 nm, от друга 1550 nm. Това ви позволява да използвате едно вместо две влакна, за да организирате един канал. Приемникът на такива модули остава широколентов. Има както за 1GE, така и за 10GE. По-долу има снимки на чифт WDM модули сразлични конектори за свързване на LC и SC пач кабели.

В повечето случаи е за предпочитане да се използват WDM модули за къси разстояния. Цената им не е много висока (1 хиляди рубли на модул срещу 500 рубли за обикновен). Причината е, че спестявате цяло влакно, по-късно ще можете да пуснете друг същия канал по него. Въпреки че, разбира се, има и други начини за спестяване на фибри.

По-нататъшно продължение на WDM технологията. С неговото използване можете да постигнете до 8 дуплексни канала на едно влакно. За тези цели се използват CWDM мултиплексори (пасивни устройства с призма вътре, което ви позволява да разделяте сигнала по цвят на стъпки от 20nm в диапазона от 1270nm до 1610nm). За това се използват и специални CWDM модули, в обикновените хора те се наричат „цветни“, те предават сигнал на определена дължина на вълната. В същото време приемникът на тях е широколентов. В допълнение, такива оптични модули често се правят за предаване на дълги разстояния (до 160 км). Фигурата по-долу показва малък комплект CWDM-SFP, на който, използвайки мултиплексори, 2GE може да бъде повдигнат на едно влакно.

Както можете да видите, лъковете на всеки са различни. В зависимост от дължината на вълната, модулът има собствено оцветяване. За съжаление всеки производител е различен.

Тук се появява понятиетооптичен бюджет. Вярно е, че изчислението му е извън обхвата на тази статия. Накратко, колкото повече портове са налични, толкова повече канали можете да мултиплексирате, толкова по-голямо е затихването. Освен това различните дължини на вълните дават различно затихване на 1 километър от предавания сигнал. И вие също трябва да вземете предвид вида на влакното ...

Можете да пишете много за методите за избор на такива модули, за пресичането на дължини на вълните, за нежелани дължини, за ADD / DROP модули. Но това е отделен въпрос.

Ето каквомястото, където ще свържете оптичния пач кабел. В момента на оптичните модули се използват два вида конектори - SC и LC. Грубо и жаргонно - големи и малки квадрати. Ясно е, че ако имате пач кабел със SC конектор, няма да го свържете към LC конектора. Трябва или да смените пач кабела, или да инсталирате адаптерен адаптер. В повечето случаи SFP модулите имат LC конектор, докато X2/XENPAK имат SC конектор. По-горе в изображенията вече имаше модули с различни конектори.

По принцип ще срещнете следното обозначение на кабелите -SHO-2SM-SC / UPC-SC / UPC-3.0. Дешифрира се по следния начин: оптичен дуплексен кабел с един режим (единичен режим) със SC конектори и полиран UPC от едната страна и SC-UPC с друга дължина от 3,0 метра. Съответно, напримерШО-SM-LC/APC-SC/APC-15.0е едномодов дуплексен кабел с LC-LC конектори и APC гравиране с дължина 15 метра.

Някои функции

Оптичните модули са активно оборудване, те консумират електричество и генерират топлина. Това трябва да се има предвид при свързване на оборудването към електрическата мрежа. Освен това превключвател, пълен с капацитет с мощни модули, може да изисква допълнително охлаждане.

Не забравяйте, че лазерите са вградени в оптичните модули и трябва да се спазват определени мерки за безопасност при тях. Разбира се, в повечето случаи те не представляват никаква заплаха поради ниска мощност, но има случаи, когато мощните 10GE модули с голям обхват могат напълно да изгорят ретината на окото или да оставят изгаряне, ако използвате пръста си като атюнатор.

Редица производители на мрежово оборудване забраняват използването на модули на трети страни в тяхното оборудване. Поне преди Cisco не ги пуснаха, просто не работеха в него. Вече в тесни кръговеИзвестни са команди, които отварят възможността за използване на устройства на трети страни и Cisco е станала по-малко благоговейна по отношение на този проблем. Въпреки това, ако желаете, всички модули могат да бъдат презаредени; специални програмисти се предлагат за продажба. Аз съм поддръжник

Порт на хардуера (в повечето случаи) ще светне, ако модулът получи сигнал с достатъчна мощност. Ако свържете два модула с две влакна с един пач кабел (само приемане и предаване), портът ще светне от едната страна, но нищо няма да работи.

Да, властта може да бъде не само слаба. Ако сигналът е твърде силен, можете да изгорите фотодетектора. Това обикновено се отнася за мощни модули с голям обсег с диапазон от>gt; 80 км. За намаляване на мощността се използват специални атенюатори. Въпреки че, ако го направим в лабораторията, можете просто да навиете няколко оборота на пач кабела около химикал или молив.

Накрая

Добре, всичко свърши. Представената тук информация е достатъчна, за да не се изгубите при избора на модула, от който се нуждаете. Важно е да не забравяме основните характеристики:

форм фактор
стандарт (скорост)
WDM и мощност
конектори

Ако темата е интересна за някого, съветвам ви да погледнете следното: