Sfp это: Как SFP, SFP+ и XFP делают нашу жизнь проще / Блог компании ZYXEL в России / Хабр

Содержание

Что такое SFP (SFP+) модули и зачем они нужны + советы по выбору

Количество волокон

SFP модули могут быть двух- и одноволоконными. Из-за особенностей оптических кабелей, нужно два волокна, чтобы организовать дуплекс. Двухволоконные модели оснащены двумя разъемами: одним — для приема, другим — для передачи информации. Некоторые из них поддерживают спектральное уплотнение типа CWDM, DWDM.

Модели с WDM предназначены для одноволоконных кабелей. Эта технология делает модуль двунаправленным: его порт можно использовать как для приема, так и для передачи данных.

Длина волны

Модули SFP передают и принимают сигнал на волнах, которые имеют разную длину. Поскольку не все модели являются совместимыми друг с другом, это нужно брать во внимание.

Обычно показатель составляет:

  • для мультимодовых трансиверов — 850/1550 нм,
  • для одномодовых моделей — 1310 и 1550 нм, 1490/1550 нм и 1510/1570 нм. Есть и другие вариации.
Тип коннектора

Модели различают по типу разъема, совместимого с тем или иным коннектором. Так, существуют SFP модуль SC и трансивер с разъемом LC. Второй вариант — такой же, как и первый, но имеет меньшие размеры. Это повышает удобство коммутации.

Стоит отметить, что двухволоконные модели почти всегда оснащаются LC разъемами, поскольку это дает возможность разместить два коннектора в дуплексном модуле. А вот использование разъема SC возможно только в симплексных модулях.

Скорость

Показатель зависит от форм-фактора и используемой технологии. Но так как чаще всего используется именно Ethernet, о ней и пойдет речь. Так, пропускная способность может достигать:

  • 1,25 Гбит/сек — у SFP трансивера;
  • 10 Гбит/сек — у SFP+ модуля.
Дополнительная информация

Большинство современных трансиверов оснащены функцией DDM — цифрового контроля качества соединения, которая дает возможность обнаружить повреждение кабеля или сбой в самом модуле. Определить, поддерживает ли оптический модуль SFP такую функцию можно по его маркировке: как правило, в ней есть буква D.

Как видно, оптические модули — полезное приспособление. Выбрать подходящий вариант — не так уж и сложно, если знать особенности своей сети и обращать внимание на ключевые характеристики трансиверов.

Каковы различия между SFP, SFP+, XFP, QSFP/QSFP+, CFP и QSFP28? - Fiberopticsolution

В последнее время мы можем увидеть некоторую информацию о оптических трансиверах, таких как SFP, SFP+, XFP, QSFP и QSFP+ на facebook. Вы когда-нибудь задумывались о том, что они означают и в чем разница между ними? Сегодня мы поговорим о них в данной статье.

SFP

SFP, small form-factor pluggable является компактным модулем с функцией горячей замены, используемым для передачи данных в телекоммуникациях. Модуль SFP может рассматриваться как обновленную версию модуля GBIC. В отличие от GBIC с оптическим интерфейсом SC, SFP имеет интерфейс LC, а размер основного корпуса SFP составляет примерно половину GBIC, что позволяет экономить пространство SFP. SFP подключает материнскую плату сетевого устройства (для маршрутизатора, коммутатора, медиаконвертера или аналогичных устройств) к оптоволоконному или медному сетевому кабелю. Тем временем, SFP является популярным отраслевым форматом, поддерживаемым многими поставщиками сетевых компонентов. Модуль SFP предназначен для поддержки SONET, Гигабитного Ethernet, Fibre Channel и других стандартов передачей.

SFP+ представляет собой усовершенствованную версию SFP, поддерживающую скорость передачи данных макс.до 10 Гбит/с. SFP+ поддерживает 8 Гбит/с Fibre Channel, 10-гигабитный Ethernet и стандарт оптической транспортной сети OTU2.

Это популярный отраслевой формат поддерживается многими поставщиками сетевых компонентов. Первоначально стандартные приложения ориентируется на 8G Fibre Channel, 10G Ethernet и 10G Fibre Channel, где электрический интерфейс к основной плате является стандартизированным последовательным интерфейсом, называя SFI. Приложения расширились, включив SONET OC-192, SDH STM-64, OTN G. 709, беспроводную сеть CPRI, 16G Fibre Channel и восходящее приложение 32G Fibre Channel.

XFP

XFP появился перед SFP+. Он также является стандартизированным форм-фактором для 10 Гбит/с оптических модулей. Он не зависит от протокола и полностью соответствует следующим стандартам: 10G Ethernet, 10G Fibre Channel, SONET OC-192, SDH STM-64 и OTN G.709, поддерживающим скорость передачи битов от 9,95G до 11,3G. Модули XFP используются в передаче данных и телекоммуникационных оптических линиях связи и предлагают меньший размер и меньшую потребляемую энергию по сравнению с другими транспондерами 10 Гбит/с. Электрический интерфейс к основной плате является стандартизованным последовательным интерфейсом 10 Гбит/с, называя XFI.

QSFP/QSFP+

QSFP является коротким для (4-кнальный) quad small form-factor pluggable. Это компактный модуль с поддержкой горячей замены также используется для приложений передачи данных. QSFP+ развивается в качестве стандарта для поддержки скорости передачи данных 10 Гбит/с на SFF-8436. По сравнению с QSFP+, продукции QSFP поддерживают quad small form-factor pluggable с различной скоростью передачи данных, так что нет никакого изменения в решении продукции. В настоящее время QSFP+ постепенно заменяет QSFP и широко используется людьми, поскольку он может обеспечить более высокую пропускную способность.

CFP

CFP называется C form-factor pluggable, который соответствует соглашению MSA (multi-source agreement) для производства универсального форм-фактора для передачи высокоскоростных цифровых сигналов. C означает латинскую букву C, используемую для выражения числа 100 (centum), поскольку этот стандарт в первую очередь развивается для систем 100 Gigabit Ethernet. Он может поддерживать широкий диапазон приложений 40 и 100 Гбит/с, таких как 40G и 100G Ethernet, OC-768/STM-256, OTU3 и OTU4.

Модуль трансивера 100G QSFP28 представляет собой высокоплотную, высокоскоростную продукцию, предназначенную для приложений 100 Гбит/с. Он имеет одинаковый форм-фактор как модуль QSFP+. Оптическая система QSFP28 100G предлагает четыре канала высокоскоростных дифференциальных сигналов со скоростью передачи данных от 25 Гбит/с до потенциально 40 Гбит/с, и наконец удовлетворяет требования 100 Гбит/с Ethernet (4 × 25 Гбит/с) и 100 Гбит/с 4X InfiniBand усовершенствованной передачи данных (EDR). Модуль QSFP28 в последнее время типично используется для нескольких стандартах: 100GBASE-SR4, 100GBASE-LR4, 100GbASE-PSM4 и 100GBASE-CWDM4. QSFP28-100G-SR4 работает по многомодовому волокну на расстояние 100 м. В то время как 100GBASE-LR4 QSFP28 поддерживает намного более расстояние 10 км. По сравнению с форм-факторами CFP, модули QSFP28 более популярные на рынке модуля 100G.

С помощью вышеприведенных определений каждого типа модуля, вы можете иметь дальнейшее понимание о их. Теперь мы сравниваем эти модули один за другим.

  • SFP vs SFP+ (SFP+ vs SFP): Короче говоря, SFP+ представляет собой обновленную версию SFP. SFP обычно поддерживает 1,25 Гбит/с до 4,25 Гбит/с, а SFP+ поддерживает скорость передачи данных макс.до 10 Гбит/с. SFP и SFP+ имеют одинаковый размер и внешний вид, но в разном стандарте, что SFP основан на IEEE802.3 и SFF-8472.
  • SFP+ vs XFP (XFP vs SFP+): по сравнению с более ранними модулями XFP, модули SFP+ оставляют больше электросхем на главной плате, а не внутри модуля. Размер SFP+ меньше, чем XFP, поэтому он перемещает некоторые функции на материнскую плату, включая функцию модуляции сигнала, MAC, CDR и EDC. XFP был основан по стандарту XFP MSA, тогда как SFP+ соответствует протоколу IEEE 802.3ae, SFF-8431, SFF-8432.
  • SFP+ vs QSFP+: QSFP+ имеет четырехканальные SFP+ интерфейсы, которые могут передавать данные со скоростью макс.до 40 Гби /с. И, конечно, у них разные стандарты.
  • Модули CFP и QSFP+: QSFP+ (Quad Small Form-Factor Pluggable Plus) модуль предлагают клиентам широкий сорт 40 Gigabit Ethernet сетей высокой плотности. CFP - это форм-фактор модуля с функцией горячей замены трансивера, который поддерживает широкий диапазон приложений 40 Гбит/с и 100 Гбит/с, таких как 40G и 100G Ethernet.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Подписаться

Дальность работы SFP модулей: расчеты и значения

В этой статье мы поговорим о дальности работы модулей SFP. К мысли написать этот материал нас привело отношением многих заказчиков, которые понимают цифры на этикетке трансивера слишком буквально.

Что знает SFP модуль о длине оптической линии?

Ответ лаконичен: ничего. Никаких средств измерения расстояния внутри трансивера нет. Чисто теоретически, можно было бы узнать расстояние по мощности входящего сигнала. Предположив, что передатчик на другом конце идентичен, можно примерно вычислить расстояние. Но такой расчет будет далек от действительности, и от него не будет практической пользы.

Для точного определения длины оптического волокна требуется оборудование, сильно превосходящее SFP трансивер по размерам и по стоимости.

Самый простой подобный прибор вы можете увидеть на фото справа. Такой измерительный инструмент покажет вам длину оптической линии и много всего еще.

Цены на подобные устройства начинаются от 3 000 американских долларов и закачиваются …… они вообще не закачиваются. Для сравнения, самый дешевый трансивер SFP стоит около 10 USD.

Вдобавок, внутри модулей SFP, SFP+ и XFP не очень много места и уместить туда еще и точную измерительную аппаратуру нет никакой возможности.

Возникает вопрос: “Из каких соображений производители модулей SFP ставят на этикетках своих изделий те или иные цифры?” и “Чем модуль 3км от 20-километрового?”

Действительно, откуда берется километраж на этикетках SFP?

Не стоит думать, что на заводах-производителях устроены огромные лаборатории или сидят многочисленные отделы инженеров, считающие эти расстояния. Вовсе нет. Конечно, инженеры и лаборатории на фабриках есть, но расчетами максимальных расстояний передачи данных они не занимаются.

Цифры берутся по принципу “так сложилось исторически”. Уже давно существует практика ассоциировать расстояния с определенным оптическим бюджетом. Традиционно, на оптических трансиверах WDM с бюджетом 7дБ ставят надпись 3км, на модулях с бюджетом 14дБ пишут 20км и так далее.

Кратко о том, что такое оптический бюджет

Внутри каждого модуля SFP находится лазер, который излучает свет определенной мощности. Свет проходит сквозь оптическое волокно и, конечно, теряет свою мощность.

На другой стороне линии находится приемник, и его возможности по детектированию сигнала ограничены, слишком слабый сигнал он определить просто не может.

Оптический бюджет SFP трансивера – это разница между мощностью передатчика и той минимальной мощностью, на которой возможен прием сигнала.

Эта величина измеряется в децибелах. Часто ее указывают в описании трансивера или пишут на этикетке. Даже если она не указано явно, то ее можно легко вычислить самостоятельно. Возьмите спецификацию модуля и найдите значения в таблице, как это сделано на картинке слева.

В нашем случае, минимальная гарантированная мощность лазера равна -1 дБм. Чувствительность приемника имеет значение -22дБм. Отнимаем одно от другого и получим 21 дБ – это оптический бюджет этого SFP модуля.

Расстояния и оптические бюджеты для SFP 1G

Типичные значения дальности на этикетке трансивера и его оптического бюджета разные для скоростей 1G и 10G, поэтому мы будем разбирать два этих случая отдельно. Начнем с самых распространенных модулей SFP со скоростью работы 1 гигабит в секунду.

Самые распространенные значения расстояния передачи и бюджетов приведены в таблице ниже.

Эти цифры не являются каким-либо стандартом, просто они чаще всего встречаются у производителей SFP. Если у приобретаемого вами модуля значение оптического бюджета будет чуть больше или меньше, то в этом нет ничего страшного.

Расстояния и оптические бюджеты для SFP+ и XFP 10G

В этом случае цифры немного отличаются в меньшую сторону. С этим связаны довольно частые случаи в практике операторов связи, когда в оптическую линию устанавливают трансивер 10G и связь не работает, хотя на скорости 1G все было просто замечательно.

Ниже в таблице приведены самые распространенные значения.

Не стоит забывать, что на разных расстояниях передача осуществляется на различных длинах волн. На небольших дистанциях предпочтение отдается свету с длиной волны 1310 нанометров, а “дальнобойные” трансиверы используют 1550 нм. Поэтому, строгой линейной зависимости в обоих случаях не наблюдается.

Как понять, заработает ли на вашей линии нужный модуль SFP

Самый верный способ – это измерить свою линию специальным прибором. Вы получите значение затухания в оптическом волокне. Если оно меньше, чем оптический бюджет трансивера, то можете смело его устанавливать.

Если прибора нет в наличии (гораздо более частая ситуация в российских условиях работы операторов связи), то задача усложняется.

Есть интересный способ замерить затухание, хотя он не очень точный. Можно подключить к линии с двух сторон коммутаторы с модулями, которые поддерживают функцию DDM.

По данным DDM вы узнаете о том, какова мощность передатчика с одной стороны и какой сигнал на приемнике с другой. Вычитаете одно от другого и получите фактическое затихание линии.

К примеру, DDM на трансивере с передатчиком показывает -1 дБм, а на приемнике сигнал -11 дБм. В результате фактическое затухание линии равно 10 дБ. Очень простой и дешевый способ, но, к сожалению, не очень точный. Им пользуются по принципу: “Лучше так, чем никак”.

Затухание можно посчитать самостоятельно, хотя такой метод расчета будет очень “грубым”. Каждый километр оптического волокна имеет затухание около 0,25 дБ для света 1310 ни и около 0,2 дБ для света 1550 нм. Умножайте это значение на длину вашей трассы.

На концах линии находятся оптические кроссы и шнуры, и можно смело прибавлять еще 2 дБ. На протяжении трассы волокно имеет сварки, которые добавляют дополнительные потери сигнала.

Лучше для каждого сварного соединения добавлять 0,3 дБ и рассчитывать, что сварка встречается каждые 2 километра. Оптический кабель всегда стараются прокладывать как можно более длинными кусками, чтобы сварок было меньше, даже если это физически тяжело.

Для примера, линия длиной 20 километров будет иметь расчетное затухание = 20*0,25 + 2 + 10*0,3 = 10 Дб. А трансивер 1G на дальность 20км имеет оптический бюджет 14 дБ. Такая линия для него вполне “по зубам”.

Основные параметры и сертификация оптических SFP модулей

Знание некоторых принципов легко возмещает незнание некоторых фактов.
Гельвеций

Оптические трансиверы

В настоящее время применение оптических технологий при построении телекоммуникационных сетей стало практически повсеместным. Каждый, кто имел дело с оптическим коммутационным или передающим оборудованием, сталкивался с работой оптических приемо-передающих устройств – трансиверов (англ. transceiver = transmitter + receiver).Трансиверы предназначены для преобразования электрических сигналов в оптические для последующей передачи по волоконно-оптической линии и последующего оптоэлектронного преобразования на приеме. На начальном этапе развития волоконной оптики приемо-передатчики монтировались на печатных платах активного оборудования. Впоследствии с ростом номенклатуры таких устройств (коммутаторов, маршрутизаторов, мультиплексоров, медиаконверторов) появилась необходимость разделения частей, отвечающих за обработку информации и за ее передачу (по сути — сопряжение с оптической линией).

В последние 10-15 лет оптические трансиверы представляют собой компактные сменные модули, рассчитанные на различные параметры линий передачи и устанавливаемые в стандартизированные электрические порты активного оборудования. Это позволяет оптимизировать затраты при проектировании, и особенно — реконструкции оптических сетей. Например, возможно увеличение скорости, дальности передачи, увеличение объема передаваемой информации за счет применения систем спектрального мультиплексирования (WDM, CWDM, DWDM). Или, допустим, использовать в одном коммутаторе различные типы трансиверов для разноудаленных абонентов.

Сейчас наиболее популярным стандартом сменных оптических трансиверов стали SFP модули (англ. Small Form-factor Pluggable). Они представляют собой малогабаритные конструкции в металлическом корпусе (для механической защиты и электромагнитного экранирования) с выводами для подключения к слотам активного оборудования. Также в модуле имеется два оптических порта: излучателя (Tx) и фотоприемника (Rx) для работы в двухволоконном режиме. В одноволоконных SFP есть только один оптический порт, а направление передачи и приема разделяется внутри модуля с помощью встроенного WDM-мультиплексора (BOSA, Bidirectional Optical Sub-Assemblies). В таком случае трансиверы работают в паре на двух длинах волн.

На плате модуля кроме, собственно, излучателя и фотодетектора находятся схемы обеспечения тока накачки излучателя, преобразования в линейный код, смещения на фотодетекторе, термостабилизации и т. д.


Рис.1. Структурная схема сменного оптического трансивера

  • TIA — трансимпедансный усилитель;
  • LimA — ограничивающий усилитель;
  • DDM — модуль цифровой диагностики;
  • EEPROM — ПЗУ с параметрами модуля;
  • О/Е — опто-электронный преобразователь;
  • Е/О — электронно-оптический преобразователь.

Все модули поддерживают режим «горячей замены» (HotSwap) в процессе работы. В большинстве современных конструкций реализована функция цифрового мониторинга DDM (Digital Diagnostics Monitoring), которая позволяет контролировать с внешнего терминала внутреннюю температуру, напряжение источника питания, ток смещения лазера, выходную мощность лазера и уровень принимаемого оптического сигнала.

Геометрические размеры, механические параметры, электропитание, параметры электрических интерфейсов и другие данные модулей прописаны в спецификации MSA SFF-8704i.

Что касается параметров оптического интерфейса, то они в достаточно обобщенном виде описаны в стандартах по сетям Ethernet: 802.3u (100BASE-X), 802.3ae (1000BASE-X), 802.3ae (10GBASE-X) и другие.

Таб.1. Стандарты оптических интерфейсов Ethernet

* Интерфейс не стандартизирован, но активно применяется на рынке.
** По некоторым источникам — до 100 км

Стандарт SFP предусматривает передачу информации со скоростью 1Гбит/с с возможностью передачи 100 Мбит/с либо только 100 Мбит/с. Для передачи более высокоскоростных потоков в дальнейшем были разработаны SFP+ (10 Гбит/с), XFP (10 Гбит/с), QSFP+ (40 Гбит/с), CFP (100 Гбит/с). Однако при более высоких скоростях производится обработка сигналов на более высоких частотах. Это требует большего теплоотвода и, соответственно, больших габаритов. Поэтому, собственно, форм-фактор SFP сохранился еще только в модулях SFP+.

В данной статье мы будем говорить только о параметрах наиболее популярных сейчас модулей SFP, SFP+ и XFP, так как модели трансиверов на скорости более 10 Гбит/с — это отдельный и достаточно интересный вопрос.

Здесь же мы, не претендуя на полноту материала и не приводя математических выкладок, рассмотрим, в первую очередь, систему параметров оптических интерфейсов приемо-передающих модулей. Понимание сути параметров позволит правильно спроектировать сегменты оптических сетей: выбрать оптимальные параметры излучателя и фотоприемника при минимальных затратах.

Параметры оптического излучателя

Тип излучателя (Transmitter type).
Как правило, в качестве излучателей используются лазерные диоды, тип которых зависит от типа волокна, а также требуемой мощности и узкополосности. Лазеры Фабри-Перо (FP) отличаются средней мощностью, широким спектром излучения и относительно невысокой стоимостью (Рис. 2). Они используются с одномодовыми (на длине волны 1310 нм, реже – 1550 нм) и многомодовыми волокнами (на длинах волн 850 нм и 1300 нм) при длинах линий от нескольких сотен метров до нескольких километров и скоростях передачи 100 Мбит/с и 1 Гбит/с. Вертикально-излучающие лазеры (VCSEL) были разработаны для локальных оптических сетей. Они отличаются невысокой стоимостью, узким спектром и работают, как правило, с многомодовыми волокнами на длине волны 850 нм при передаче потоков 1 Гбит/с и 10 Гбит/с на расстояния в несколько сот метров. Динамические одномодовые лазеры с распределенной обратной связью (DFB) отличаются узким спектром при средней и большой мощности. Технология производства с подавлением боковых мод излучения определяет стоимость большую, чем у двух предыдущих типов лазеров. Предназначены они для работы с одномодовыми волокнами на длинах волн 1310 нм и 1550 нм, при передаче информации со скоростью 1 Гбит/с, 10 Гбит/с и более на расстояния в десятки километров (с усилителями – несколько сот километров). Такие излучатели используются и в CWDM системах. Самые сложные и дорогостоящие лазеры с внешним резонатором (EML) отличаются исключительно узким спектром. Это принципиально важно при передаче высокоскоростных потоков (10 Гбит/с, 40 Гбит/с, 100 Гбит/с) на большие расстояния, особенно на длине волны 1550 нм, где в волокнах достаточно большая хроматическая дисперсия. Узкополосные лазеры EML используются также в системах спектрального мультиплексирования CWDM и DWDM. Следует отметить, что далеко не всегда производители указывают в спецификациях тип излучателя.

Тип волокна (Fiber type).
Для передачи оптических сигналов, как правило, используют два основных типа волокон: многомодовое (ММ) и одномодовое (SМ). Соответственно излучатель и фотодетектор оптического трансивера должны быть предназначены для работы с одним из этих двух типов волокон. Обычно это отражается в их маркировке и технической спецификации. Особенности типов волокон (например, ОМ3, ОМ4 – для многомодовых или DS, NZFSF, BIF – для одномодовых) учитываться не должны. Другое дело что коэффициент затухания, коэффициент хроматической дисперсии, коэффициент широкополосности (только для ММ) и прочие параметры применяемых типов волокон должны обязательно учитываться при расчете бюджета мощности, суммарной дисперсии, длины линии и т.д.

Количество оптических портов.
В двухолоконных оптических трансиверах используется два порта: оптический излучатель (Tx, Transmitter) и фотоприемник (Rx, Receiver). Такие модули используют для передачи в двух разных направлениях два волокна и одну рабочую длину волны. В последнее время значительно чаще применяются одноволоконные трансиверы с одним оптическим портом. Они работают, что называется «в паре»: передача в двух разных направлениях по одному волокну идет на двух рабочих длинах волн. Сигналы передачи и приема разделяются внутри модуля с помощью встроенного WDM-мультиплексора.

Тип оптического разъема (Connector type).
Для подключения к оптической линии могут использоваться самые разнообразные типы разъемов. Сейчас в сетях Ethernet наиболее популярны малогабаритные разъемы типа LC (в двухолоконных и одноволоконных модулях), а также SC (только в одноволоконных модулях).

Ширина спектральной линии (Max. Spectral Width).
Этот достаточно важный параметр зависит от типа излучателя. Чем больше ширина спектральной линии, тем больше суммарная хроматическая дисперсия в линии (Total chromatic dispersion). Для систем связи на многомодовых волокнах превалирующей является межмодовая дисперсия, поэтому там часто используются менее дорогие и более широкополосные излучатели типа FP или VCSEL. Поскольку они имеют линейчатый спектр (Рис. 2), то для них нормируется среднеквадратичная ширина спектра (RMS), которая составляет примерно 3…5 нм для FP и 0,5…1 нм для VCSEL. Лазеры DFB и EML имеет в спектре один ярко выраженный лепесток (одну продольную моду) и внутреннюю структуру подавления других (боковых) мод. Поэтому их спектр определяется по центральному лепестку на уровне -20 дБ. Для DFB он составляет 0,1…0,5 нм, а для EML – порядка 0,01…0,08 нм.

Коэффициент подавления боковых мод (Side Mode Suppression Ratio, SMSR).
Этот параметр относится только к лазерам DFB и EML. Он показывает, на сколько дБ амплитуда первой боковой моды (лепестка) меньше амплитуды центральной продольной моды (см.рисунок [Спектры излучателей]). Таким образом, дается численная характеристика качества избирательности резонатора излучателя. Обычно минимальное значение SMSR нормируется на уровне 30 дБ.

Рис.2 Типичные спектры лазерных излучателей различных типов

Центральная длина волны (Transmitter Central Wavelength).
Это — длина волны, на которой передается наибольшая мощность излучения. Для лазеров типа DFB и EML она практически совпадает с пиковой длиной волны. Обычно для передачи сигналов используются длины волн локальных минимумов затухания («окон прозрачности») в оптических волокнах: 850 нм или 1310 нм – для многомодовых волокон; 1310 нм или 1550 нм – для одномодовых. Для оптических трансиверов CWDM, DWDM длина волны соответствует сетке частот, указанных в Рекомендациях ITU-T G.694.2 и G.694.1 соответственно (см. таблицу 2).

Таб. 2. Длины волн оптических трансиверов CWDM

Максимальная и минимальная мощность излучателя (Max./Min Average output power, Mean launched power).
Средний уровень мощности на выходе излучателя, т.е. мощности, вводимой в волокно. Средний — имеется в виду не уровень пиковый. Как правило, в спецификациях дается два значения: максимальный и минимальный. Технология производства оптических излучателей (TOSA, Transmitter Optical Sub-Assemblies) подразумевает некоторый разброс параметров. Реальная выходная мощность будет находиться в пределах между максимальным и минимальным значением. Но при расчете бюджета мощности в линии следует учитывать именно минимальное значение средней мощности.

Рис.3. Уровни мощности оптических сигналов при передаче их по линии

Глаз-диаграмма (Eye pattern).
Является графическим представлением цифрового сигнала, позволяющим оценить качество передачи. Она представляет собой результат наложения всех импульсов реальной последовательности на тактовом интервале. Перекрытие импульсов «1» и «0» и образует, собственно, «глаз» (Рис. 4). Его вертикальный раскрыв определяется уровнями единичным и нулевым, а горизонтальная растянутость – временем нарастания (Rise Time) и спада (Fall Time) импульсов. Поскольку форма выходных сигналов носит вероятностный характер, результирующий глаз всегда несколько «размыт». Для нормирования глаз-диаграммы предусматривается специальный шаблон (Eye pattern mask), в который должны вписываться все вариации.

Международными стандартами (ITU-T G.957, IEEE 802.3) прописаны формализованные параметры типа X и Y, определяющие границы элементов шаблона. Принципиально важно сохранение правильной формы сигнала на приемной стороне. Однако, наличие помех при передаче сигналов по линии приводит к сокращению области раскрыва глаза. Искажения по амплитуде определяется результирующими искажениями вследствие межсимвольных переходов, наложения мощности переотраженных импульсов, неидеальности характеристик усилителей и т.п. Уменьшения раскрыва возникают из-за дисперсионных искажений, дрожания фазы (джиттера) и других факторов, влияющих на искажение фронтов импульсов. Амплитудные и временные искажения могут также привести к тому, что на приемном устройстве будет неоптимально выбран момент и уровень принятия решения о соответствии «1» или «0». Численно глаз-диаграмма характеризуется параметрами OMA и ER, которые рассматриваются далее.

Рис.4. Глаз-диаграмма выходного оптического сигнала

Амплитуда оптического модулированного сигнала (Optical Modulation Amplitude, OMA) и Коэффициент гашения импульса (Extinction Ratio, ER).
Оба этих параметра характеризуют величину раскрытия «глаза» в глаз-диаграмме. Разница в том, что OMA характеризует разность уровней оптической мощности «1» и «0» в привязке к их абсолютным значениям (в дБ или мВт), а ER характеризует отношение этих уровней друг к другу (как безразмерная величина или в дБ). После прохождения сигналом оптической линии передачи амплитуда сигнала уменьшается, уменьшается и OMA. А поскольку уменьшаются уровни соотношения и «1» и «0», то их соотношение ER практически не меняется. Эти параметры важны для оценки коэффициента ошибок на приеме. С их помощью рассчитывается такая характеристика, как ухудшение качества сигнала на приеме вследствие уменьшения мощности импульса (Power Penalty). Реальные минимальные значения ER обычно составляют 8,2…10 дБ для трансиверов 100 Мбит/с и 1 Гбит/с.

Для больших скоростей и небольших расстояний специфицируются меньшие значения – 3,5…5,5 дБ. Несмотря на то, что большее значение ER предполагает лучшие условия распознавания сигналов на приеме, обеспечить на выходе передатчика большую разность уровней «1» и «0» бывает довольно сложно технически. Более высокий верхний уровень ограничен температурным режимом источника излучения. А понижение уровня «0» усложнит его распознавание на приеме.

Рис.5. Уровни мощности и амплитуда выходного оптического сигнала

Чувствительность фотоприемника (Receiver Sensitivity).
Чувствительность характеризует минимальный уровень мощности, принимаемой фотодетектором, при котором еще обеспечивается заданное значение коэффициента ошибок. Более низкий уровень чувствительности, естественно, позволяет повысить динамический диапазон всей системы (Рис. 3). Однако при малых детектируемых мощностях могут сказываться собственные дробовые и тепловые шумы фотодетектора. Как правило, чувствительность фотоприемника находится в пределах -15…-21 дБ для SFP, рассчитанных на линии длиной в несколько километров, -14…-28 дБ для линий 20 — 40 км, -32…-35 дБ для линий 80 — 160 км и -40…-45 дБ для линий около 200 км. Нужно учитывать, что чувствительность приемника зависит от скорости передачи. Например, для скорости 10 Гбит/с практически не встречается чувствительность ниже -24 дБ. При низких уровнях принимаемого сигнала обычно применяют лавинные фотодиоды, которые, однако, вносят достаточно большие шумы. Для увеличения чувствительности требуется увеличение чувствительной площадки фотодетектора. С другой стороны, это ограничивает быстродействие фотодиода, так как увеличится время рассасывания зарядов, а также возрастают задержки лавинного умножения.

Уровень перегрузки фотоприемника (Receiver overload).
Показывает максимальный уровень мощности, который можно подавать на фотодетектор. Превышение этого уровня приведет к нелинейному режиму работы и резкому увеличению коэффициента ошибок на приеме, а при большей мощности – к разрушению чувствительной площадки фотоприемника. То есть происходит элементарный пробой обратно смещенного фотодиода. Некоторые производители даже разделяют эти два состояния, специфицируя «уровень искажений» (receiver overload saturation) и «уровень разрушения» (receiver overload damage). В любом случае не стоит экспериментировать с перегрузками фотоприемника. На это особо следует обращать внимание при сборке макета линии «на столе». Если уровень перегрузки приемника по спецификации выше допустимой минимальной мощности передатчика, категорически запрещается соединять патчкордом напрямую излучатель с фотодетектором. В этом случае обязательно нужно использовать вставку – аттенюатор с затуханием как минимум на величину разности двух параметров. Обычно уровень перегрузки фотодетектора находится в пределах -3…+2 дБм. Однако для некоторых модулей он может составлять -8…-10 дБм. Само по себе это значение ничего не говорит о качестве приемника. Необходимости только соблюдать осторожность, чтобы не сжечь дорогостоящий модуль.

Общее выходное дрожание фазы (Total Jitter).
Дрожание фазы (джиттер) оптического передатчика проявляется в смещении импульса на тактовом интервале или смещении фронтов импульса. Как правило, причина джиттера в неидеальности задающего генератора и систем фазовой автоподстройки частоты. Впоследствии, на приеме, это может привести к смещению момента времени, в который происходит принятие решения об уровне сигнала. Такая рассинхронизация особенно неприятна для сетей и систем, работающих в синхронном режиме. Сети Ethernet менее чувствительны к дрожанию фазы на передаче. Общий джиттер нормируется либо в единицах времени (пс), либо как часть тактового интервала (UI), на котором произошло смещение пика относительно другого пика (p-p). Типичным требованием является 0,24 UI или 0,35UI для Gigabit Ethernet и 0,21 UI для 10G Ethernet. Некоторые производители еще отдельно специфицируют дрожание фазы, вызванное содержанием данных (Data Dependent Jitter, DDJ) и собственный джиттер, не связанный с передачей сигналов (Uncorrelated Jitter, UJ), но эти уточнения не столь существенны.

Рис.6. Джиттер передаваемого сигнала

Минимальная относительная плотность мощности шума (Relative Intensity Noise, RIN).
Параметр, характеризующий собственные шумы излучателя в заданной полосе частот. Они возникают в результате спонтанного излучения источника и зависят от температурного режима, соотношения тока смещения и порогового тока. Мощность шумов уменьшается пропорционально квадрату средней мощности излучения. Приемлемым значением является – 120…130 дБ/Гц. Чем больше дальность и скорость передачи, тем меньшую плотность шума (т.е. большее абсолютное значение со знаком минус) желательно иметь. Для справки можно добавить, что излучатели для передачи аналоговых сигналов (например, в сетях кабельного телевидения) имеют на 20 — 30 дБ ниже.

Потери на отражение от приемника (Receiver Reflectance, Return Loss, RL).
Этот параметр показывает, на сколько дБ сигнал, отраженный от порта приемника, ниже уровня сигнала, подаваемого на этот порт. Соответственно, чем больше затухает отраженный (не полезный) сигнал, тем лучше. Тогда параметр становится больше по абсолютному значению со знаком минус. Как правило, RL специфицируется на уровне -21…-28 дБ. Однако для интерфейсов, рассчитанных на небольшие длины линий (типа S), в разъеме со стороны фотодетектора может находиться не приемное волокно в феруле, а открытая площадка фотодетектора. Тогда потери на отражение нормируются на уровне -12…-14 дБ. Т.е., по сути, указывается величина отраженной мощности при Френелевском отражении на границе раздела стекло/воздух. Это позволяет удешевить оптический SFP модуль при приемлемых параметрах передачи. Аналогичный параметр иногда специфицируется и для порта передатчика (Transmitter Reflectance), с примерно такими же значениями в дБ. Однако измерять его сложно, а учитывать в расчетах нет необходимости, поскольку нас может интересовать только мощность излучателя, реально вводимая в волокно.

Динамический диапазон (Attenuation range, AR, Optical link loss).
Показывет в дБ, какие потери мощности сигнала можно допустить без потери качества передаваемой информации, т.е. без увеличения коэффициента ошибок выше заданного. Динамический диапазон не всегда указывается в спецификациях производителей, но легко высчитывается как разность между минимально допустимой мощностью оптического излучателя и чувствительностью фотодетектора. Для небольших скоростей передачи и/или небольшой дисперсии в линии именно динамический диапазон трансиверов является ключевым параметром, определяющим максимальную дальность передачи или длину регенерационного/усилительного участка. Например, для трансиверов, работающих на длине волны 1550 нм, AR составляет ~14 дБ для линии 40 км, ~23…24 дБ – для 80 км, ~28…29 дБ – для 100 км, ~32…34 дБ – для 120 км. Вообще выбрать примерный динамический диапазон трансивера можно самостоятельно, умножив средние потери в линии с учетом сварок (~0,25 дБ/км для λ = 1550 нм и ~0,38 дБ/км для λ = 1310 нм) на длину линии и добавив в качестве эксплуатационного запаса 2-3 дБ.

Допустимая дисперсия (Dispersion Tolerance, DT).
Показывает максимальное значение дисперсии, которое допускается на линии передачи (или регенерационном участке), без существенного ухудшения качества информации. Ухудшение происходит вследствие межсимвольной интерференции (частичном наложении импульсов соседних тактовых интервалов) при передачи цифровой последовательности сигналов. Это может привести как к переходным влияниям между каналами, так и к шумам синхронизации на приеме. Допустимая дисперсия специфицируется для передачи по одномодовым волокнам. В принципе, в качестве допустимой должна учитываться среднеквадратическая сумма хроматической и поляризационной дисперсии. Но на практике при скоростях до 10 Гбит/с и длинах линий до 100 км существенна только первая составляющая. Во-первых, она значительно больше, особенно в диапазоне длин волны 1550 нм. А во-вторых, суммарная хроматическая дисперсия растет пропорционально длине линии, а поляризационная – пропорционально квадратному корню из длины. Допустимая дисперсия указывается в пс/нм. Если специфицированное значение разделить на коэффициент хроматической дисперсии волокна в пс/(нм•км), то можно примерно определить допустимую длину линии передачи, ограниченную дисперсионными искажениями. Этот параметр не всегда указывается в спецификациях производителя, чаще — для одноволновых трансиверов, работающих в диапазоне 1550 нм или трансиверов CWDM в диапазоне 1470 – 1610 нм. Обычные значения DT составляют 800 пс/нм (для линий до 80 км), 1600 пс/нм – до 80 км, 2400 пс/нм – до 120 км. Для меньших расстояний дисперсия обычно не нормируется.

Ухудшение качества передачи за счет дисперсии (Dispersion Penalty, DP).
Этот параметр характеризует ухудшение соотношения сигнал/шум на приеме вследствие влияния дисперсии на проходящий сигнал. Влияние заключается в уменьшении амплитуды сигнала и растягивании фронтов на соседние тактовые интервалы. Соответственно, ухудшение будет больше, чем больше общая дисперсия в линии и меньше интервал. Численно DP определяется логарифмом величины обратно пропорциональной произведению коэффициента хроматической дисперсии, ширины спектральной линии источника, длины линии и линейной скорости передачи информации в квадрате.

Обычно значение DP специфицируется для высокоскоростных интерфейсов, рассчитанных на длинные линии передачи. Приемлемое значение параметра находится в пределах до 4 дБ. В противном случае нужно делать более точный расчет проекта по результирующим шу

Измерения в пассивных оптических сетях (PON)

В статье рассмотрены особенности оптических измерений на сетях PON: виды измерений, факторы, влияющие на качество передачи, схемы проведения измерений и измеряемы параметры. Рассмотрены проблемы, возникающие при таких измерениях и пути их решения. Приведен перечень необходимого измерительного оборудования и его параметры, важные для применения на PON. 

 

Умищем PON нам не понять,

Аршином общим не измерить…

Ф.И.Почти-Тютчев

 

Построение современной качественной оптической сети невозможно без высокого качества ее тестирования. Оно позволяет подтвердить основные параметры, обеспечивающие качество передачи информации, а при необходимости - помочь инсталлятору определить характер и место повреждения. В пассивных оптических сетях измерения связаны с достаточно большими затратами времени и средств. Поэтому измерительные приборы должны быть тщательно подобраны с учетом особенностей именно таких сетей, а этапы и методы измерений должны соответствовать международным стандартам для PON.

Виды измерений на PON

На различных этапах построения и использования PON могут проводиться следующие измерения:

– входной контроль;

– строительно-монтажные;

– приемо-сдаточные;

– эксплуатационные.

Входной контроль параметров компонентов сети проводится перед началом строительства. Его задача – проверить соответствие параметров кабеля, шнуров, разветвителей и других устройств заявленным значениям. Однако, при строительстве небольших абонентских сетей это не всегда целесообразно, т.к. полноценный входной контроль всех составляющих PON потребует большого количества времени и достаточно дорогостоящего оборудования. Проще провести выборочный контроль (например, коэффициента затухания нескольких строительных длин кабеля) и довериться гарантийным обязательствам поставщика.

В процессе инсталляции сети производятся измерения, позволяющие оценить качество строительно-монтажных работ, например, подвеса отрезка воздушного оптического кабеля на опорах, сварного соединения оптических волокон и т.п.

Приемо-сдаточные измерения производятся после окончания строительно-монтажных работ для подтверждения заданных параметров сети, обеспечивающих качество передачи информации. Эксплуатационные измерения производятся в тех случаях, когда в процессе работы PON происходит ухудшение параметров сигналов или повреждение в какой-либо точке сети, а также после проведения ремонтно-восстановительных работ.

 

Строительно-монтажные измерения на PON

В процессе строительно-монтажных работ могут понадобиться измерения, связанные с контролем качества компонентов и качества самой инсталляции PON. К ним относятся измерения погонного затухания строительных длин оптического кабеля, потерь в сварных соединениях, затуханий и потерь на отражение пассивных компонентов (разъемов, разветвителей).

Для этой цели наилучшим образом подходит оптический рефлектометр, который подключается с одного конца линии и позволяет получить распределение отраженной мощности по ее длине. В результате измерений формируется графическая зависимость (рефлектограмма), которая характеризует распределение мощности оптического сигнала по длине линии. Таким образом, по наклону характеристики на линейных участках можно определить величину коэффициента затухания оптического кабеля (в дБ/км), а для локальных неоднородностей (сварные и разъемные соединения, изгибы волокон и т.п.) можно определить вносимые потери и потери на отражение (см. рисунок ниже).

По окончании строительно-монтажных работ на отдельных сегментах сети целесообразно сделать на них рефлектометрические измерения (если есть возможность, то на двух длинах волн) и сохранить опорные рефлектограммы. При дальнейшей эксплуатации для определения мест повреждения (или неоднородности) очень полезным будет наложение исходной опорной рефлектограммы на «аварийную» (многие модели рефлектометров имеют такую функцию). Иногда это позволяет быстрее понять характер неисправности и обнаружить ее местоположение.
Также рекомендуется снимать рефлектограммы при изменении топологии сети (подключения нового абонента, замены разветвителя и т.п.).

Факторы, влияющие на качество передачи в PON

При проведении приемо-сдаточных работ обычно производятся измерения параметров, характеризующих скорость передачи, отсутствие ошибок и другие показатели, характеризующие качество принимаемого сигнала. Основными факторами, действующими в линейном тракте (между передатчиком и приемником) и ограничивающими показатели качества являются: затухание, дисперсия (хроматическая и поляризационная) и нелинейные эффекты.

Затухание сигнала в оптических кабелях, шнурах, разъемах, разветвителях и других компонентах PON приводит к уменьшению уровня сигнала на входе фотоприемника и, соответственно, ухудшению соотношения сигнал/шум, увеличению коэффициента ошибок. Как было показано в статье «Практика проектирования пассивных оптических сетей (PON)», общее затухание зависит от длины линии, количества пассивных компонентов и затухания в них, а также количества разъемных и неразъемных соединений. Общее затухание в линейном тракте обязательно измеряется на соответствие рассчитанному бюджету потерь. Также могут производиться измерения потерь, вносимых отдельными компонентами сети (разъемами, разветвителями и т.п.).

Дисперсия оптических сигналов связана с различными скоростями распространения различных спектральных (хроматическая) или поляризационных (поляризационно-модовая) составляющих. Она приводит к уширению формы импульсов или фазовым искажениям аналоговых сигналов в оптических волокнах. Достаточно большая дисперсия приводит к ошибкам распознавания сигналов фотоприемником и, опять же, к ухудшению соотношения сигнал/шум, увеличению коэффициента ошибок или искажениям ТВ сигнала (SCO). Большая из двух составляющая – хроматическая дисперсия – зависит от длины линии, длины волны сигнала и параметров волокон. Такая дисперсия реально оказывает существенное влияние на форму сигнала на длинных линиях (десятки, сотни км) при высокой скорости передачи (более 1 Гбит/с), особенно на длине волны 1550 нм. Расчетное значение хроматической дисперсии может использоваться при проектных расчетах (особенно GPON), но измерения этого параметра при строительстве и эксплуатации, как правило, не проводятся.

 

 

 

Нелинейные эффекты в оптических волокнах возникают при достаточно большой величине оптической мощности, вводимой в волокно. Обычно это происходит при использовании в PON выделенной оптической несущей 1550 нм для передачи ТВ сигналов. При превышении некоторого порогового уровня мощности, вследствие нелинейных видов рассеяния сигнала (Мандельштама-Бриллюэна, Рамана) в волокне возникают новые частотные составляющие, имеющие встречное и попутное направления. По сути, происходит выведение части оптической мощности из детектируемого спектра, т.е. дополнительные потери сигнала, передаваемого на основной оптической несущей. А обратно распространяющийся паразитный сигнал способен ухудшить работу оптического передатчика. В этом случае происходит уменьшение соотношения несущая/шум ТВ сигнала. Однако проявление нелинейных эффектов происходит при уровнях мощности более 7 – 10 дБ, а современные оптические передатчики ТВ сигналов часто имеют систему подавления таких эффектов даже при уровнях до 18 дБм.

 

 

 

Приемо-сдаточные измерения на PON

Для приемо-сдаточных испытаний на PON принципиальными являются только измерения, связанные с распределением мощности в сети. Поэтому принципиально важно провести два вида измерений:
– измерение оптической мощности на выходе передающих устройств;
– измерение затухания в оптическом линейном тракте.

Для простоты можно произвести измерение оптической мощности передатчиков в кроссе после мультиплексора WDM на длине волны 1490 нм (излучатель OLT) и на 1550 нм (передатчик ТВ-сигналов)*. При несоответствии полученных значений проектным данным следует провести измерения непосредственно на выходе обоих передатчиков, а также на выходе оптического усилителя. Также целесообразно произвести измерение мощности на входе оптических приемников линейного и сетевого терминалов.

*Примечание. Мощность на выходе WDM нужно измерять прибором, имеющим встроенные фильтры для раздельного измерения каждой длины волны (см. дальше описание PON-тестера MT 3212), т.к. обычный измеритель мощности покажет некую суммарную величину, не характеризующую разные передатчики. Дело в том, что фотодетектор обладает достаточно хорошей широкополосностью и детектирует всю падающую оптическую мощность в диапазоне длин волн 1200 – 1650 нм. Однако чувствительность его на разных длинах волн неравномерна. Поэтому, если вы, например, установите на тестере длину волны 1550 нм, а подадите на его вход излучение с длиной волны 1310 нм, то на экране дисплея вы увидите какое-то значение мощности, но оно будет неправильным, т.к. ток на выходе детекторного узла будет пересчитан в мощность с учетом чувствительности фотодетектора на длине волны 1550 нм.

Обязательно необходимо провести измерения общего затухания в линейном тракте для всех ветвей пассивной оптической сети. А при получении значения потерь выше расчетного следует провести измерения величины потерь сигнала в отдельных характерных точках сети (см. рисунок ниже). Измерение затухания оптической сети или ее сегмента обычно производится методом вносимых потерь (IEC 61280-4-2, Method 1) с помощью калиброванного источника излучения и оптического измерителя мощности или оптического тестера, совмещающего оба таких устройства в одном корпусе**.

** Примечание. При отсутствии калиброванного источника излучения в виде отдельного прибора, в крайнем случае, для измерения затухания в различных точках линейного тракта можно использовать передатчик OLT (на 1490 нм) или оптический передатчик ТВ-сигнала (на 1550 нм). Считая их излучение практически непрерывным, нужно сначала измерить мощность на выходе передатчика, а затем - в заданной точке линейного тракта. Разность уровней (в дБ) и покажет затухание измеряемого участка сети.

 

Приемо-сдаточные измерения на PON

Для измерения уровней мощности и затухания в сетях PON обычно используются оптический источник излучения и оптический измеритель мощности. Компания ДЕПС может предложить инсталляторам целый ряд таких устройств, выпускаемых под торговой маркой Multitest. Компактные оптические источники излучения МТ3109 и МТ3104 отличаются рабочей длиной волны (1310 и 1550 нм), наличием источника видимого излучения (650 нм, 0 дБм), возможностью НЧ-модуляции выходного сигнала и другими параметрами. Измерители мощности Multitest МТ1108МТ1106МТ1105 и МТ1103 обладают различным диапазоном измеряемых мощностей, погрешностью измерения, возможностью распознавания НЧ-модулированного сигнала (270 Гц, 1 кГц, 2 кГц), объемом хранимой информации, типом батарей питания и т.п.
Оптический тестер Multitest МТ3204 интегрирует в себе фактически два прибора: измеритель оптической мощности и источник оптического излучения. Четыре модификации тестера имеют излучатели с калиброванными длинами волн 850 нм, 1300 нм, 1310 нм и 1550 нм и фотодетекторы с различными диапазонами измерения оптической мощности: от -70…+3 дБм (МТ3204А) до -20…+30 дБм (МТ3204D).

Тестер PON-сетей Multitest MT3212 является специализированной моделью измерителя оптической мощности, адаптированной к специфике полностью пассивных оптических сетей. Тестирование производится путем включения прибора в оптическую линию «на проход», с одновременным измерением мощности по трем длинам волн: 1310 нм для обратного потока и 1490/1550 нм для прямого потока. При этом обеспечивается высокая (>30 дБ) взаимная изоляция каналов на разных длинах волн. Прибор может производить измерение пиковой мощности сигналов в импульсном режиме на длине волны 1310 нм специально для тестирования передатчиков ONU. Динамический диапазон прибора составляет 45дБ на длинах волн 1310 нм и 1490 нм, и 70 дБ на длине волны 1550 нм. Прибор способен измерять высокий уровень мощности (до +20 дБм), что характерно для оптических передатчиков ТВ-сигналов, работающих на длине волны 1550 нм с дополнительным усилителем. Последние модели МТ 3212 имеют возможность хранения результатов измерений во внутренней памяти и порт для их вывода на компьютер.

 

Проблемы измерения оптической мощности и затухания на PON

Измерение оптической мощности или затухания в сетях PON может быть связано с некоторыми специфическими проблемами, характерными именно для этих сетей. Рассмотрим возникающие сложности, а также пути их преодоления.

Проблема 1. При передаче в PON широковещательного ТВ сигнала на длине волны 1550 нм используются передатчики с достаточно большой выходной мощностью (+8…+18 дБм). Традиционные оптические измерители мощности рассчитаны на излучатели, устанавливаемые в телекоммуникационных системах (не более 0…+3 дБм). Попытка измерить ими более мощный сигнал приведет либо к ошибочным результатам (фотодетектор выйдет из линейного режима) или даже к повреждению самого фотодиода.

Для измерений высоких уровней передачи следует выбирать специально предназначенные для этого модификации оптических измерителей мощности: МТ1108С (до +23 дБм), МТ1106С (до +26 дБ), МТ1105С (до +20 дБ), МТ1105D (до +30 дБ), МТ1103СR (до +20 дБ), МТ1103DR (до +30 дБ) или использовать тестер PON-сетей МТ3212 (до +20 дБ на длине волны 1550 нм).

Проблема 2. Измерения оптической мощности на выходе передатчика и на входе приемника, а также общего затухания в линейном тракте нужно проводить на трех длинах волн: 1310 нм, 1490 нм и 1550 нм. Обычные оптические измерители мощности, как правило, рассчитаны на длины волн 1310 нм и 1550 нм. В принципе, в таких приборах используются широкополосные фотодетекторы, но при детектировании оптической несущей 1490 нм в диапазоне 1550 нм приведет к ошибке до 0,5 дБ. Это связано с тем, что значение принимаемой мощности индицируется с учетом значения чувствительности детектора именно на калиброванной длине волны 1550 нм.

Единственный радикальный способ решения этой проблемы – применение тестера PON-сетей МТ3212, который может проводить измерения на всех трех длинах волн, причем одновременно. Если же большая точность не требуется, то можно использовать измерители мощности, работающие на длинах волн 1310 нм и 1550 нм, а погрешность измерения несущей 1490 нм в диапазоне 1550 нм можно учесть, если известна спектральная зависимость чувствительности фотодиода InGaAs (на которых обычно и строятся широкополосные оптические фотодетекторы оптических измерителей мощности).

Проблема 3. Каждый абонентский терминал ONU подключается к сети посредством одного волокна. Причем излучатель ONU работает только при получении служебных сигналов от станционного терминала OLT. Следовательно, невозможно измерить мощность излучателя ONU, подключив к нему непосредственно измеритель мощности. Возможно только подключение измерителя мощности, работающего «на проход» (см. схему ниже), т.к. только в этом случае до ONU доходит с OLT сигнал, разрешающий передачу.

Для измерений оптической мощности «на проход» потребуется измеритель, имеющий возможность выведения части излучения (например, на изгибе) и его детектирования на калиброванных длинах волн. Здесь опять понадобится тестер МТ3212 со встроенным разветвителем, производящий измерение сигналов как при оконечном подключении его к линии, так и «на проход» в режиме реального времени с внесением небольшого затухания (до 1,5…2 дБ) в оптический линейный тракт.

Проблема 4. Провести измерение мощности излучателя ONU даже через оптический разветвитель (см. схему ниже) не представляется возможным. Дело в том, что при временном разделении каналов в обратном потоке каждому ONU предоставляется только короткий временной интервал для передачи сигналов к OLT, в течение которого и должна быть измерена оптическая мощность. Обычные измерители мощности показывают среднее интегрированное значение мощности за определенный временной интервал. Поэтому на выходе работающего ONU будет показано значение на 20 – 30 дБ ниже реального значения.

Для измерения мощности излучателя ONU могут использоваться измерители на пиковых детекторах, для которых не будет иметь значение длительность передаваемых посылок, хотя такие приборы будут более чувствительны к шуму в канале и, соответственно, будут иметь несколько более высокую погрешность измерений. Более дорогостоящие приборы производят измерения средней мощности во время фаз активной передачи. Тестер PON-сетей МТ3212 может производить измерения пиковой мощности сигналов в импульсном режиме на длине волны 1310 нм с погрешностью ±0,5 дБ, что вполне приемлемо для PON.

Проблема 5. При включении в схему PON системы ТВ вещания оптический передатчик сигналов ТВ имеет выходной коннектор с полировкой торца типа APC (угловой физический контакт). Это связано с тем, что при использовании коннекторов с другими типами торцов в местах разъемного соединения волокон может появиться достаточно сильный отраженный сигнал, который способен ухудшить режим работы передатчика. В то же время практически все измерительные приборы имеют оптические порты с коннекторами РС (физический контакт).

Поэтому для измерений необходимо заранее запастись гибридными оптическими шнурами Cor-X АРС/РС с коннекторами соответствующих типов. Такие шнуры могут понадобиться и при подключении к портам разветвителей, опять же при построении PON с ТВ на выделенной длине волны.

Проблема 6. В принципе, измерение затухания в оптическом линейном тракте следует проводить в двух встречных направлениях по следующим причинам. Во-первых, соединение волокон с несколько отличающимися параметрами (показатели преломления, числовая апертура, диаметр сердцевины, диаметр модового поля) приводят к различным условиям прохождения света в разных направлениях. Во-вторых, затухание пассивных компонентов PON (особенно разветвители) также будет несколько отличаться в зависимости от направления передачи сигналов. Однако такой комплекс измерений потребует значительных затрат времени.

В большинстве реальных сетей отличие затуханий для встречных направлений передачи составляет не более 0,5…1 дБ. Существенные отличия суммарных потерь могут возникнуть только в протяженной сети с большим количеством разветвителей. Потому, предусмотрев на этапе проектирования запас по мощности порядка 3 дБ, можно учесть и возможные затраты на разность потерь при различных направлениях передачи.

Эксплуатационные измерения на PON

Обычно эксплуатационные измерения в оптических сетях связи делятся на плановые и аварийные. Плановые измерения проводятся периодически с целью контроля основных параметров сети и прогнозирования возможного ухудшения качества передачи.

Однако при реальной эксплуатации PON настоятельная потребность в измерениях возникает лишь в случае аварийной (или предаварийной) ситуации. В этом случае основная задача эксплуатационных измерений – быстро обнаружить причину ухудшения параметров сигнала или повреждения.

Зная характер повреждения обычно можно спрогнозировать ее причину, но не всегда. Например, уменьшение уровня сигнала на приеме может быть связано как с деградацией лазера оптического передатчика, так и с проблемами в линейном тракте: изгиб кабеля или патч-корда с недопустимо малым радиусом, избыточное натяжение волокон в воздушном кабеле и т.п.

Поэтому для начала нужно воспользоваться возможностями системы диагностики OLT и оптического передатчика КТВ. Оба устройства позволяют проконтролировать выходной уровень лазерного источника, его ток накачки, температуру и др. параметры. А система управления OLT также способна идентифицировать каждый абонентский терминал ONU и контролировать его работоспособность в сети. Выявив количество и местонахождение неработающих ONU, сразу можно локализовать поврежденный сегмент сети. Однако, нельзя забывать, что отключенный от сети питания терминал будет так же восприниматься системой управления OLT неработающим, как и ONU, неработающие из-за обрыва в сети.

Для поиска неисправности в линии, при отсутствии рефлектометра, можно просто провести измерения уровня мощности в отдельных точках сети измерителем мощности, используя источник излучения или передатчик OLT. Но такой метод не пригоден для сетей, в которых применяются безкорпусные оптические разветвители, а таких случаев – большинство, т.к. применение корпусных разветвителей с разъемными соединителями вносит в тракт достаточно большие потери. Наиболее точно установить место неисправности в линии можно только с помощью оптического рефлектометра (OTDR).

Измерения с помощью оптического рефлектометра

Общий принцип работы оптического рефлектометра (OTDR) заключается в том, что он посылает световые импульсы, которые отражаются от неоднородностей показателя преломления волокна (рэлеевское рассеяние) или от локальных неоднородностей в линейном тракте (сварные или разъемные соединения, деформации волокон и т.п.). В результате часть излучаемого импульса (отраженный сигнал) возвращается обратно и через разветвитель попадает на чувствительный детектор прибора.

Измерение временного интервала между моментами излучения импульса и прихода отраженного сигнала позволяет определить расстояние от точки ввода импульса в канал до неоднородности в нем.
Поскольку рэлеевское рассеяние происходит в каждой точке оптического волокна, то измерение уровня этого рассеяния позволяет определить затухание светового сигнала при его распространении по волокну. Френелевское отражение возникает в местах границы раздела сред, например, при обрыве волокна, в местах установки разъемов. На рефлектограмме это отражение будет изображаться в виде всплеска сигнала, что соответствует значительно большей мощности отраженного сигнала, чем при рэлеевском рассеянии.

Практически все специалисты, работающие с волоконной оптикой, имеют представление о работе OTDR и методах анализа рефлектограмм. Более подробное рассмотрение этих вопросов требует большого количества времени и места. Поэтому ограничимся рассмотрением некоторых интересных существующих моделей, а также их характеристиками и методами работы применительно к пассивным оптическим сетям.

Модели оптических рефлектометров

Для измерений на сетях PON компания ДЕПС предлагает оптические рефлектометры компаний Yokogawa и Radiantech. Модели отличаются различными техническими характеристиками, функциональными особенностями и программным обеспечением.

Например, FiberPal™ UFO-320 представляет собой оптический блок (приставку) для совместной работы с ноутбуком. Этот наиболее экономичный вариант OTDR имеет технические характеристики (динамический диапазон – 35 дБ, длительность импульса – от 10 нс и т.д.), приемлемые для работы с любыми оптическими сетями доступа (PON, оптический Ethernet в сетях доступа, сети кабельного ТВ и т.д.) и транспортными сетями средней протяженности. Устройство может питаться электроэнергией как от сетевого адаптера, так и через USB-порт, а потребляемая мощность рефлектометра не превышает 3,6 ВаттПрибор полностью русифицирован и поставляется с руководством пользователя на русском языке.

Модель FiberPal™ OT-8810  – последняя разработка Radiantech, сочетающая в себе новый эргономичный дизайн, проверенное временем программное обеспечение и улучшенные технические характеристики. Миниатюрный прибор весом 2,5 кг оборудован 7-дюймовым сенсорным экраном высокого разрешения. Динамический диапазон до 38 дБ и высокая плотность выборки делают прибор применимым как на магистральных линиях, так и при тестировании локальных оптических сетей (FTTx, CATV, оптических LAN и т.п.) Перезаряжаемая Li-ion батарея обеспечивает автономность прибора на протяжении 3-х часов, а крепкий и герметичный корпус защитит от любых воздействий окружающей среды и случайных повреждений. Прибор имеет русское меню и руководство пользователя на русском языке.

Линейка рефлектометров AQ7270 фирмы Yokogawa представляет собой ряд технически совершенных моделей, имеющих некоторые функциональные отличия и особенности оптических блоков.
С точки зрения измерений на PON, оптимальным является прибор Yokogawa AQ7275. Повышенная стабильность лазерного источника позволяет проводить измерения в PON-сетях на оптических разветвителях с большим числом выходных портов (до 32), импульсы сверхмалой длительности (от 3 нс) увеличивают точность нахождения повреждения, внутренний перестраиваемый аттенюатор (до 15дБ) уменьшает влияние мертвой зоны, которая составляет рекордно малую величину (0,8 м – по отражению). 

Прибором можно пользоваться в качестве оптического тестера, используя внутренний источник излучения с несколькими режимами НЧ-модуляции и измеритель мощности. Один из портов представляет собой встроенный источник видимого света для проверки оптических шнуров. Для оптимизации измерений на коротких участках используется встроенное компенсирующее волокно (до 100 м) и диапазон расстояний 0,5 и 1 км. Для удобства поиска неоднородностей можно использовать режим наложения рефлектограмм (А→В) и (В→А). AQ7275 поставляется с руководством пользователя на русском языке.

Параметры оптических рефлектометров для измерений на PON

При выборе модели рефлектометра важно понимать, какие параметры прибора являются важными (иногда даже критичными) для тестирования PON, а какие просто добавляют удобства оператору. Ведь эти приборы достаточно дорогостоящи и, в случае выбора OTDR с избыточными функциями вы просто заплатите излишнюю сумму за малую толику функциональных удобств, то «недобор» по параметрам будет значительно худшим вариантом. Потратив изрядную сумму на измерительный прибор, вы сможете лишь иногда использовать его надлежащим образом, а в остальных случаях арендовать дополнительное оборудование или тратить значительно больше средств, времени и усилий, например, для определения места повреждения.
Итак, рассмотрим основные характеристики рефлектометра с точки зрения применения их в пассивных оптических сетях.

  • Динамический диапазон (в дБ) – важный параметр, показывающий измерительные возможности рефлектометра. Его величина определяется как разность уровней излучаемого и детектируемого OTDR сигналов при соотношении сигнал/шум, равном единице. Учитывая динамический диапазон PON (26 – 29 дБ) и запас, необходимый для рефлектометра с минимальной погрешностью (2 – 3 дБ), можно рекомендовать величину 32 – 38 дБ для сетей протяженностью до 10 – 20 км. Использование рефлектометров с диапазоном меньше 30 дБ возможно, но должно учитывать проектные значения бюджета потерь.
  • Мертвая зона (в метрах) – характеризует временное «ослепление» фотодетектора при попадании на него большой отраженной мощности, особенно от разъемных соединений при подключении патч-кордом к линии. Мертвая зона по отражению представляет собой минимальное расстояние между двумя соседними отражающими неоднородностями, обнаруживаемыми с помощью рефлектометра. Величина, составляющая 2 – 3 м считается достаточно хорошей. Мертвая зона по затуханию обычно несколько больше. Она показывает минимальное расстояние, необходимое рефлектометру для обнаружения неотражающего события после сильного отражения. Для реальных измерений вполне подходит значение 8 – 10 м.
  • Рабочая длина волны (в нм) – определяет спектральный диапазон, в котором будут производиться измерения. Учитывая особенности (передача прямого и обратного каналов на разных длинах волн), необходимо иметь OTDR с излучателями на длинах волн 1310 нм и 1550 нм. Если позволяют материальные возможности, то неплохо иметь еще излучатель на 1625 нм. На этой волне можно производить измерения в действующей PON без перерыва связи, т.к. сигналы рефлектометрии будут разнесены по длине волны с информационными. Кроме того, на 1625 нм значительно лучше видны неоднородности, связанные с критическими изгибами волокон.
  • Длительность импульса (в микросекундах) – важный параметр с точки зрения определения места повреждения. Если повреждение происходит на начальных участках сети, то обычно используют импульсы малой длительности для большей точности определения повреждения. При повреждении на отдаленных участках сети используются импульсы с большей длительностью. Учитывая относительно небольшую длину PON, желательно использовать OTDR с минимальной длительностью импульса не более 10 нс.
  • Диапазон просмотра (в км) – это диапазон расстояний, в пределах которого рефлектометр собирает информацию об отраженной мощности в линии. Сам диапазон устанавливается оператором OTDR и, обычно, несколько превышает реальную длину линии. Ошибка в установлении диапазона может привести к большей погрешности измерения расстояния либо к появлению фантомных (ложных) всплесков на рефлектограмме. Наиболее совершенные модели рефлектометров в автоматическом режиме проводят предварительное сканирование линии и определяют оптимальный диапазон просмотра. Учитывая возможность измерения в PON коротких участков линий, желательно иметь в OTDR минимальный диапазон просмотра 2 – 6 км или меньше.
  • Режим реального времени– режим, в котором OTDR не производит длительного усреднения принятых значений, а сразу показывает текущие значения отраженной мощности. Очень удобен для контроля качества соединения при подключении рефлектометра через адаптер к оптическому волокну кабеля.
  • Автоматический режим измерений полезен для малоопытных пользователей – режим, в котором прибор сам подбирает длину волны, диапазон просмотра, длительность импульса и другие параметры.
  • Распознавание включенного на дальнем конце активного устройства – полезная функция при работе на действующей PON.
  • Составление отчета – функция, позволяющая вам подготовить в удобном виде всю информацию об измеренном сегменте сети (общая длина линии, общее затухание, потери на сварных соединениях, затухание отражения и т.д.), которую можно предоставить заказчику работ и/или сохранить для последующего использования при эксплуатации.
  • Встроенный источник красного света – лазерный излучатель с длиной волны 650 нм, имеющий отдельный выходной порт и используемый для визуального поиска повреждений в шнурах и соединениях волокон (см. последний раздел статьи). Функция удобна при отсутствии у инсталлятора отдельного прибора, но она несколько увеличивает стоимость прибора.
  • Режим одновременного просмотра нескольких рефлектограмм– полезен при поиске повреждений, особенно не критических, не связанных с обрывом волокна (некачественная сварка, изгиб с очень малым радиусом, микротрещина и т.п). Сравнивая на одном экране опорную (сделанную после строительства) и «аварийную» рефлектограммы, проще найти место повреждения. С помощью функции наложения очень полезно сравнивать рефлектограммы, сделанные на длинах волн 1310 нм и 1550 нм.
  • Работа в режиме оптического тестера с НЧ-модуляцией – возможность некоторых OTDR программно работать как пара приборов (калиброванный источник излучения + измеритель оптической мощности). Причем для идентификации отдельных цепей возможна НЧ-модуляция выходного излучения на нескольких частотах. Эта функция удобна при отсутствии у инсталляторов оптических тестеров и несколько увеличивает стоимость прибора.

Для каждого OTDR существует еще множество других параметров, определяющих его работу. Качественная работа рефлектометра также определяется особенностями контроля работы излучателя, схемой обработки фотоприемного узла, математическим обеспечением обработки сигналов и другими характеристиками, которые тяжело сравнивать количественно. Поэтому при выборе конкретной модели рекомендуем прислушаться к советам специалистов ДЕПС.

Вопросы, связанные с измерениями на PON

При проведении рефлектометрических измерений на PON возникает ряд специфических вопросов.

Вопрос 1. С какой стороны проводить измерения при поиске повреждения на PON?

Логично было бы пр

SFP против SFP +: в чем разница?

Как мы знаем, модуль SFP выглядит так же, как модуль SFP +. И большинство коммутаторов могут поддерживать как модуль SFP, так и модуль SFP +. Итак, действительно ли эти два модуля относятся к одному и тому же? В чем разница между SFP и SFP +?

SFP против SFP +: определение SFP
SFP означает подключаемый модуль малого форм-фактора. Это приемопередатчик с возможностью горячей замены, который подключается к порту SFP сетевого коммутатора и поддерживает SONET, Gigabit Ethernet, Fibre Channel и другие стандарты связи.Спецификации SFP основаны на IEEE802.3 и SFF-8472. Они способны поддерживать скорость до 4,25 Гбит / с. Из-за своего меньшего размера SFP заменяет ранее распространенный преобразователь гигабитного интерфейса (GBIC). Поэтому SFP также называют Mini-GBIC. При выборе другого модуля SFP один и тот же электрический порт на коммутаторе может подключаться к разным типам оптоволоконных кабелей (многомодовым или одномодовым) и с разными длинами волн.

SFP против SFP +: определение SFP +
Так как SFP поддерживает только до 4.Позже был представлен 25 Гбит / с, SFP +, который поддерживает скорость передачи данных до 16 Гбит / с. Фактически, SFP + - это улучшенная версия SFP. Спецификации SFP + основаны на SFF-8431. В большинстве современных приложений модуль SFP + обычно поддерживает Fibre Channel 8 Гбит / с, 10 Gigabit Ethernet и стандарт OTU2 оптической транспортной сети. По сравнению с более ранними модулями 10 Gigabit Ethernet XENPAK или XFP, модуль SFP + меньше по размеру и становится самым популярным модулем 10 Gigabit Ethernet на рынке.

SFP против SFP +
Просмотрите определение SFP и SFP +, упомянутое выше, мы можем знать, что основное различие между SFP и SFP + - это скорость передачи данных.И из-за разной скорости передачи данных также различаются приложения и расстояние передачи.

Приложение Ethernet

SFP (1 Гбит / с) SFP + (10 Гбит / с)
1000BASE-SX SFP 850 нм 550 м

1000BASE-LX / LH SFP 1310 нм 20 км

1000BASE-EX SFP 1310нм 40 км

1000BASE-ZX SFP 1550 нм, 80 км

10GBASE-SR SFP + 850 нм 300 м

10GBASE-LRM SFP + 1310 нм 220 м

10GBASE-LR SFP + 1310 нм, 10 км

10GBASE-ER SFP + 1550 нм 40 км

10GBASE-ZR SFP + 1550 нм 100 км

Приложение Fibre Channel

SFP (2G, 4G) SFP + (8G)
2.125 Гбит / с:

2G Fibre Channel SFP 1310 нм 2 км / 15 км / 20 км / 40 км

2G Fibre Channel SFP 1510 нм 80 км

4,25 Гбит / с:

4G Fibre Channel SFP 850 нм 150 м

4G Fibre Channel SFP 1310 нм 5 км / 10 км / 15 км / 20 км

8,5 Гбит / с:

8G Fibre Channel SFP + 850 нм 150 м

8G Fibre Channel SFP + 1310 мин 10 км / 20 км / 40 км

8G Fibre Channel SFP + 1510 нм, 80 км

Приложение SONET / SDH

SFP (155 Мбит / с, 622 Мбит / с, 2.5 Гбит / с) SFP + (10G)
155 Мбит / с:

OC-3 / STM-1 1310 нм 2 км / 15 км / 40 км

OC-3 / STM-1 1510нм 80 км

622 Мбит / с:

OC-12 / STM-4 1310 нм 500 м / 2 км / 15 км / 40 км

OC-12 / STM-4 1510нм 80 км

2,5 Гбит / с:

OC-48 / STM-16 1310 нм 2 км / 15 км / 40 км

OC-48 / STM-16 1510 нм 80 км

OC-192 / STM-64 850 нм 300 м

OC-192 / STM-64 1310 нм 2 км / 10 км / 20 км / 40 км

OC-192 / STM-64 1510 нм 80 км

Как мы уже объяснили, разница между SFP и SFP +.Обычно модуль SFP подключается к порту SFP коммутатора, а модуль SFP + подключается к порту SFP + коммутатора. Но иногда модуль SFP также можно подключить к порту SFP +. Какой модуль SFP или SFP + выбрать, зависит от типов коммутаторов. Fiberstore - надежный производитель модулей приемопередатчиков SFP, все типы модулей SFP и SFP + доступны в FS.COM. Кроме того, в комплекте идет кабель SFP +. Более того, цена модуля SFP и модуля SFP + ниже, чем у многих других производителей. Тест SFP строгий в FS.COM. Также доступен соответствующий оптоволоконный соединительный кабель.

Связанная статья : Совместимые SFP для Ubiquiti EdgeSwitch и коммутатора UniFi

Связанная статья : Модуль SFP: что это такое и как его выбрать?

Связанная статья : Общие сведения о трансиверах SFP для видео

Описание трансиверов SFP

- наша планета технологий

SFP означает «подключаемый модуль малого форм-фактора», а трансивер означает устройство, которое может как передавать, так и принимать данные.Эта статья «Описание приемопередатчиков SFP» предназначена для подробного описания всех приемопередатчиков SFP, которые могут помочь сетевым специалистам разобраться в оптике SFP и ее типах.

Приемопередатчик SFP - это компактное устройство с возможностью горячей замены, которое подключается к физическому порту сетевого устройства. Оптика SFP используется в сетях связи и имеет передающую (Tx) и принимающую (Rx) сторону. В приемопередатчике есть лазер, который связывается с приемной стороной другой оптики на другой стороне.

Оптика

SFP разработана для поддержки нескольких стандартов связи, включая SONET, Gigabit Ethernet и Fibre Channel. Интерфейсы SFP на сетевых устройствах, таких как маршрутизаторы, предоставляют модульный интерфейс, который можно легко настроить в соответствии со спецификациями волоконно-оптических и медных сетей.

SFP также известен как miniGBIC . GBIC - это преобразователь гигабитного интерфейса (другая модель приемопередатчика), и, поскольку размер SFP меньше, чем размер GBIC, он называется miniGBIC.SFP появился позже, чем GBIC, и служит той же цели, что и модуль GBIC, но из-за своего меньшего размера SFP заменил GBIC сегодня в большинстве приложений.

SFP обычно поставляется с разъемом LC (разъем Lucent), в отличие от GBIC, который обычно поставляется с разъемом SC (стандартный разъем). Чтобы уточнить, разъемы LC и SC - это разъемы для оптоволоконных кабелей, которые различаются по размеру.

Различные трансиверы SFP работают с разными длинами волн на заданном расстоянии.Например, 1000BASE SFP LX использует 1310 нм для максимальной длины 10 км по одномодовому волокну, а 1000BASE-ZX может достигать 80 км. 1000BASE-T использует медный интерфейс RJ45.

Одномодовый SFP против многомодового SFP:

Трансиверы SFP могут работать с разными типами оптических волокон. Оптика SFP, которая работает с одномодовым оптическим волокном, называется одномодовым SFP, а те, которые работают с многомодовым волокном, известны как многомодовые SFP.

Одномодовый SFP

Одномодовое волокно (SMF) имеет меньшую сердцевину и узкую длину волны.Это означает, что SMF обеспечивает более высокую полосу пропускания и может достигать больших расстояний передачи. Модули SMF SFP работают в основном с длинами волн 1310 нм и 1550 нм и могут достигать расстояний от 2 до 120 км.

SMF Optics имеют следующие обозначения:

  • Застежка тюка с цветовой кодировкой и цветная стрелка на этикетке обычно синего, желтого или фиолетового цвета
  • Цвет совместимого оптоволоконного патч-корда желтый

Многорежимный SFP

В многомодовом волокне (MMF) используется сердцевина гораздо большего размера и большая длина волны света.Модули MMF SFP используются для передачи на короткие расстояния до 500 м, а оптика, используемая с MMF, дешевле. MMF SFP работают с длиной волны 850 нм. Хотя он не может транспортировать на большие расстояния, он может передавать многие виды оптических сигналов.

Как и SMF Optics, MMF SFP также идентифицируются по цвету Bale Clasp.

  • Застежка тюка с черной маркировкой обозначает многорежимный SFP
  • Цвет совместимого оптоволоконного патч-корда или косички оранжевый

Что нужно проверить с SMF и MMF SFP:

  1. Убедитесь, что оба конца оптоволоконного патч-корда имеют модули SFP с одинаковой длиной волны, а цветовые модули согласованы.
  2. Подтвердите расстояние передачи и длину волны при выборе модуля SFP. SFP малого радиуса действия для использования с многомодовым волокном и SFP большого радиуса действия для использования с одномодовым волокном.
  3. Не перегибайте оптоволокно, иначе затухание увеличится.
  4. Защитите оптическое отверстие, используя пылезащитную заглушку, когда SFP не используется.
  5. И последнее, но не менее важное: проверьте и проверьте правильность стоимости модулей приемопередатчика, поскольку цены со временем растут.

В современном мире скорость 10G также достижима с помощью оптики SFP.Модули приемопередатчика 10G SPF называются SFP Plus. Прежде чем обсуждать трансиверы SFP +, давайте сначала рассмотрим стандартную оптику SFP.

1000BASE-T SFP : Этот трансивер SFP имеет версию RJ-45. Он работает со стандартным медным кабелем CAT 5 UTP с длиной канала до 100 м.

1000BASE-SX SFP : Приемопередатчик SFP версии SX работает на многомодовом оптоволокне с длиной волны от 770 до 860 нм и обеспечивает связь на расстоянии от 100 до 550 м.

Помните, что 1000BASE относится к соединению Gigabit Ethernet, тогда как «X» обозначает блочное кодирование для Gigabit Ethernet, а «S» означает многомодовый оптический кабель малого радиуса действия.

Этот стандарт довольно популярен для соединений внутри зданий в крупных офисах и Интернет-обменниках. С практической точки зрения, если оптоволокно хорошего качества с надлежащими оконечными устройствами и оптикой, 1000BASE-SX обычно работает на значительно больших расстояниях.

1000BASE-LX SFP : Трансивер типа LX реализован с использованием одномодового оптоволоконного кабеля или многомодового оптоволоконного кабеля и покрывает максимум 10 км.

Как обсуждалось ранее, 1000BASE относится к соединению Gigabit Ethernet, тогда как «X» обозначает блочное кодирование для Gigabit Ethernet.Однако «L» здесь означает одномодовый или многомодовый оптический кабель большой дальности.

1000BASE-EX SFP: 1000BASE-EX очень похож на 1000BASE-LX10, но обеспечивает более длинные расстояния до 40 км по одномодовому волокну, работающему на длине волны 1310 нм.

Это нестандартная оптика, известная также как LH ​​(Long Haul).

1000BASE-ZX SFP: Это нестандартный приемопередатчик от различных производителей, использующий длину волны 1550 нм для достижения расстояния 70-80 км по одномодовому оптоволокну.

CWDM SFP-трансиверы: CWDM (грубое мультиплексирование с разделением по длине волны) - это разновидность оптических трансиверов, в которых используется технология CWDM. Как и любой обычный SFP, CWDM SFP также поддерживает горячую замену и подключается к порту SFP или слоту сетевого устройства, связывающего его с оптоволоконной сетью.

Это простое и экономичное решение для внедрения Gigabit Ethernet и Fibre Channel (FC) в университетских городках, центрах обработки данных и MAN (городских сетях доступа).

Приемопередатчики

CWDM SFP можно найти с множеством различных типов передатчиков и приемников, что позволяет использовать соответствующий приемопередатчик для каждого канала, чтобы обеспечить необходимый оптический охват по доступному оптическому волокну

Приемопередатчики DWDM SFP: Приемопередатчики DWDM (плотное мультиплексирование с разделением по длине волны) являются частью оптической сети DWDM и обеспечивают высокую пропускную способность и высокую производительность в волоконно-оптических сетях. Будучи многоскоростными интерфейсами, они поддерживают любой протокол от 100 Мбит / с до 4.25 Гбит / с.

DWDM SFP разработан для приема DWDM SONET / SDH для каналов 200 км и трафика протокола Ethernet / Fibre Channel для каналов 80 км.

Разница между LX, LH и LX / LH SFP:

Многие люди путают LX, LH и LX / LH SFP. LH и LX / LH совместимы со стандартом 1000BASE-LX.

1000BASE-LH SFP работает на расстоянии до 70 км по одномодовому волокну. 1000BASE-LX / LH SFP может работать на стандартных одномодовых оптоволоконных каналах с протяженностью до 10 км и до 550 м на любых многомодовых волокнах.

SFP плюс:

SFP Plus или SFP + - это обновленная версия трансивера SFP с более высокой скоростью передачи данных до 16 Гбит / с.

SFP + - это оптоволоконный трансивер 10G, используемый для 10G Ethernet и других высокоскоростных передач, чтобы удовлетворить растущие потребности в полосе пропускания. Межкомпонентные соединения SFP + предназначены для поддержки Fibre Channel 8 Гбит / с, Ethernet 10 Гбит / с и оптической транспортной сети.

Модули

SFP + имеют точно такие же размеры, как и обычные SFP. Разъемы, кабельные сборки, узлы крышки световода и герметичные оптические сборки также одинаковы для SFP + и SFP.

Обратите внимание, что для большинства поставщиков возможно установить модуль SFP в слот SFP +, но не наоборот.

Как установить трансиверы SFP?

Чтобы установить приемопередатчик SFP, выполните следующие действия:

  1. Извлеките модуль приемопередатчика SFP из защитной упаковки, не снимая пылезащитную заглушку
  2. Проверьте этикетку на корпусе приемопередатчика SFP, чтобы подтвердить правильность модели SFP, требуемую для сети
  3. Найдите метки отправки (Tx) и приема (Rx), которые идентифицируют верхнюю сторону трансивера SFP
  4. Поместите трансивер SFP перед портом и вставьте его так, чтобы он вошел в гнездо
  5. Удалите пылезащитные заглушки из оптических отверстий приемопередатчика SFP
  6. Немедленно подключите разъем LC кабеля сетевого интерфейса к трансиверу SFP
  7. Подключите трансивер SFP к целевому устройству с помощью специального медного или оптоволоконного кабеля
  8. Наблюдайте за светодиодным индикатором состояния порта

В этом видео более подробно объясняется процесс установки модуля SFP.

XFP и QSFP:

XFP появился до SFP + и также является стандартным оптоволоконным трансивером 10 Гбит / с.

Он не зависит от протокола и полностью соответствует различным стандартам, включая 10G Ethernet, 10G Fibre Channel, SONET OC-192 и SDH STM-64.

Модули

XFP обычно доступны в нескольких различных категориях:

  • SR - 850 нм, максимум 300 м
  • LR - 1310 нм, для расстояний до 10 км
  • ER - 1550 нм, для расстояний до 40 км
  • ZR - 1550 нм, для расстояний до 80 км

Электрический интерфейс к главной плате представляет собой стандартизированный последовательный интерфейс 10 Гбит / с, называемый XFI.XFI иногда произносится как «X» «F» «I», а иногда как «ziffie».

С другой стороны, QSFP - это сокращение от четырехканального (4-канального) подключаемого модуля малого форм-фактора. Это компактный трансивер с возможностью горячей замены, который также используется для передачи данных.

В настоящее время QSFP + постепенно заменяет QSFP и широко используется людьми, поскольку может обеспечить более высокую пропускную способность.

Существует еще один модуль приемопередатчика QSPF под названием QSFP28 . Это устройство с высокой плотностью и скоростью, предназначенное для приложений со скоростью 100 Гбит / с.Оптика QSFP28 100G предлагает четыре канала высокоскоростных дифференциальных сигналов со скоростью передачи данных от 25 Гбит / с до потенциально 40 Гбит / с и, наконец, соответствует 100 Гбит / с Ethernet (4 × 25 Гбит / с).

Мониторинг цифровой диагностики:

Современные оптические приемопередатчики SFP поддерживают мониторинг цифровой диагностики (DDM), который дает клиентам возможность в реальном времени отслеживать параметры SFP, такие как выходная оптическая мощность, входная оптическая мощность, температура, ток лазера и напряжение приемопередатчика.

Эта функция также известна как цифровой оптический мониторинг (DOM). Измерение параметров в реальном времени с помощью DOM / DDM может помочь администраторам сети проверить и убедиться, что модуль работает правильно.

Если у вас есть какие-либо вопросы или отзывы, оставьте комментарий ниже, и я обязательно свяжусь с вами как можно скорее.

Следующие две вкладки изменяют содержимое ниже.

Хайдер Халид - сертифицированный сетевой инженер Cisco (CCIE # 52939), который работал с несколькими интернет-провайдерами и поставщиками телекоммуникационных услуг в Пакистане, на Ближнем Востоке и в Великобритании.Он всегда стремится изучать новые технологии и любит делиться ими со своими сверстниками и другими людьми. В случае возникновения каких-либо вопросов или отзывов, пожалуйста, оставьте комментарий ниже или свяжитесь с ним в LinkedIn.

SFP против SFP + против XFP против QSFP + против CFP против QSFP28 Различия

В последнее время мы можем видеть информацию о некоторых продуктах о оптоволоконных трансиверах, таких как SFP, SFP +, XFP, QSFP и QSFP +, на facebook. Вы когда-нибудь задумывались, для чего они соответственно и в чем разница между ними? Сегодня мы поговорим о каждом из них и о разнице между SFP, SFP +, XFP, QSFP и QSFP +.

Что такое SFP?

SFP, малый форм-фактор, для краткости, представляет собой компактный модуль приемопередатчика с возможностью горячей замены, используемый как для телекоммуникационных приложений, так и для передачи данных. Приемопередатчик SFP можно рассматривать как обновленную версию модуля GBIC. В отличие от GBIC с оптоволоконным интерфейсом SC, SFP имеет интерфейс LC, а размер основного корпуса SFP составляет лишь около половины GBIC, что позволяет сэкономить пространство SFP. SFP соединяет материнскую плату сетевого устройства (для маршрутизатора, коммутатора, медиаконвертера или аналогичных устройств) с оптоволоконным или медным сетевым кабелем.Между тем, SFP - популярный отраслевой формат, поддерживаемый многими поставщиками сетевых компонентов. Модули приемопередатчика SFP предназначены для поддержки SONET, Gigabit Ethernet, Fibre Channel и других стандартов связи.

Что такое SFP +?

Тема про SFP vs SFP + все еще очень актуальна. Фактически, SFP + - это расширенная версия SFP, которая поддерживает скорость передачи данных до 10 Гбит / с. SFP + поддерживает Fibre Channel 8 Гбит / с, 10-Gigabit Ethernet и стандарт OTU2 оптической транспортной сети.Это популярный отраслевой формат, поддерживаемый многими поставщиками сетевых компонентов. Первоначальные стандартные приложения были ориентированы на 8G Fibre Channel, 10G Ethernet и 10G Fibre Channel, где электрический интерфейс к главной плате представляет собой стандартизованный последовательный интерфейс, называемый SFI. Приложения расширились за счет включения SONET OC-192, SDH STM-64, OTN G.709, беспроводного CPRI, 16G Fibre Channel и появляющегося приложения Fibre Channel 32G.

Что такое XFP

XFP появился раньше SFP +.Это также стандартизованный форм-фактор для последовательных оптоволоконных трансиверов со скоростью 10 Гбит / с. Он не зависит от протокола и полностью соответствует следующим стандартам: 10G Ethernet, 10G Fibre Channel, SONET OC-192, SDH STM-64 и OTN G.709, поддерживая скорость передачи данных от 9.95G до 11.3G. Приемопередатчики XFP используются в оптических каналах передачи данных и телекоммуникаций, занимая меньше места и потребляя меньше энергии, чем другие транспондеры 10 Гбит / с. Электрический интерфейс к главной плате - это стандартизированный последовательный интерфейс 10 Гбит / с, называемый XFI.

QSFP - это сокращение от четырехканального (4-канального) подключаемого модуля малого форм-фактора. Это компактный трансивер с возможностью горячей замены, который также используется для передачи данных. QSFP + превратился в стандарт для поддержки скорости передачи данных 10 Гбит / с для SFF-8436. По сравнению с QSFP +, продукты QSFP поддерживают подключаемый модуль Quarter Small Form-factor с другой скоростью передачи данных, поэтому в решении продукта нет никаких изменений. В настоящее время QSFP + постепенно заменяет QSFP и широко используется людьми, поскольку может обеспечить более высокую пропускную способность.

Что такое CFP

CFP, а именно подключаемый с форм-фактором C, представляет собой соглашение с несколькими источниками для создания общего форм-фактора для передачи высокоскоростных цифровых сигналов. Буква c обозначает латинскую букву C, используемую для обозначения числа 100 (центум), поскольку стандарт в первую очередь был разработан для систем 100 Gigabit Ethernet. Он может поддерживать широкий спектр приложений со скоростью 40 и 100 Гбит / с, таких как 40G и 100G Ethernet, OC-768 / STM-256, OTU3 и OTU4.

Модуль приемопередатчика QSFP28 на 100 Гбит / с - это высокопроизводительный высокоскоростной продукт, разработанный для приложений со скоростью 100 Гбит / с.Он имеет тот же форм-фактор, что и трансиверы QSFP +. Оптика QSFP28 100G предлагает четыре канала высокоскоростных дифференциальных сигналов со скоростью передачи данных от 25 Гбит / с до потенциально 40 Гбит / с и, наконец, соответствует требованиям 100 Гбит / с Ethernet (4 × 25 Гбит / с) и 100 Гбит / с 4X InfiniBand Enhanced Data Rate (EDR). В последнее время приемопередатчик QSFP28 обычно доступен в нескольких стандартах - 100GBASE-SR4, 100GBASE-LR4, 100GbASE-PSM4 и 100GBASE-CWDM4. QSFP28-100G-SR4 работает по многомодовому оптоволокну на расстоянии 100 м.В то время как 100GBASE-LR4 QSFP28 поддерживает гораздо большее расстояние - 10 км. По сравнению с форм-факторами CFP, оптика QSFP28 более популярна на рынке оптики 100G.

SFP против SFP + против XFP против QSFP + против CFP против QSFP28 Различия

С помощью приведенных выше определений каждого типа модуля оптоволоконного приемопередатчика вы можете получить более полное представление о них. Сейчас мы сравниваем эти трансиверы по очереди.

  • SFP против SFP + (SFP + против SFP): простой для понимания, SFP + - это обновленное видение SFP.SFP обычно поддерживает от 1,25 Гбит / с до 4,25 Гбит / с, а SFP + поддерживает скорость передачи данных до 10 Гбит / с. Когда дело доходит до SFP и SFP +, они имеют одинаковый размер и внешний вид, но в другом стандарте, который SFP основан на IEEE802.3 и SFF-8472.
  • SFP + против XFP (XFP против SFP +): по сравнению с более ранними модулями XFP, модули SFP + оставляют больше схем для реализации на главной плате, а не внутри модуля. Размер SFP + меньше, чем XFP, поэтому он перемещает некоторые функции на материнскую плату, включая функцию модуляции сигнала, MAC, CDR и EDC.XFP основан на стандарте XFP MSA, а SFP + соответствует протоколу IEEE 802.3ae, SFF-8431, SFF-8432.
  • SFP + против QSFP +: QSFP + имеет четырехканальные интерфейсы SFP +, которые могут передавать данные со скоростью до 40 Гбит / с. И, конечно, стандарты у них разные.
  • CFP против QSFP +: модули QSFP + (Quad Small Form-Factor Pluggable Plus) предлагают клиентам широкий выбор 40 Gigabit Ethernet высокой плотности. CFP - это форм-фактор модуля приемопередатчика с возможностью «горячей» замены, который поддерживает широкий спектр приложений со скоростью 40 и 100 Гбит / с, таких как 40G и 100G Ethernet.

Статьи по теме:
Как выбрать оптику QSFP28 для развертывания 100GBE
Что такое оптический модуль? Типы оптических модулей Basis

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *