Optinio ryšio modulis turi atitikti diegimo reikalavimus

 

Optinio ryšio moduliai paverčia elektrinius signalus į optinius signalus, kad jie būtų perduodami šviesolaidiniais{0}}optiniais kabeliais, tada gautus optinius signalus paverčia atgal į elektrinę formą. Optinio ryšio modulio poreikių supratimas padeda užtikrinti sėkmingą diegimą kruopščiai derinant modulio specifikacijas ir tinklo infrastruktūrą, įskaitant suderinamumą, aplinkos sąlygas, galios apribojimus ir perdavimo parametrus.

 

 

Kritiniai suderinamumo reikalavimai

 

Formos faktoriaus ir sąsajos atitikimas

Prievadų suderinamumas yra svarbiausias dalykas,{0}}kad siųstuvo-imtuvo modulis fiziškai tilptų ir tinkamai veiktų numatytame prievade. Įprasti formos veiksniai yra SFP, skirtas duomenų perdavimo spartai iki 10 Gbps, QSFP, palaikantis iki 40 Gbps, ir naujesni QSFP-DD ir OSFP formatai, skirti 400G ir 800G programoms.

Kabelio tipas, atstumas, greitis, formos{0}}faktorius, jungtis ir pardavėjo suderinamumas yra svarbūs veiksniai, lemiantys, kokio siųstuvo-imtuvo ar kabelio jums reikia. Daugelis tinklo įrangos gamintojų įdiegia patentuotas identifikavimo sistemas, kad patikrintų modulio autentiškumą, o tai gali turėti įtakos trečiųjų šalių modulių suderinamumui.

Pagrindiniai suderinamumo kontroliniai taškai:

Fiziniai matmenys: patikrinkite, ar modulio formos koeficientas atitinka turimus narvelio lizdus

Elektrinė sąsaja: įsitikinkite, kad programinė įranga ir tvarkyklės palaiko protokolą (pvz., atnaujinkite jungiklio programinę-aparatinę įrangą, kad ji palaikytų NDR protokolą ir įgalintų automatinį optinio modulio atpažinimą).

Pardavėjo kodavimas: Kai kuriems jungikliams moduliams atpažinti reikalingas specialus EEPROM kodavimas

Uosto tankis: apskaičiuokite bendrą prievado poreikį pagal važiuoklės talpą

Pluošto tipo koordinavimas

Pasirinkimas tarp vieno-mode ir kelių{1}}modžių šviesolaidžių turi įtakos atstumo galimybėms ir pritaikymui,-vieno-mode skaidulos puikiai tinka perdavimui dideliais-atstumais, o kelių{5}}modžių skaidulos tinka trumpesniems atstumams.

Du jungikliai, jungiami per optinius prievadus, turi išlaikyti nuoseklias skaidulų charakteristikas: turi sutapti vieno pluošto arba dviejų skaidulų režimai, vieno -mode arba kelių-režimų tipai turi būti suderinti, o bangų ilgiai turi būti identiški (ypač vieno-pluošto siųstuvų-imtuvų, kurių perdavimo ir priėmimo bangos ilgiai skiriasi).

Daugiarežimas pluoštas paprastai naudoja 50 µm arba 62,5 µm šerdies skersmenį, suporuotą su 850 nm bangos ilgio siųstuvais-imtuvais, kad būtų galima pasiekti iki 2 km. Vienmo{6}}modo skaidulos naudoja 9 µm branduolius, kurių bangos ilgis yra 1310 nm arba 1550 nm, atlaikančius atstumus nuo 2 km iki 80 km ar daugiau.

 

Aplinkos ir eksploatavimo sąlygos

 

Temperatūros diapazono klasifikacija

Pramoninio lygio siųstuvai-imtuvai atlaiko temperatūrą nuo -40 laipsnių iki 85 laipsnių, o komercinės klasės moduliai veikia nuo 0 iki 70 laipsnių. Lauko aplinkai su dideliais temperatūros svyravimais, pavyzdžiui, lauko bazinėms stotims, reikalingi pramoniniai optiniai moduliai, o stabilioje patalpų aplinkoje, pavyzdžiui, kompiuterių salėse, gali būti naudojami komercinio lygio moduliai.

Temperatūros specifikacijos turi didelę reikšmę:

Komercinis temperatūros diapazonas(nuo 0 laipsnių iki 70 laipsnių):

Standartinės duomenų centro programos

Klimato{0}}kontroliuojamos įrangos patalpos

Vidiniai įmonių tinklai

Biurų pastatų įrengimas

Išplėstas temperatūros diapazonas(nuo -20 laipsnių iki 85 laipsnių):

Sudėtingos lauko sąlygos

Nuotolinės telekomunikacijų svetainės

Vidutinė pramoninė aplinka

Pramonės temperatūros diapazonas(nuo -40 laipsnių iki 85 laipsnių):

Pramoniniai valdymo tinklai ir karinių ryšių įranga, kuriai reikalingas stabilus veikimas esant ekstremalioms temperatūroms

Griežtas naudojimas lauke

Transporto sistemos

Elektros įrenginių tinklai

Temperatūra tiesiogiai veikia perdavimo galią, imtuvo jautrumą ir bitų klaidų dažnį (BER)-aukšta temperatūra gali sumažinti perdavimo galią ir sutrumpinti signalo perdavimo atstumą, o žema temperatūra gali sukelti per didelę perdavimo galią ir signalo iškraipymą.

Energijos suvartojimas ir šilumos valdymas

Ankstyvieji 400 Gbps optiniai moduliai sunaudojo 10-12 W, o ilgalaikiai-tikimasi 8-10 W, o 800 Gbps moduliams reikia maždaug 16 W. Energijos sąnaudos labai skiriasi priklausomai nuo architektūros – 4:1 pavarų dėžės sprendimas sunaudoja 3,5 W, 2:1 pavarų dėžė – 2,5 W, o vienos bangos ilgio 100 Gbps konstrukcija sumažina suvartojimą iki 1,5 W.

Duomenų centrai susiduria su didėjančiais energijos vartojimo iššūkiais, nes didėja modulių tankis. Mažo energijos suvartojimo moduliai ne tik sumažina energijos sąnaudas, bet ir palengvina greito šildymo problemas tankiai{1}}supakuotuose jungiklių prievaduose.

Galios biudžeto svarstymai:

Apskaičiuokite bendrą galios suvartojimą visuose apgyvendintuose prievaduose

Account for 15% power increase at elevated temperatures (>70 laipsnių)

Patikrinkite jungiklio važiuoklės maitinimo pajėgumą

Apsvarstykite, ar šiluminė talpa-QSFP-DD palaiko 8–10 W, o OSFP palaiko 12–15 W su integruotais aušintuvais

Suplanuokite aktyvią aušinimo infrastruktūrą, skirtą didelio{0}}tankio diegimams

 

 

Perdavimo parametrai ir našumas

 

Duomenų perdavimo spartos ir atstumo reikalavimai

Reikalingas duomenų perdavimo greitis lemia modulio pasirinkimą-skirtingi moduliai palaiko skirtingus greičius, pvz., 1 Gbps SFP, 10 Gbps SFP+ ir iki 400 Gbps QSFP-DD. Suderinus optinio ryšio modulio poreikius su programos reikalavimais, išvengiama perteklinio-teikimo ar našumo kliūčių.

Atstumo reikalavimai tiesiogiai įtakoja technologijos pasirinkimą:

Trumpas pasiekiamumas(iki 2 km):

Kelių{0}}režimų skaidulos su VCSEL lazeriais

Mažesnė kaina vienam uostui

5G priekinio perdavimo tinklai, jungiantys mažas ląsteles ir nuotolinius radijo įrenginius tankiose diegimo vietose

Vidutinis pasiekiamumas(2–10 km):

Vienmo{0}}modo skaidulos su DFB lazeriais

Vidutinis energijos suvartojimas

Universiteto jungtys

Ilgas pasiekiamumas(10-40 km):

Vienmodės{0}}modo skaidulos su EML lazeriais

5G atgalinio ryšio tinklo agregavimas ir pagrindiniai sluoksniai, kuriems reikalingi nuoseklūs 100G/200G/400G moduliai C-juoste

Išplėstas pasiekiamumas(40 km+):

Darni aptikimo technologija

Didesnė galia ir kaina

Tarp-duomenų centrų ryšiai

Išmaniųjų skaičiavimo centrų konfigūracijos apima 1920 800G OSFP DR8 optinius modulius, prijungtus prie jungiklių, sukuriančių Fat-Tree topologiją, realizuojant itin-didelės-greitos GPU sujungimą su 500 m perdavimo atstumu.

Bangos ilgis ir optinis biudžetas

Bangos ilgio specifikacijos nanometrais (nm) turi atitikti tinklo įrangos galimybes{0}}įprasti bangos ilgiai yra 850 nm, 1 310 nm ir 1 550 nm.

Optinės galios biudžetas apima tris veiksnius:

Perduoti galią: Lazerio išvestis turi įveikti skaidulų slopinimą ir jungties nuostolius

Imtuvo jautrumas: Mažiausias aptinkamas signalo stiprumas priėmimo gale

Susieti biudžeto maržą: perdavimo optinė galia ir priėmimo jautrumas turi atitikti suderinamus suporuotų jungiklių diapazonus

Apskaičiuokite nuorodos biudžetą: bendras nuorodos biudžetas (dB)=siųstuvo galia - imtuvo jautrumas - bendras nuostolis - saugos riba

 

Diegimo konfigūracija ir geriausia praktika

 

Diegimo procedūros

Tinkamas montavimas prailgina modulio tarnavimo laiką ir apsaugo nuo gedimų. Prieš diegdami įvertinę optinio ryšio modulio poreikius, įsitikinsite, kad turite tinkamas specifikacijas ir pagalbinę infrastruktūrą.

Paruošimas prieš-diegimą:

Pritvirtinkite ESD{0}}prevencinį riešo arba kulkšnies dirželį pagal pateiktas instrukcijas

Patikrinkite, ar modulio specifikacijos atitinka tinklo reikalavimus

Patikrinkite, ar skaidulinės jungtys neužterštos

Kai moduliai neįdiegti, laikykite švarius dangčius nuo dulkių ir apsaugokite linijos korteles su SFP narvelių dangčiais

Diegimo seka:

Prieš montuodami modulius atjunkite visus laidus, nes išimdami arba įdėdami modulius su prijungtais šviesolaidiniais{0}}laidais galite sugadinti laidus, jungtis arba optines sąsajas

Sulygiuokite modulį su prievado kreipiamaisiais bėgiais

Visiškai įstumkite modulį į lizdą, kol jis tvirtai užsifiksuos

Priveržkite tvirtinimo varžtus 2-o numerio Phillips atsuktuvu, pritvirtindami dešinįjį varžtą prieš kairįjį

Nuimkite optinių angų dulkių kamščius tik sumontavę modulį

Prijunkite išvalytus skaidulinius kabelius prie siųstuvų-imtuvų

Tinklo konfigūracijos reikalavimai

Konfigūruokite tinkamą kabelio tipą (DAC / ACC / AOC) ir perdavimo atstumą, kad išvengtumėte per didelio BER-AOC kabeliai turi būti sukonfigūruoti „aktyviuoju“ režimu.

Svarbūs konfigūracijos parametrai:

Dvipusis režimas: Greitis ir dvipusis režimas turi būti nustatytas į priverstinį 100 M, Gigabit pilną dvipusį arba automatinį-negotiation-neatitinkantys nustatymai neleidžia sukurti saito

Srauto valdymas: RoCE tinkluose jungiklio prievaduose įjunkite prioritetinį srauto valdymą (PFC) ir aiškų perkrovos pranešimą (ECN).

Klaidų taisymas: pagal atstumą ir moduliaciją nustatykite tinkamą į priekį klaidų taisymą (FEC).

Skaitmeninė diagnostika: įgalinkite skaitmeninį diagnostikos stebėjimą (DDM), kad realiuoju laiku{0}}stebėtumėte temperatūrą, įtampą ir optinės galios lygius

 

Taikymas-Konkrečios pastabos

 

Duomenų centro diegimas

Duomenų centrams reikalingas didžiulis optinių modulių kiekis -vienu eilu didesniu nei telekomunikacijų programos-, ypač pabrėžiant mažą energijos suvartojimą, mažą dydį ir trumpesnius, maždaug 3 metų, iteracijos ciklus. Vertinant optinio ryšio modulio poreikius duomenų centrų aplinkoje, reikia skirti ypatingą dėmesį tankiui, galiai ir delsai.

Lapų-stuburo architektūros poreikis:

Nuoseklus delsa visuose keliuose

Didelis prievadų tankis dėl perteklinio prenumeratos koeficiento

LPO (Linear Drive Pluggable Optics) moduliai, skirti itin{0}}trumpo

Pramonė ir telekomunikacijos

Karinėms operacijoms reikalingi saugūs, netrukdomi ryšio kanalai -optinio ryšio moduliai užtikrina lengvą-pagrįstą perdavimą, kuris yra daug mažiau jautrus perėmimui ar trukdymui nei radijo dažnių sistemos.

Pramonės pritaikymui pirmenybė teikiama:

Išplėstinė temperatūros tolerancija

Atsparumas vibracijai ir smūgiams

Ilgalaikis{0}}patikimumas be dažno keitimo

Perteklinės žiedų topologijos, palaikančios perdavimo spartą iki 12 megabaudų per sekundę šviesolaidinėmis{1}}jungtimis iki trijų kilometrų, o dažnis nepriklauso nuo atstumo

Telekomunikacijų paslaugų teikėjai susiduria su unikaliais optinio ryšio modulio poreikiais, kuriuos lemia geografinė įvairovė, didesnio pasiekiamumo reikalavimai ir operatoriaus{0}}patikimumo standartai.

 

Patvirtinimas ir stebėjimas

 

Išankstinis-diegimo bandymas

Naudokite ping arba ibping įrankius, kad patikrintumėte ryšį nuo pabaigos{0}} iki- ir neprarastumėte paketų, tada atlikite pralaidumo testus, kad būtų pasiektos bent 90 % linijos greičio tikslinės vertės.

Testavimo kontrolinis sąrašas:

Bitų klaidų dažnio matavimai esant apkrovai

Optinės galios lygiai pagal specifikacijas

Temperatūros stabilumas veikimo diapazone

Ryšio sklendės bandymas, siekiant užtikrinti ryšio patikimumą

Nuolatinė priežiūra

Įdiekite tinklo valdymo sistemas, kad surinktumėte rodiklius, įskaitant optinio modulio būseną, nuorodų naudojimą ir PFC pauzės kadrų skaičių, stebėdami{0}}realiu laiku. Suprasti nuolatinius optinio ryšio modulio poreikius padeda planuoti pajėgumus ir aktyviai planuoti keitimo planus.

Stebėkite pagrindines metrikas:

Optinio perdavimo ir priėmimo galios tendencijos

Modulio temperatūra, palyginti su aplinkos sąlygomis

Bitų klaidų dažnio modeliai, rodantys degradaciją

Sąsajos klaidų skaitikliai ir išmetimai

Rezervuokite 20 % optinių modulių prievadų ir susiekite pralaidumą, remdamiesi verslo augimo prognozėmis, kad palaikytumėte grupių plėtrą planuodami pajėgumus.

 

Dažnai užduodami klausimai

 

Kas nutiks, jei naudosiu komercinio{0}}klasės modulį, kai lauko temperatūra žemesnė nei 0 laipsnių?

Kai optiniai moduliai veikia už vardinių temperatūrų diapazonų ribų, jie generuoja daugiau signalo gedimų ir sunkiais atvejais gali patirti nuolatinę žalą{0}}padidėja veikimo galia, o vidinis imtuvas apdoroja signalus su didelėmis klaidomis. Komerciniams moduliams trūksta temperatūros kompensavimo mechanizmų ir sukietėjusių komponentų, esančių pramoniniuose variantuose, todėl darbas nestabilus ir galimi gedimai šaltoje aplinkoje.

Ar galiu vienoje nuorodoje maišyti vieno{0}}mode ir kelių{1}}modžių šviesolaidžius?

Ne. Vienmodės-modės ir daugiamodės Bandymas juos prijungti sukelia rimtą signalo praradimą ir perdavimo sutrikimą. Abiejuose optinio ryšio galuose turi būti naudojamas tas pats pluošto tipas, o siųstuvai-imtuvai turi atitikti tą specifikaciją.

Kaip apskaičiuoti, ar mano jungiklis turi pakankamai energijos papildomiems moduliams?

Susumuokite visų modulių, kuriuos planuojate įdiegti, maksimalaus energijos suvartojimo specifikacijas, pridėkite 15-20 % pridėtinių išlaidų, susijusių su temperatūros padidėjimu-, tada palyginkite su jungiklio važiuoklės maitinimo šaltinio nominaliąja verte, atėmus kitų komponentų suvartojamą galią. Didelės spartos moduliai, pvz., 400 G ir 800 G, gali sunaudoti po 10-16 W, greitai sunaudodami turimą galią esant didelio tankio konfigūracijoms. Kruopštus optinio ryšio modulio poreikių įvertinimas apsaugo nuo su galia susijusių diegimo gedimų.

Kodėl modulių suderinamumas yra svarbus, jei formos koeficientas tinka fiziškai?

Tinklo įranga dažnai naudoja patentuotą identifikavimo technologiją, kad patikrintų modulio autentiškumą. Trečiųjų šalių moduliai gali sukelti suderinamumo problemų ir gali anuliuoti garantijas, net jei fiziškai suderinami. Be fizinio tinkamumo, elektrinis signalizavimas, programinės įrangos lūkesčiai ir EEPROM kodavimas turi būti suderinti, kad veiktų patikimai. Visada patikrinkite suderinamumą naudodami gamintojo dokumentus arba suderinamumo matricas.