Оптические трансиверы SFP и SFP+, часть 2
В прошлой статье мы рассмотрели, что из себя представляют оптические трансиверы форм-фактора SFP и SFP+ в общем. В данной же хотели бы подробнее разобрать несколько более тонких моментов.
В том числе остановимся на классификации трансиверов по типу оптического разъема, стандартам и технологии спектрального уплотнения.
Заторцовка кабеля
Оптический кабель для подключения к SFP-модулям должен быть заторцован в коннектор LC (Lucent/Little/Local Connector) или SC (Subscriber/Square/Standard Connector).
Соответственно, модули выпускаются с двумя типами разъемов под кабель: SC и LC.
Здесь нужно отметить, что двухволоконные оптические трансиверы форматов SFP, SFP+ практически всегда идут с разъемом LC, так как SC более крупный, и в дуплексный модуль два таких разъема не поместится. Использование SC возможно только в одноволоконных.
SC — один из первых керамических коннекторов, предназначенных для облегчения подключения оптических кабелей к разнообразным устройствам и предохранения среза кабеля от загрязнения и механических повреждений. Учитывая микроскопическую толщину волокон оптического кабеля, даже одна пылинка может послужить причиной значительного ухудшения качества связи или разрыва соединения.
Коннектор LC был разработан компанией Lucent, как улучшенный вариант SC. Обладает вдвое меньшими габаритами и отщелкивателем, что облегчает обращение с оптическими кабелями в условиях большой плотности подключений/волокон.
В целом, стандарты Ethernet допускают использование как одного, так и второго коннектора, однако большинство производителей, все же, устанавливают на своих модулях разъемы под LC. Даже одноволоконные SFP WDM модули, которые стандартно всегда выпускались с разъемом SC, сейчас есть и с LC разъемом.
Дополнительно об оптических разъемах можно почитать в этой статье.
Стандарты
Оптические трансиверы работают в сетях Ethernet и потому должны отвечать одному из соответствующих стандартов. Для удобства мы свели параметры таковых в таблицу.
Скорость приема-передачи | Стандарт | Год | Стандарт | Кол-во волокон | Тип волокна | Длина волны излучателя, нм | Длина |
100 Мбит/с | IEEE 802.3u | 1995 | 100Base-FX | 2 | многомодовое, полный дуплекс | 1310 | 2 км |
2 | многомодовое, полудуплекс при гарантированном обнаружении коллизий | 1310 | 400 м | ||||
TIA/EIA-785-1-2002 | 2001 | 100Base-SX | 2 | многомодовое | 850 | 300 м | |
IEEE 802.3ah | 2004 | 100Base-LX10 | 2 | одномодовое | 1310 | 10 км | |
100Base-BX10 | 1 | одномодовое | 1310/1550 | 10 км | |||
1 Гбит/с | IEEE 802.3z | 1998 | 1000Base-LX | 2 | многомодовое | 1270-1355 | 550 м |
одномодовое | 5 км | ||||||
1000Base-SX | 2 | мультимодовое | 770-860 | 550 м | |||
IEEE 802.3ah | 2004 | 1000Base-LX10 | 2 | одномодовое | 1270-1355 | 10 км | |
1000Base-BX10 | 1 | одномодовое | 1310/1490 | 10 км | |||
— | — | 1000Base-EX | 2 | одномодовое | 1310 | 40 км | |
— | — | 1000Base-ZX | 2 | одномодовое | 1550 | 70 км | |
10 Гбит/с | IEEE 802.3ae | 2003 | 10GBase-SR | 2 | мультимодовое | 850 | 300 м |
10GBase-LX4 | 2 | мультимодовое | 1275, 1300, 1325, 1350 | 300 м | |||
2 | одномодовое | 1275, 1300, 1325, 1350 | 10 км | ||||
10GBase-LR | 2 | одномодовое | 1310 | 10 км | |||
10GBase-ER | 2 | одномодовое | 1550 | 40 км | |||
IEEE 802.3aq | 2006 | 10GBase-LRM | 2 | мультимодовое | 1310 | 220 м | |
40 Гбит/с | IEEE 802.3ba | 2010 | 40GBase-SR4 | 2 | мультимодовое | 850 | 100 м |
40GBase-LR4 | 2 | одномодовое | 1300 | 10 км | |||
IEEE 802.3bg | 2011 | 40GBase-FR | 2 | одномодовое | 1310/1550 | 2 км | |
100 Гбит/с | IEEE 802.3ba | 2010 | 100GBase-SR10 | 2 | мультимодовое | 850 | 125 м |
100GBase-LR4 | 2 | одномодовое | 1295, 1300, 1305, 1310 | 10 км | |||
100GBase-ER4 | 2 | одномодовое | 1295, 1300, 1305, 1310 | 40 км |
Окна прозрачности оптического одномодового волокна
Подавляющее большинство современного оптического кабеля относится к стандарту SMF G.652 разных версий. Последняя версия стандарта, G.652 (11/16) была выпущена в ноябре 2016 года. Стандарт описывает так называемое стандартное одномодовое волокно.
Передача света по оптическому волокну основана на принципе полного внутреннего отражения на границе сред с разной оптической плотностью. Для реализации данного принципа, волокно делается двух- или многослойным. Светопроводящая сердцевина окружена слоями прозрачных оболочек из материалов с меньшими показателями преломления, благодарю чему на границе слоев и происходит полное отражение.
Оптоволокно, как среда передачи, характеризуется затуханием и дисперсией. Затухание — потеря мощности сигнала при прохождении волокна, выражается в уровне потерь на километр дистанции (дБ/км). Затухание зависит от материала среды передачи и длины волны передатчика. Кривая зависимости спектра поглощения от длины волны содержит несколько пиков с минимальным затуханием. Именно эти точки на графике, называемые также окнами прозрачности или телекоммуникационными окнами, и были выбраны в качестве основы для подбора излучателей.
Выделяют такие шесть окон прозрачности одномодового волокна:
- O-диапазон (Original): 1260-1360 нм;
- E-диапазон (Extended): 1360-1460 нм;
- S-диапазон (Short wavelength): 1460-1530 нм;
- C-диапазон (Conventional): 1530-1565 нм;
- L-диапазон (Long wavelength): 1565-1625 нм;
- U-диапазон (Ultra-long wavelength): 1625-1675 нм.
В приближении свойства волокна внутри каждого диапазона можно считать примерно одинаковыми. Пик прозрачности приходится, как правило, на длинноволновый конец E-диапазона. Удельное затухание в O-диапазоне примерно в полтора раза выше, чем в S- и в С-диапазоне, удельная хроматическая дисперсия — наоборот, имеет нулевой минимум на длине волны в 1310 нм и выше нуля в C-диапазоне.
Первоначально, для организации дуплексного соединения при помощи оптического кабеля, использовались пары волокон, отвечающих каждое за свое направление передачи. Это удобно, но расточительно по отношению к ресурсу прокладываемого кабеля. Для нивелирования данной проблемы была разработана технология спектрального уплотнения, или, иначе, волнового мультиплексирования.
Технологии волнового мультиплексирования, WDM/CWDM/DWDM
WDM
В основе технологии WDM, Wavelength Division Multiplexing, лежит передача нескольких световых потоков с разной длиной света по одному волокну.
Базовая технология WDM допускает создание одного дуплексного соединения, при наиболее часто используемой волной паре 1310/1550 нм, из O- и C-диапазона соответственно. Для реализации технологии используется пара «зеркальных» модулей, один с передатчиком 1550 нм и приемником 1310 нм, второй — наоборот, с передатчиком 1310 нм и приемником 1550 нм.
Разница в длине волны обоих каналов составляет 240 нм, что позволяет различать оба сигнала без использования специальных средств детектирования. Основная используемая пара 1310/1550 позволяет создавать устойчивые соединения на расстояниях до 60 км.
В редких случаях используются также пары 1490/1550, 1510/1570 и прочие варианты из окон прозрачности с меньшим удельным затуханием относительно O-диапазона, что позволяет организовывать более «дальнобойные» соединения. Кроме того, встречается комбинация 1310/1490, когда параллельно с данными на длине волны 1550 нм передается сигнал кабельного телевидения.
CWDM
Следующим этапом развития стала технология Coarse WDM, CWDM, грубое спектральное мультиплексирование. CWDM позволяет передавать до 18 потоков данных в диапазоне волн от 1270 до 1610 нм с шагом в 20 нм.
CWDM модули в подавляющем большинстве случаев двухволоконные. Существуют BiDi, двунаправленные SFP CWDM модули, прием и передача в которых идет по одному волокну, но в Украине они пока встречаются в продаже довольно редко.
Передатчики (модули) SFP и SFP+ CWDM передают на одной какой-либо длине волны.
Приемник же у таких модулей широкополосный, т. е.принимает сигнал на любой длине волны, что позволяет организовать одиночный дуплексный канал с любыми двумя модулями, сертифицированными на соответствие CWDM. Для одновременного пропуска нескольких каналов, используются пассивные мультиплексоры-демультиплексоры, которые собирают потоки данных от «цветных» SFP-модулей (у каждого из которых передатчик со своей длиной волны) в единый луч для передачи по волокну и разбирают его на индивидуальные потоки в конечной точке. Универсальность приемников обеспечивает большую гибкость в организации сетей.
DWDM
Последняя на сегодняшний день разработка — Dense WDM (DWDM), плотное спектральное мультиплексирование, позволяет организовать до 24, а в изготовленных на заказ системах — и до 80 дуплексных каналов связи, в диапазоне волн 1528,77-1563,86 нм с шагом 0,79-0,80 нм.
Естественно, чем плотнее размещение каналов, тем более жесткими становятся допуски при изготовлении излучателей. Если для обычных модулей допустимым является погрешность длины волны в пределах 40 нм, для трансиверов WDM такая погрешность снижается до 20-30 нм, для CWDM она составляет уже 6-7 нм, а для DWDM — всего 0,1 нм. Чем меньше допуски, тем дороже обходится производство излучателей.
Тем не менее, несмотря на гораздо более высокую стоимость оборудования, у DWDM есть следующие серьезные преимущества перед CWDM:
1) передача заметно большего количества каналов по одному волокну;
2) передача большего числа каналов на большие дистанции, благодаря тому, что DWDM работает в диапазоне наибольшей прозрачности (1525-1565 нм).
Напоследок следует упомянуть, что, в отличие от исходного стандарта WDM, в CWDM и DWDM каждый индивидуальный канал может доставлять данные на скоростях, как в 1 Гбит/с, так и 10 Гбит/с. В свою очередь, стандарты 40 Гбит и 100 Гбит Ethernet реализуются путем объединения пропускной способности нескольких 10 Гбит каналов.
Что такое OADM модули и WDM-фильтры (делители)?
Несмотря на созвучное название, OADM модуль не является оптическим трансивером, а представляет собой, скорее, оптический фильтр, один из видов мультиплексора.
На рисунке: OADM модуль.
Узлы Optical Add Drop Multiplexor (OADM) используются для отделения потоков данных в промежуточных точках. OADM, иначе Add-Drop модуль, — это оптическое устройство, устанавливаемое в разрыв оптического кабеля и позволяющее отфильтровать из общего луча два потока данных. OADM, как и все мультиплексоры, в отличие от SFP и SFP+ трансиверов — пассивные устройства, благодаря чему они не требуют подвода питания и могут быть установлены в любых условиях, вплоть до самых жестких. Правильно спланированный комплект OADM позволяет обойтись без оконечного мультиплексора и «раздать» потоки данных промежуточным точкам.
Недостатком OADM является снижение мощности и отделяемого, и транзитного сигналов, а значит и максимальной дальности устойчивой передачи. По различным данным, снижение мощности составляет от 1,5 до 2 дБ на каждом Add-Drop.
Еще более упрощенное устройство — WDM-фильтр, позволяет отделить из общего потока только один канал с определенной длиной волны. Таким образом, можно собирать аналоги OADM на основе произвольных пар, что увеличивает гибкость построения сети до максимума.
На рисунке: WDM фильтр (делитель).
WDM-фильтр может использоваться как в сетях с WDM мультиплексированием, так и с CWDM, DWDM уплотнением.
Так же, как и в CWDM, в спецификацию DWDM заложено использование OADM и фильтров.
Multi-source agreements (MSA)
Часто в сопроводительной документации к SFP и SFP+ трансиверов можно увидеть информацию о поддержке MSA. Что это такое?
MSA — промышленные соглашения между производителями модулей, обеспечивающие сквозную совместимость между трансиверами и сетевым оборудованием разных компаний и соответствие всех производимых приемопередатчиков общепринятым стандартам. Установка в оборудовании SFP-портов, соответствующих MSA, расширяет ассортимент совместимых модулей и обеспечивает существование конкурентного рынка для взаимозаменяемых продуктов.
MSA для SFP/SFP+ устанавливают следующие параметры:
1. Механический интерфейс:
- габариты модуля;
- параметры механического соединения коннекторов с платой;
- размещение элементов на печатной плате;
- усилие, необходимое для установки модуля в/извлечение из разъема;
- нормативы маркировки.
2. Электрический интерфейс:
- распиновка;
- параметры питания;
- тайминги и сигналы ввода-вывода.
3. Программный интерфейс:
- тип микросхемы ППЗУ;
- форматы данных и предустановленные поля прошивок;
- параметры интерфейса управления I2C;
- функции DDM (Digital Diagnostics Monitoring).
На сегодняшний день к модулям формата SFP/SFP+ относятся три спецификации MSA, выпущенных комитетом SNIA SFF, соблюдать которые обязалось большинство участников рынка:
SFP — Скачать в формате pdf
SFP+ — Скачать в формате pdf
DDM — Скачать в формате pdf
Модули SFP, SFP+, XFP техническое описание (рус.) Скачать в формате pdf
lantorg.com
Оптические трансиверы SFP WDM
Трансиверы WDM SFP – надёжное и экономичное решение для организации соединения Fast/Gigabit Ethernet, а также каналов SDH/SONET. Трансиверы поддерживают передачу данных на скорости от 100 Мбит/с до 2,5Гбит/с по одному одномодовому волокну. Все трансиверы WDM SFP являются одноволоконными, то есть имеют совмещенный порт приемо-передачи.
Модельный ряд трансиверов WDM SFP включает в себя решения для передачи данных на расстояние от 3 км до 160 км по одномодовому.
В качестве передатчика используется FP лазер (торцевые лазеры Фабри-Перо — Fabry–Perot) для моделей с дальностью передачи до 20 км или DFB лазер (лазеры с распределенной обратной связью — Distributed Feed Back) для моделей с дальностью передачи свыше 20 км. В качестве приемника может использоваться один из двух типов фотодиодов: PIN – p-i-n фотодиоды для моделей с дальностью передачи до 100 км; APD – лавинные фотодиоды (Avalanche Photodiode) для моделей с дальностью передачи свыше 100 км. В качестве оптического интерфейса используется симплексный оптический разъём LC или SC.
Для мониторинга состояния, все трансиверы оснащаются функцией цифровой диагностики DDM (Digital Diagnostics Monitoring). Функция DDM даёт возможность отслеживать рабочие параметры оптического трансивера. Она в реальном времени способна отображать такие параметры как: подаваемое напряжение, температура трансивера, ток смещения лазера, исходящая оптическая мощность Tx, принимаемая оптическая мощность Rx.
Трансиверы WDM SFP могут быть предназначены для работы при температуре от 0 до 70°С в коммерческом исполнении и от -40 до +85°С в индустриальном исполнении.
ВНЕШНИЙ ВИД
 |
| Оптический трансивер WDM SFP c LC разъемом |
ОСОБЕННОСТИ
- Скорость передачи от 100 Мбит/с до 2,5Гбит/с
- Дальность передачи от 40км до 160км
- Частотная сетка:
- для CWDM >200ГГц (20 нм)
- для DWDM 100ГГц (0.8 нм)
- Функция «Горячей замены»
- Функция цифровой диагностики DDM
ПРИМЕНЕНИЕ
- Long-Haul сети
- MAN сети
- Сети Data center interconnect
КРАТКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
| Параметр | Значение | ||
| Мин. | Норм. | Макс. | |
| Скорость передачи данных, ГБит/с | 0.1 | 2.5 | |
| Коэффициент ошибок | 10-12 | ||
| Дальность передачи, км | 3 | 160 | |
| Напряжение питания, В | 3.3 | ||
| Рабочая температура, °C (коммерческое исполнение) | 0 … +70 | ||
| Рабочая температура, °C (индустриальное исполнение) | -20…+85 | ||
ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ
 |  |
| Оптический трансивер WDM SFP c SC разъемом | Оптический трансивер WDM SFP c LC разъемом |
ПОПУЛЯРНЫЕ МОДЕЛИ
Скачать PDF
Похожие записи:
modultech.ru
Модули SFP SFP+. Виды. Принцип действия.
Модули SFP SFP+. Виды. Принцип действия.
SFP (англ. Small Form-factor Pluggable) — промышленный стандарт модульных компактных приёмопередатчиков (трансиверов), используемых для передачи данных в телекоммуникациях. Большинство наиболее известных мировых производителей, таких, как Cisco Systems, Extreme Networks, HP, Nortel, Planet, D-Link, 3com и др., приняли SFP формат и производят оборудование в соответствии с ним.
Основной отличительной особенностью данного типа модулей является их малый, в сравнении с другими форматами, размер, что позволяет более компактно разместить их на сетевом оборудовании. Кроме того, предусмотрена возможность «горячей» замены SFP-модуля.
SFP-модули работают на скоростях выше 100 Mbps с использованием Ethernet (100 Mbps, 1 Gbps), а также SDH (155 Mbps, 622 Mbps, 1.25 Gbps, 2,488 Gbps) и FibreChannel (1, 2, 4, 8 Gbps).
Изначально модули SFP двухволоконые, имеют интерфейс с двумя разъемами типа LC для подключения оптического кабеля к модулю. Однако есть исключения: SFP WDM модули одноволоконные с разъемом типа SC. Также существуют модули с электрическим интерфейсом и разъёмом RJ45.
Существует деление SFP модулей по дальности передачи данных (550м для многомодовых; 20, 40, 80, 120, 150 км для одномодовых модулей). Все остальные дальности передачи данных, такие, как 300м и 10км, стандартом не предусмотрены и выпускаются рядом производителей исключительно для стран Варшавского Договора, являясь, по сути, теми же модулями 550м и 20км соответственно, с разницей только в маркировке.
SFP модули существуют в вариантах с различными комбинациями приёмника (RX) и передатчика (TX), что позволяет выбрать необходимую комбинацию для заданного соединения, исходя из используемого типа оптоволоконного кабеля: многомод (MM) или одномод (SM). Кроме того, модули различаются по количеству используемых волокон: одноволоконные (WDM) и двухволоконные (многомодовые, одномодовые, CWDM, DWDM).
Многомодовые SFP модули имеют раздельные приемник и передатчик фиксированной длины волны 850нм и, в силу несовершенства многомодового волокна, имеют малую дальность передачи. Такие модули, как уже писалось выше, работают с двумя многомодовыми волокнами, одно из которых используется в качестве канала для передачи данных от одного модуля к другому, другое – в качестве канала для приёма данных обратно. Для приёмо-передачи данных таких модуля соединяются крест-накрест (TX1-RX2, RX1-TX2).
Рисунок 1 – Принцип действия многомодового SFP модуля
Одномодовые SFP модули также имеют раздельные приемник и передатчик фиксированной длины волны либо 1310нм, либо 1550нм. Принцип обмена данными и соединения аналогичен многомодовым, однако, за счет существенного отличия в технологии работы и качестве оптического волокна, данные модули позволяют передавать данные на расстояния до 120км.
Рисунок 2 – Принцип действия одномодового SFP модуля
SFP WDM (англ. Wavelength Division Multiplexing — спектральное уплотнение каналов) модули (они же WDMBi-Directional, или Bi-Di) имеют совмещенный приёмо-передатчик и работают в парах. Пара состоит из двух зеркальных модулей, один из которых имеет передатчик с длиной волны 1310нм и приёмник с длиной волны 1550нм. Второй, соответственно, передатчик с длиной волны 1550нм и приёмник с длиной волны 1310нм. Расстояние между двумя этими каналами составляет 240нм, что достаточно для того, чтобы различать два этих сигнала без специальных средств детектирования, и позволяет объединить эти два сигнала в одном одномодовом волокне. Поскольку волокно одно, порт приёмо-передачи тоже один, то и соединяются модули одним волокном без каких-либо проблем. Как уже писалось выше, стандартные SFPWDM модули имеют разъём типа SC.
Рисунок 3 – Принцип SFP WDM модуля
SFP CWDM (англ. Coarse WDM – Грубые WDM) модули представляют собой более современную версию WDM с раздельными приемником и передатчиком.SFPCWDM отличаются от обычныхSFPWDM, в первую очередь, диапазоном каналов передачи, который варьируется от 1270 до 1610 нм: два дополнительных канала 1270нм и 1290нм и шестнадцать основных (1310нм – 1610нм с шагом 20нм). Приёмник у таких модулей широкополосный, а значит, два модуля с любыми длинами волн передачи могут работать в паре. Но для работы в паре такие модули использовать неразумно, вся мощь данной технологии раскрывается при использовании 16-ти модулей с разными длинами волн, подключенными к мультиплексору. Мультиплексор «собирает» свет разных длин волн, передаваемый с передатчиков SFPCWDM модулей, и «объединяет» собранное в единый световой пучок, передающийся затем по одному одномодовому волокну далее. Приём данных происходит в обратном порядке.
Рисунок 4 – Диапазон каналов CWDM
SFP DWDM (англ. DenseWDM — Плотные WDM) – модули, аналогичные SFP CWDM модулям, работающие по DWDM технологии. Основное отличие от CWDM – расширенный диапазон каналов передачи в пределах от 1528,38нм до 1622,25нм. Данный диапазон делится надвое, образуя диапазон каналов C в количестве 61 штуки (1528,77нм — 1577,03нм с шагом 0,82нм) и диапазон каналов L в количестве 52 штук (1577,86нм – 1622,25нм с шагом 0,87нм). Также существуют поддиапазоны H и Q. Каналы поддиапазона H находятся между каналами основного диапазона C, их тоже 61. Каналы поддиапазона Q, соответственно, находятся между каналами основного диапазона L. Каналов в поддиапазоне Q, естественно, 52. Итого по технологии DWDM мы имеем 113 каналов основного диапазона и 113 каналов дополнительного диапазона. Принцип приёма/передачи данных аналогичен описанному принципу приёма/передачи данных для CWDM, с разницей в оборудовании для мультиплексирования/демультиплексирования.
Различные форматы данных могут передаваться одновременно и на разных скоростях, по нескольким каналам. К примеру, IP трафик, ESCONSRDF, Fibre Channel SRDF, SONET, ATM, могут одновременно передаваться по оптическому каналу. DWDM не зависит от протокола, либо формата передаваемых данных, и передающая система не влияет на передаваемые ею данные.
Рисунок 5 – Принцип работы технологии DWDM
Все современные SFP модули имеют поддержку цифрового мониторинга диагностики (Digital Diagnostics Monitoring — DDM), также известную, как функция цифрового оптического контроля (Digital Optical Monitoring — DOM).
Для использования в 10 Gbps сетях появились новые форм-факторы модулей, одним из которых является SFP+. Причиной появления послужило желание применить выгоды формата SFP для 10-гигабитных потоков, в частности, необходимость увеличения плотности портов коммутаторов. Поскольку размеры модуля малые в сравнении с модулями других форматов (часть логики и элементов питания была вынесена из модуля на устройство-носитель), порты для модулей формата SFP/SFP+ успешно размещаются на 1 юните (1U) 19-дюймового телекоммуникационного оборудования в количестве 48 штук.
Стоит обратить внимание на то, что к оборудованию, оснащённому SFP+ портами, можно подключать и обычные SFP модули, которые будут работать так же, как и в оборудовании с оригинальными SFP портами. Обратный же процесс (установка SFP+ модулей в оборудование с SFP-портами) невозможен.
SFP+ модули функционально отличаются от SFP только скоростью работы – они работают на скоростях до 10 Gbps, причем дальность их работы ограничена 80км из-за большой дисперсии на столь высоких скоростях.
Итоги: SFP — один из самых распространенных форматов трансиверов. Бывают многомодовыми и одномодовыми, одноволоконными и двухволоконными, поддерживают технологию CWDM и DWDM. Имеют большое количество преимуществ, относительно дёшевы. Работают на скоростях 100 Mbps, 1 Gbps в сети Ethernet. Особенностью работы модулей SFP является то, что они работают ТОЛЬКО на определенных скоростях, в отличие от модулей SFP+, которые могут работать в сети Ethernet на скоростях до 10 Gbps.
ic-line.ua
Оптические трансиверы SFP+ CWDM/DWDM
Трансиверы CWDM/DWDM SFP – это производительное и эффективное решение для организации протяженной системы спектрального уплотнения. Трансиверы поддерживают передачу данных на скорости от 8,5 Гбит/с до 10.7 Гбит/с в рамках системы спектрального уплотнения или по двум волокнам. Все трансиверы CWDM/DWDM SFP+ являются двухволоконными: порт «Тх» для передачи, порт «Rx» для приема.
Модельный ряд трансиверов CWDM/DWDM SFP+ включает в себя решения для передачи данных на расстояние от 10 км до 80 км по одномодовому.
Широкий модельный ряд включает в себя решения для передачи данных только по одномодовым волокнам в рамках систем спектрального уплотнения CWDM или DWDM. В качестве передатчика используется DFB лазер (лазеры с распределенной обратной связью —Distributed Feed Back) и EML лазеры с внешней модуляцией, который отличается достаточно узким спектром излучения (0,3 – 1 нм в зависимости от модели трансивера), и сигнал которого минимально подвержен хроматической дисперсии при передаче по одномодовым волокнам. В качестве приемника может использоваться один из двух типов фотодиодов: PIN – p-i-n фотодиоды для моделей с дальностью передачи до 40 км; APD – лавинные фотодиоды (Avalanche Photodiode) для моделей с дальностью передачи до 80 км. В качестве оптического интерфейса используется дуплексный оптический разъём LC.
Для мониторинга состояния, все трансиверы оснащаются функцией цифровой диагностики DDM (Digital Diagnostics Monitoring). Функция DDM даёт возможность отслеживать рабочие параметры оптического трансивера. Она в реальном времени способна отображать такие параметры как: подаваемое напряжение, температура трансивера, ток смещения лазера, исходящая оптическая мощность Tx, принимаемая оптическая мощность Rx.
Трансиверы CWDM/DWDM SFP+ могут быть предназначены для работы при температуре от 0 до 70°С в коммерческом исполнении и от -40 до +85°С в индустриальном исполнении.
ВНЕШНИЙ ВИД
 |  |
| Оптический трансивер CWDM SFP+ | Оптический трансивер DWDM SFP+ |
ОСОБЕННОСТИ
- Скорость передачи до 10,7 Гбит/с
- Дальность передачи от 10 км до 80км
- Частотная сетка:
- для CWDM >200ГГц (20 нм)
- для DWDM 100ГГц (0.8 нм)
- Функция «Горячей замены»
- Функция цифровой диагностики DDM
- Соответствие SFP+ MSA и SFF-8472
ПРИМЕНЕНИЕ
- Long-Haul сети
- MAN сети
- Сети Data center interconnect
КРАТКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
| Параметр | Значение | ||
| Мин. | Норм. | Макс. | |
| Скорость передачи данных | 8,5 Гбит/с | 10,7 Гбит/с | |
| Коэффициент ошибок | 10-12 | ||
| Дальность передачи, км | 10 | 80 | |
| Напряжение питания, В | 3.3 | ||
| Рабочая температура, °C (коммерческое исполнение) | 0 … +70 | ||
| Рабочая температура, °C (индустриальное исполнение) | -40…+85 | ||
ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ
 |
| Оптический трансивер CWDM/DWDM SFP+ |
ПОПУЛЯРНЫЕ МОДЕЛИ
Скачать PDF
Похожие записи:
modultech.ru
Оптические трансиверы SFP+ WDM
Трансиверы WDM SFP+ – трансиверы это надёжное и экономичное решение для организации соединения 10 Gigabit Ethernet, а также каналов SDH/SONET и FiberChannel. Трансиверы поддерживают передачу данных на скорости от 8.5 Гбит/с до 10.7 Гбит/с по одному одномодовому волокну. Все трансиверы WDM SFP+ являются одноволоконными, то есть имеют совмещенный порт приемо-передачи.
ОПИСАНИЕ
Модельный ряд трансиверов WDM SFP+ включает в себя решения для передачи данных на расстояние от 10 км до 80 км по одномодовому.
В качестве передатчика используется DFB лазер (лазеры с распределенной обратной связью — Distributed Feed Back), для модификации на 80км используется лазер EML с внешней модуляцией. В качестве приемника может использоваться один из двух типов фотодиодов: PIN – p-i-n фотодиоды для моделей с дальностью передачи до 40 км; APD – лавинные фотодиоды (Avalanche Photodiode) для моделей с дальностью передачи свыше 60 км. В качестве оптического интерфейса используется только симплексный оптический разъём LC.
Для мониторинга состояния, все трансиверы оснащаются функцией цифровой диагностики DDM (Digital Diagnostics Monitoring). Функция DDM даёт возможность отслеживать рабочие параметры оптического трансивера. Она в реальном времени способна отображать такие параметры как: подаваемое напряжение, температура трансивера, ток смещения лазера, исходящая оптическая мощность Tx, принимаемая оптическая мощность Rx.
Трансиверы WDM SFP+ могут быть предназначены для работы при температуре от 0 до 70°С в коммерческом исполнении и от -40 до +85°С в индустриальном исполнении.
ВНЕШНИЙ ВИД
Оптический трансивер WDM SFP+
ОСОБЕННОСТИ
- Скорость передачи до 10,7 Гбит/с
- Дальность передачи от 10 км до 80км
- Функция «Горячей замены»
- Функция цифровой диагностики DDM
- Соответствие SFP+ MSA и SFF-8472
ПРИМЕНЕНИЕ
- MAN и LAN сети
- Network Attached Storage
- Сети Data center interconnect
- Корпоративные и домовые сети
КРАТКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
| Параметр | Значение | ||
| Мин. | Норм. | Макс. | |
| Скорость передачи данных, ГБит/с | 0.1 | 2.5 | |
| Коэффициент ошибок | 10-12 | ||
| Дальность передачи, км | 3 | 160 | |
| Напряжение питания, В | 3.3 | ||
| Рабочая температура, °C (коммерческое исполнение) | 0 … +70 | ||
| Рабочая температура, °C (индустриальное исполнение) | -20…+85 | ||
ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ
 |
| Оптический трансивер WDM SFP c LC разъемом |
ПОПУЛЯРНЫЕ МОДЕЛИ
Скачать PDF
Похожие записи:
modultech.ru
Как выбрать SFP (SFP+) модуль? 2.0 — asp24.ru
В прошлой статье мы рассмотрели,что из себя представляют оптические трансиверы форм-фактора SFP и SFP+ в общем. В данной же хотели бы подробнее разобрать несколько более тонких моментов.
В том числе остановимся на классификации трансиверов по типу оптического разъема,стандартам и технологии спектрального уплотнения.
Заторцовка кабеля
Оптический кабель для подключения к SFP-модулям должен быть заторцован в коннектор LC (Lucent/Little/Local Connector) или SC (Subscriber/Square/Standard Connector).
Соответственно,модули выпускаются с двумя типами разъемов под кабель: SC и LC.
Здесь нужно отметить,что двухволоконные оптические трансиверы форматов SFP,SFP+ практически всегда идут с разъемом LC, так как SC более крупный,и в дуплексный модуль два таких разъема не поместится. Использование SC возможно только в одноволоконных.
SC — один из первых керамических коннекторов,предназначенных для облегчения подключения оптических кабелей к разнообразным устройствам и предохранения среза кабеля от загрязнения и механических повреждений. Учитывая микроскопическую толщину волокон оптического кабеля,даже одна пылинка может послужить причиной значительного ухудшения качества связи или разрыва соединения.
Коннектор LC был разработан компанией Lucent,как улучшенный вариант SC. Обладает вдвое меньшими габаритами и отщелкивателем,что облегчает обращение с оптическими кабелями в условиях большой плотности подключений/волокон.
В целом,стандарты Ethernet допускают использование как одного,так и второго коннектора,однако большинство производителей,все же,устанавливают на своих модулях разъемы под LC. Даже одноволоконные SFP WDM модули,которые стандартно всегда выпускались с разъемом SC,сейчас есть и с LC разъемом.
Стандарты
Оптические трансиверы работают в сетях Ethernet и потому должны отвечать одному из соответствующих стандартов. Для удобства мы свели параметры таковых в таблицу.
|
Скорость приема-передачи |
Стандарт |
Год |
Стандарт |
Кол-во волокон |
Тип волокна |
Длина волны излучателя,нм |
Длина |
|
100 Мбит/с |
IEEE 802.3u |
1995 |
100Base-FX |
2 |
многомодовое,полный дуплекс |
1310 |
2 км |
|
2 |
многомодовое,полудуплекс при гарантированном обнаружении коллизий |
1310 |
400 м |
||||
|
TIA/EIA-785-1-2002 |
2001 |
100Base-SX |
2 |
многомодовое |
850 |
300 м |
|
|
IEEE 802.3ah |
2004 |
100Base-LX10 |
2 |
одномодовое |
1310 |
10 км |
|
|
100Base-BX10 |
1 |
одномодовое |
1310/1550 |
10 км |
|||
|
1 Гбит/с |
IEEE 802.3z |
1998 |
1000Base-LX |
2 |
многомодовое |
1270-1355 |
550 м |
|
одномодовое |
5 км |
||||||
|
1000Base-SX |
2 |
мультимодовое |
770-860 |
550 м |
|||
|
IEEE 802.3ah |
2004 |
1000Base-LX10 |
2 |
одномодовое |
1270-1355 |
10 км |
|
|
1000Base-BX10 |
1 |
одномодовое |
1310/1490 |
10 км |
|||
|
— |
— |
1000Base-EX |
2 |
одномодовое |
1310 |
40 км |
|
|
— |
— |
1000Base-ZX |
2 |
одномодовое |
1550 |
70 км |
|
|
10 Гбит/с |
IEEE 802.3ae |
2003 |
10GBase-SR |
2 |
мультимодовое |
850 |
300 м |
|
10GBase-LX4 |
2 |
мультимодовое |
1275, 1300, 1325, 1350 |
300 м |
|||
|
2 |
одномодовое |
1275, 1300, 1325, 1350 |
10 км |
||||
|
10GBase-LR |
2 |
одномодовое |
1310 |
10 км |
|||
|
10GBase-ER |
2 |
одномодовое |
1550 |
40 км |
|||
|
IEEE 802.3aq |
2006 |
10GBase-LRM |
2 |
мультимодовое |
1310 |
220 м |
|
|
40 Гбит/с |
IEEE 802.3ba |
2010 |
40GBase-SR4 |
2 |
мультимодовое |
850 |
100 м |
|
40GBase-LR4 |
2 |
одномодовое |
1300 |
10 км |
|||
|
IEEE 802.3bg |
2011 |
40GBase-FR |
2 |
одномодовое |
1310/1550 |
2 км |
|
|
100 Гбит/с |
IEEE 802.3ba |
2010 |
100GBase-SR10 |
2 |
мультимодовое |
850 |
125 м |
|
100GBase-LR4 |
2 |
одномодовое |
1295, 1300, 1305, 1310 |
10 км |
|||
|
100GBase-ER4 |
2 |
одномодовое |
1295, 1300, 1305, 1310 |
40 км |
Окна прозрачности оптического одномодового волокна
Подавляющее большинство современного оптического кабеля относится к стандарту SMF G.652 разных версий. Последняя версия стандарта,G.652(11/16) была выпущена в ноябре 2016 года. Стандарт описывает так называемое стандартное одномодовое волокно.
Передача света по оптическому волокну основана на принципе полного внутреннего отражения на границе сред с разной оптической плотностью. Для реализации данного принципа,волокно делается двух- или многослойным. Светопроводящая сердцевина окружена слоями прозрачных оболочек из материалов с меньшими показателями преломления,благодарю чему на границе слоев и происходит полное отражение.
Оптоволокно,как среда передачи,характеризуется затуханием и дисперсией. Затухание — потеря мощности сигнала при прохождении волокна,выражается в уровне потерь на километр дистанции(дБ/км). Затухание зависит от материала среды передачи и длины волны передатчика. Кривая зависимости спектра поглощения от длины волны содержит несколько пиков с минимальным затуханием. Именно эти точки на графике,называемые также окнами прозрачности или телекоммуникационными окнами,и были выбраны в качестве основы для подбора излучателей.
Выделяют такие шесть окон прозрачности одномодового волокна:
- O-диапазон(Original): 1260-1360 нм;
- E-диапазон(Extended): 1360-1460 нм;
- S-диапазон(Short wavelength): 1460-1530 нм;
- C-диапазон(Conventional): 1530-1565 нм;
- L-диапазон(Long wavelength): 1565-1625 нм;
- U-диапазон(Ultra-long wavelength): 1625-1675 нм.
В приближении свойства волокна внутри каждого диапазона можно считать примерно одинаковыми. Пик прозрачности приходится,как правило,на длинноволновый конец E-диапазона. Удельное затухание в O-диапазоне примерно в полтора раза выше,чем в S- и в С-диапазоне, удельная хроматическая дисперсия — наоборот,имеет нулевой минимум на длине волны в 1310 нм и выше нуля в C-диапазоне.
Первоначально,для организации дуплексного соединения при помощи оптического кабеля,использовались пары волокон,отвечающих каждое за свое направление передачи. Это удобно,но расточительно по отношению к ресурсу прокладываемого кабеля. Для нивелирования данной проблемы была разработана технология спектрального уплотнения,или,иначе,волнового мультиплексирования.
Технологии волнового мультиплексирования, WDM/CWDM/DWDM
WDM
В основе технологии WDM, Wavelength Division Multiplexing, лежит передача нескольких световых потоков с разной длиной света по одному волокну.
Базовая технология WDM допускает создание одного дуплексного соединения, при наиболее часто используемой волной паре 1310/1550 нм, из O- и C-диапазона соответственно. Для реализации технологии используется пара «зеркальных» модулей, один с передатчиком 1550 нм и приемником 1310 нм, второй — наоборот, с передатчиком 1310 нм и приемником 1550 нм.
Разница в длине волны обоих каналов составляет 240 нм, что позволяет различать оба сигнала без использования специальных средств детектирования. Основная используемая пара 1310/1550 позволяет создавать устойчивые соединения на расстояниях до 60 км.
В редких случаях используются также пары 1490/1550, 1510/1570 и прочие варианты из окон прозрачности с меньшим удельным затуханием относительно O-диапазона, что позволяет организовывать более «дальнобойные» соединения. Кроме того, встречается комбинация 1310/1490, когда параллельно с данными на длине волны 1550 нм передается сигнал кабельного телевидения.
CWDM
Следующим этапом развития стала технология Coarse WDM, CWDM, грубое спектральное мультиплексирование. CWDM позволяет передавать до 18 потоков данных в диапазоне волн от 1270 до 1610 нм с шагом в 20 нм.
CWDM модули в подавляющем большинстве случаев двухволоконные. Существуют BiDi, двунаправленные SFP CWDM модули, прием и передача в которых идет по одному волокну, но в России они пока встречаются в продаже довольно редко.
Передатчики (модули) SFP и SFP+ CWDM передают на одной какой-либо длине волны.
Приемник же у таких модулей широкополосный, т. е.принимает сигнал на любой длине волны, что позволяет организовать одиночный дуплексный канал с любыми двумя модулями, сертифицированными на соответствие CWDM. Для одновременного пропуска нескольких каналов, используются пассивные мультиплексоры-демультиплексоры, которые собирают потоки данных от «цветных» SFP-модулей (у каждого из которых передатчик со своей длиной волны) в единый луч для передачи по волокну и разбирают его на индивидуальные потоки в конечной точке. Универсальность приемников обеспечивает большую гибкость в организации сетей.
DWMD
Последняя на сегодняшний день разработка — Dense WDM (DWDM), плотное спектральное мультиплексирование, позволяет организовать до 24, а в изготовленных на заказ системах — и до 80 дуплексных каналов связи, в диапазоне волн 1528,77-1563,86 нм с шагом 0,79-0,80 нм.
Естественно, чем плотнее размещение каналов, тем более жесткими становятся допуски при изготовлении излучателей. Если для обычных модулей допустимым является погрешность длины волны в пределах 40 нм, для трансиверов WDM такая погрешность снижается до 20-30 нм, для CWDM она составляет уже 6-7 нм, а для DWDM — всего 0,1 нм. Чем меньше допуски, тем дороже обходится производство излучателей.
Тем не менее, несмотря на гораздо более высокую стоимость оборудования, у DWDM есть следующие серьезные преимущества перед CWDM:
- передача заметно большего количества каналов по одному волокну;
- передача большего числа каналов на большие дистанции, благодаря тому, что DWDM работает в диапазоне наибольшей прозрачности (1525-1565 нм).
Напоследок следует упомянуть, что, в отличие от исходного стандарта WDM, в CWDM и DWDM каждый индивидуальный канал может доставлять данные на скоростях, как в 1 Гбит/с, так и 10 Гбит/с. В свою очередь, стандарты 40 Гбит и 100 Гбит Ethernet реализуются путем объединения пропускной способности нескольких 10 Гбит каналов.
Что такое OADM модули и WDM-фильтры (делители)?
Несмотря на созвучное название, OADM модуль не является оптическим трансивером, а представляет собой, скорее, оптический фильтр, один из видов мультиплексора.
На рисунке: OADM модуль.
Узлы Optical Add Drop Multiplexor (OADM) используются для отделения потоков данных в промежуточных точках. OADM, иначе Add-Drop модуль, — это оптическое устройство, устанавливаемое в разрыв оптического кабеля и позволяющее отфильтровать из общего луча два потока данных. OADM, как и все мультиплексоры, в отличие от SFP и SFP+ трансиверов — пассивные устройства, благодаря чему они не требуют подвода питания и могут быть установлены в любых условиях, вплоть до самых жестких. Правильно спланированный комплект OADM позволяет обойтись без оконечного мультиплексора и «раздать» потоки данных промежуточным точкам.
Недостатком OADM является снижение мощности и отделяемого, и транзитного сигналов, а значит и максимальной дальности устойчивой передачи. По различным данным, снижение мощности составляет от 1,5 до 2 дБ на каждом Add-Drop.
Еще более упрощенное устройство — WDM-фильтр, позволяет отделить из общего потока только один канал с определенной длиной волны. Таким образом, можно собирать аналоги OADM на основе произвольных пар, что увеличивает гибкость построения сети до максимума.
На рисунке: WDM фильтр (делитель).
WDM-фильтр может использоваться как в сетях с WDM мультиплексированием, так и с CWDM, DWDM уплотнением.
Так же, как и в CWDM, в спецификацию DWDM заложено использование OADM и фильтров.
Multi-source agreements(MSA)
Часто в сопроводительной документации к SFP и SFP+ трансиверов можно увидеть информацию о поддержке MSA. Что это такое?
MSA — промышленные соглашения между производителями модулей,обеспечивающие сквозную совместимость между трансиверами и сетевым оборудованием разных компаний и соответствие всех производимых приемопередатчиков общепринятым стандартам. Установка в оборудовании SFP-портов, соответствующих MSA,расширяет ассортимент совместимых модулей и обеспечивает существование конкурентного рынка для взаимозаменяемых продуктов.
MSA для SFP/SFP+ устанавливают следующие параметры:
1. Механический интерфейс:
- габариты модуля;
- параметры механического соединения коннекторов с платой;
- размещение элементов на печатной плате;
- усилие,необходимое для установки модуля в/извлечение из разъема;
- нормативы маркировки.
2. Электрический интерфейс:
- распиновка;
- параметры питания;
- тайминги и сигналы ввода-вывода.
3. Программный интерфейс:
- тип микросхемы ППЗУ;
- форматы данных и предустановленные поля прошивок;
- параметры интерфейса управления I2C;
- функции DDM(Digital Diagnostics Monitoring).
На сегодняшний день к модулям формата SFP/SFP+ относятся три спецификации MSA,выпущенных комитетом SNIA SFF,соблюдать которые обязалось большинство участников рынка:
Источник
asp24.ru
Оптические трансиверы SFP CWDM/DWDM
Трансиверы CWDM/DWDM SFP это экономичное и эффективное решение для организации протяженной системы спектрального уплотнения. Трансиверы поддерживают передачу данных на скорости от 100 Мбит/с до 2,5Гбит/с в рамках системы спектрального уплотнения или по двум волокнам. Все трансиверы CWDM/DWDM SFP являются двухволоконными: порт «Тх» для передачи, порт «Rx» для приема.
Модельный ряд трансиверов CWDM/DWDM SFP включает в себя решения для передачи данных на расстояние от 40 км до 160 км по одномодовому.
Широкий модельный ряд включает в себя решения для передачи данных только по одномодовым волокнам в рамках систем спектрального уплотнения CWDM или DWDM. В качестве передатчика используется DFB лазер (лазеры с распределенной обратной связью —Distributed Feed Back), который отличается достаточно узким спектром излучения (0,3 – 1 нм в зависимости от модели трансивера), и сигнал которого минимально подвержен хроматической дисперсии при передаче по одномодовым волокнам. В качестве приемника может использоваться один из двух типов фотодиодов: PIN – p-i-n фотодиоды для моделей с дальностью передачи до 100 км; APD – лавинные фотодиоды (Avalanche Photodiode) для моделей с дальностью передачи свыше 100 км. В качестве оптического интерфейса используется дуплексный оптический разъём LC.
Для мониторинга состояния, все трансиверы оснащаются функцией цифровой диагностики DDM (Digital Diagnostics Monitoring). Функция DDM даёт возможность отслеживать рабочие параметры оптического трансивера. Она в реальном времени способна отображать такие параметры как: подаваемое напряжение, температура трансивера, ток смещения лазера, исходящая оптическая мощность Tx, принимаемая оптическая мощность Rx.
Трансиверы CWDM/DWDM SFP могут быть предназначены для работы при температуре от 0 до 70°С в коммерческом исполнении и от -40 до +85°С в индустриальном исполнении.
ВНЕШНИЙ ВИД
 |  |
| Оптический трансивер CWDM SFP | Оптический трансивер DWDM SFP |
ОСОБЕННОСТИ
- Скорость передачи от 100 Мбит/с до 2,5Гбит/с
- Дальность передачи от 40 км до 160 км
- Частотная сетка:
- для CWDM >200ГГц (20 нм)
- для DWDM 100ГГц (0.8 нм)
- Функция «Горячей замены»
- Функция цифровой диагностики DDM
ПРИМЕНЕНИЕ
- Long-Haul сети
- MAN сети
- Сети Data center interconnect
КРАТКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
| Параметр | Значение | ||
| Мин. | Норм. | Макс. | |
| Скорость передачи данных | 100Мбит/с | 2,5Гбит/с | |
| Коэффициент ошибок | 10-12 | ||
| Дальность передачи, км | 40 | 160 | |
| Напряжение питания, В | 3.3 | ||
| Рабочая температура, °C (коммерческое исполнение) | 0 … +70 | ||
| Рабочая температура, °C (индустриальное исполнение) | -40…+85 | ||
ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ
 |
| Оптический трансивер CWDM/DWDM SFP |
ПОПУЛЯРНЫЕ МОДЕЛИ
Скачать PDF
Похожие записи:
modultech.ru