Обзор оптических трансиверов. Какие и для чего.

Часто у системных администраторов, не сталкивавшихся раньше с оптическим волокном, возникают вопросы, как и какое оборудование необходимо для организации соединения. Почитав информацию об оптоволоконных сетях, становится понятно, что для преобразования электрического сигнала сетевого устройства в оптический сигнал, нужен оптический трансивер. В этой статье мы приведём основные характеристики оптических модулей для приема/передачи информации, основные моменты, связанные с их использованием. Картинка представленная ниже, демонстрирует внешний вид различных оптических модулей.

Различные трансиверы
Различные трансиверы

Что и зачем

Современное сетевое оборудование рассчитано для передачи данных через оптическое волокно и имеет оптические порты.  В эти порты устанавливаются оптические модули, в которые уже можно подключить волокно. В каждом модуле расположены: оптический передатчик (лазер) и приемник (фотоприемник). При классической передаче данных с их использованием предполагается использовать два оптических волокна — одно для приема, другое для передачи. Рисунок ниже, демонстрирует коммутатор с оптическими портами и установленные в них оптические модули .

Коммутатор с оптическими портами и инсталлированными в них оптическими модулями
Коммутатор с оптическими портами и инсталлированными в них оптическими модулями

Виды оптических модулей

У тех кто еще не встречался с оптическими модулями возникают вопросы, какой же оптический приемопередатчик нужен в конкретной ситуации. Рынок предлагает огромное количество модулей с разными характеристиками. Попробуем прояснить какие модули необходимы для той или иной ситуации, при построении оптоволоконной сети. Оптические модули различаются:

·         формфактором (GBIC, SFP...);

·         типом технологии («прямые», CWDM, WDM, DWDM...);

·         мощностью (в децибелах);

·         разъемами (FC, LC, SC).

 

Различные формфакторы

В первую очередь модули различаются своим внешним видом - формфактором.

 

GBIC

GigaBit Interface Converter, активно использовался в 2000-х. Самый первый промышленно стандартизованный формат модулей. Применялся при передачи через многомодовые волокна. В настоящее время практически не применяется по причине своих габаритов.

 

GBIC трансиверы
GBIC трансиверы

SFP

Small Form-factor Pluggable, наследник GBIC. Практически самый распространенный в настоящее время  формат модулей благодаря своим размерам. Эти модули, благодаря своим небольшим габаритам, позволили значительно увеличить плотность портов на сетевом оборудовании. Например, стало возможно размещать 52 порта на одном коммутаторе. Возможная скорость передачи данных 100 и 1000 Mbits

SFP трансиверы
SFP трансиверы

SFP+

Enhanced Small Form-factor Pluggable. Размер сопоставим с модулями SFP. Одинаковый размер позволил создавать оборудование поддерживающее оптические модули SFP и  SFP+. Такие порты могут работать в режимах 1000Base/10Gbase. Лишь дальнобойные CWDM-модули имеют большую длину из-за радиатора. Однако такие модули могут работать только на расстоянии не более 80 км, иначе наблюдается сильный перегрев. На картинке снизу модуль SFP+

SFP+ трансиверы
SFP+ трансиверы

XFP

10 Gigabit Small Form Factor Pluggable. Также, как модули SFP+, используются для передачи данных на скоростях 10 Gbits, но размер немного шире. Увеличенный размер позволил этим модулям работать на большее расстояние по сравнению со стандартным SFP.

XFP трансиверы
XFP трансиверы

XENPAK

Модули, используемые преимущественно в оборудовании Cisco. Они способны работать на скорости 10 Gbits, но в нынешнее время практически не применяются и встречаются только в старых линейках маршрутизаторов. Также такие модули бывают для подключения медного провода 10GBase-CX4.

XENPAK трансиверы
XENPAK трансиверы

X2

Дальнейшее развитие модулей формата XENPAK. Часто в разъемы X2 можно установить модуль Twingig, в который уже можно установить два модуля SFP. Такой способ применяется в случае если оборудование не обладает портами 1GE. В продаже существуют адаптеры X2-SFP+ (XENPACK-TO-SFP+). Интересно, что такой комплект (адаптер+SFP+ модуль) выходит дешевле одного X2 модуля.

X2 трансиверы
X2 трансиверы

Такие форм-факторы как QSFP, QSFP+, CFP  не были затронуты в этой статье по причине их невысокой распространенности на данный момент.

 

Различные стандарты

Как известно, комитетом 802.3 принято множество разных стандартов Ethernet.

В основном сейчас распространены следующие типы:

100BASE-LX — 100 мегабит по волокну на 10км

100BASE-T — 100 мегабит по меди на 100 м

1000BASE-LX — 1000 мегабит по волокну на 10 км

1000BASE-T — 1000 мегабит по меди на 100 м

1000BASE-ZX — 1000 мегабит по одномодовому волокну на 70 км

10GBASE-LR — 10GE по одномодовому волокну на 10 км

10GBASE-ER — 10GE по одномодовому волокну на 40 км

 

Существуют модули и под другие стандарты, в том числе и 40GE и 100GE. Обычно, производитель указывает на модели модуля информацию по какому стандарту он будет работать. Но важно еще посмотреть, поддерживает ли оборудование тот порт который указан в характеристиках оптического модуля. Например, 100BASE-LX не заведется в порту коммутатора, поддерживающего только 1000BASE-LX.

 

С использованием спектрального уплотнения

Модули про которые было рассказано выше, передают сигнал в основном на длине волны 1310 нм или 1550 нм на двух волокнах (одно для передачи, другое для приема). Они имеют широкополосный фотоприемник (принимают все) и лазер, излучающий на определенной длине волны. Но имеется возможность использовать уплотнение по длине волны. Это дает возможность использовать меньшее количество волокон для организации нескольких каналов тем самым увеличивая пропускную способность одного волокна.

 

WDM

Такие модули работают в паре, с одной стороны сигнал передается на длине волны 1310 нм, с другой 1550 нм. Это позволяет вместо двух волокон для организации одного канала использовать одно. Приемник на таких модулях так и остается широкополосным. Бывают как для 1GE, так и для 10GE. Снизу фотографии пары WDM-модулей с различными разъемами для подключения патчкордов LC и SC.

WDM модули
WDM модули

Зачастую предпочтительнее использовать WDM-модули для малых расстояний. Их цена не очень большая. Причина — вы экономите целое волокно, на нем можно будет потом еще один такой же канал прогнать. Хотя конечно есть и другие способы экономии волокон.

 

CWDM

Дальнейшее продолжение технологии WDM. Возможно добиться 8 дуплексных каналов по одному волокну. Для этих целей используются CWDM-мультиплексоры (пассивные устройства с призмой внутри, дающая возможность делить сигнал по цветам с шагом 20нм в диапазоне от 1270нм до 1610нм). Для таких целей используют специальные CWDM-модули, обычно различающиеся по цветам дужек и передающие сигнал на определенной длине волны. В то же время приемник на них широкополосный. Одним из преимуществ таких модулей является большое расстояние для передачи данных (до 160 км). На рисунке ниже представлен малый комплект CWDM-SFP, на котором с использованием мультиплексоров можно поднять 2GE на одном волокне.

 

Как можно заметить, дужки у всех разные. В зависимости от длины волны модуль имеет свою раскраску. К сожалению разные производители по разному окрашивают модули.

CWDM модули
CWDM модули

Разъемы

Это место на модуле для подключения вашего патчкорда. На оптических модулях сейчас используются преимущественно два типа разъемов — SC и LC. Выглядят как квадраты и бывают большими и поменьше. Из этого следует, что на практике вы не сможете вставить патчкорд с разъемом SC в модуль с разъемом LC. В этом случае нужно будет менять патчкорд либо ставить переходник-адаптер. В большинстве случаев SFP-модули имеют разъем LC, в то время как X2/XENPAK — SC. Выше на изображениях уже были модули с различными разъемами.

Патчкорды для разъёмов трансиверов
Патчкорды для разъёмов трансиверов

 

Некоторые особенности

Все оптические модули потребляют электроэнергию и выделяют тепло. Это нужно учитывать в случае если все порты коммутатора будут забиты модулями. В этом случае нужно будет подумать о дополнительном охлаждении.

 

Так же не стоит недооценивать технику безопасности при работе с оптическими лазерами, в особенности стоит обращать внимание на дальнобойные мощные модули 10GE, которые могут выжечь сетчатку глаза. Такие случае редки, но имеют место быть.

 

У современных модулей, существует такая функция как DDM (Digital Diagnostics Monitoring), что позволяет осуществлять контроль состояния модулей через интерфейс оборудования. Самые важные параметры - температура  и принимающая мощность. 

 

Ряд вендоров создают свои трансиверы таким образом, что они не будут работать на оборудовании стороннего производителя. Вставив модуль одного производителя, например Cisco, в коммутатор другой компании, модуль просто не стал бы работать. Однако в последнее время производители стали меньше уделять времени на несовместимость оборудования. К тому же, появилась возможность разблокировать модули специальными командами, для их совместимости.

 

Про мощность сигнала. Мощность может быть не только слабой. Если сигнал приходит слишком сильный, можно сжечь фотоприемник. Обычно это относится к дальнобойными мощным модулям с дистанцией > 80 км. Для уменьшения мощности используют специальные аттенюаторы.

 

Заключение

Надеюсь, представленная здесь информация, поможет вам разобраться в разнообразии модулей и подобрать тот, который требуется для выполнения поставленной перед вами цели.
А если вдруг появились вопросы, то вы всегда сможете их нам задать через наш почтовый ящик sales@netstore.su




Ещё по теме

Совместимость трансиверов и модулей Cisco с коммутаторами Catalyst

Совместимость трансиверов и модулей Cisco с коммутаторами Catalyst

Совместимость различных модулей с маршрутизаторами Cisco ISR 4000

Совместимость различных модулей с маршрутизаторами Cisco ISR 4000

Cisco напрокат!

Cisco напрокат!

Тест-драйв трансиверов Cisco

Тест-драйв трансиверов Cisco

Ликбез по трансиверам 100G

Ликбез по трансиверам 100G


Написать отзыв

Внимание: HTML не поддерживается! Используйте обычный текст.
    Плохо           Хорошо
Мы вам перезвоним!