10GBASE LR 트랜시버는 광섬유 표준을 충족합니다.

 

G.652 광섬유가 생각보다 중요한 이유

 

보세요, 창고에 있던 광섬유 케이블을 누군가가 압수하는 배치를 많이 봤습니다. 악수. 10gbase lr트랜시버특히 ITU-T G.652 권장 사항을 준수하는 표준 단일{0}}모드 광섬유가 필요합니다. 이것은 임의의 관료주의적 말도 안되는 소리가 아닙니다.-G.652 광섬유의 색분산 특성은 10.3125Gbps 회선 속도에서 신호 무결성에 직접적인 영향을 미칩니다.

G.652 광섬유는 9/125μm 코어/클래딩 구성을 갖습니다. 좁은 코어 직경으로 인해 빛이 단일 모드로 전파되므로 다중 모드 설치를 괴롭히는 차동 모드 지연 문제가 제거됩니다. 10G LR 광학 모듈의 DFB 레이저 소스가 외부 분산 보상 없이 처리할 수 있는 1310nm에서 대략 18 ps/(nm·km) 색 분산을 보고 있습니다. 300미터가 넘는 OM3 케이블을 사용해 보세요.

일부 공급업체는 "프리미엄" 광섬유 옵션을 추진합니다. 10번 중 9번은 표준 G.652D가 메트로 캠퍼스에서 요구하는 모든 것을 처리합니다.

 

SFF-8431 및 물리 계층 핸드셰이크

 

MSA가 알려주지 않는 것: 열 성능은 제조업체마다 크게 다릅니다.

잘못 설계된 TO-캔 패키지는 인접 포트를 열 조절 방향으로 밀어 넣을 수 있는 방식으로 호스트 시스템의 공기 흐름에 열을 방출합니다. 합법적인 공급업체는 상업용{4}}등급 장치의 작동 온도를 0도에서 70도까지 지정하고 SFP-10G-LR-I와 같은 산업용 변형은 -40도까지 확장합니다. 이 작은 광학 하위 어셈블리 내부의 접합 온도는 주변 온도보다 30도 더 높아질 수 있습니다. 열 방출은 선택 사항이 아닙니다. 5년 배포와 18개월 후 보증 청구의 차이입니다.

 

IEEE 802.3ae: 기초 문서

 

2002년에 802.3ae가 출시되었을 때 네트워킹 세계는 여전히 기가비트 배포를 둘러싸고 있었습니다. 실무 그룹은 정말로 인상적인 것을 관리했습니다. 그들은 850nm 다중 모드에서 1550nm 확장된-도달 단일-모드에 이르는 물리 계층 변형을 정의했으며 모두 PCS 계층에서 공통 64b/66b 인코딩 체계를 공유했습니다.

조항 49는 물리적 코딩 하위 계층을 처리합니다. 52절은 LR 모듈의 PMD 특성을 지정합니다. 인코딩 효율성은 기가비트 이더넷{6}}오버헤드가 25%에서 약 3%로 감소하여 8b/10b 방식에 비해 크게 향상되었습니다. 이러한 효율성 향상은 10배의 대역폭 증가에도 불구하고 10G 광학 장치가 합리적인 전력 예산을 유지하는 이유를 부분적으로 설명합니다.

802.3ae에 규정된 최소 케이블 연결 거리는 2미터입니다. 사소해 보이지만 그 뒤에는 광학적 추론이 있습니다. 매우 짧은 거리에서는 수신 전력이 감지기 포화 임계값을 초과할 수 있습니다. 10gbase lr 트랜시버 레이저 출력은 일반적으로 -8.2dBm과 +0.5dBm 사이에서 측정됩니다. 수신기 감도는 -14.4dBm까지 확장됩니다. 3미터 패치 코드에서는 -14.4dBm 바닥에 도달하기 전에 0.5dB의 삽입 손실과 충분한 마진을 볼 수 있지만 적절한 링크 엔지니어링이 없으면 하이엔드에서는 잠재적으로 문제가 있을 수 있습니다.

 

DOM 구현: 실제로 SFF-8472

 

디지털 광학 모니터링으로 변환된 트랜시버 문제 해결. SFF-8472 사양은 모듈의 관리 핀에 2선 직렬 인터페이스(기본적으로 I²C)를 배치합니다. 10G 장거리 트랜시버는 TX 출력 전력, RX 입력 전력, 레이저 바이어스 전류, 공급 전압 및 내부 온도 등 5가지 중요한 매개변수를 보고합니다.

실제-세계 가치는 무엇인가요? 최근 메트로 링 배포 중에 DOM 판독값은 물리적 증상이 나타나기 전에 한 노드에서 바이어스 전류 이상을 표시했습니다. 레이저 성능이 저하되었습니다.{2}}바이어스 보상이 일반적인 25mA에서 70mA의 경보 임계값으로 밀려났습니다. 오전 2시 정전 요청에 응답하는 대신 예정된 유지 관리 중에 모듈을 교체했습니다.

모든 공급업체가 DOM을 동일하게 구현하는 것은 아닙니다. 일부는 ±3dB 정확도의 광 출력을 보고합니다. 고품질 제조업체는 ±1dB를 달성합니다. 성능 문제가 송신기, 수신기 또는 광케이블 플랜트에서 발생하는지 분리하려고 할 때 차이점이 중요합니다. 교정 데이터는 모듈 EEPROM에 있습니다.-저렴한 복제본은 때때로 실제 구성 요소 동작과 거의 관계가 없는 일반 값과 ​​함께 제공됩니다.

 

 

파장 질문: 왜 1310nm인가

 

1310nm 선택의 이면에 있는 엔지니어링 결정은 실리카 섬유의 감쇠 특성으로 거슬러 올라갑니다. 단일-모드 광섬유는 약 1310nm와 1550nm의 두 가지 전송 창을 나타냅니다. 둘 다 낮은-감쇠 영역에 있지만 1310nm는 표준 SMF의 제로 분산 파장과 일치합니다.

10GBASE-ER 및 10GBASE-ZR 변형은 더 긴 도달 거리가 더 낮은 감쇠를 요구하기 때문에 1550nm를 사용합니다(약 0.2dB/km 대 1310nm에서 0.35dB/km). 트레이드오프에는 색분산 관리가 포함됩니다. G.652 광섬유의 40km에 걸쳐 1550nm 전송은 보상 메커니즘 없이 상당한 펄스 확장을 축적합니다.

10km 링크의 경우 수학적으로는 1310nm가 유리합니다. 10gbase lr 트랜시버 모듈은 허용 가능한 손실 마진을 제공하면서 분산{4}}광섬유 요구 사항을 방지합니다. 캠퍼스 백본, 저장 영역 네트워크, 메트로 액세스 링-이러한 애플리케이션은 1550nm 확장된 도달 범위 광학의 비용 프리미엄을 거의 정당화하지 못합니다.-

 

실제 배포 시나리오

 

데이터 센터는 인접한 건물 사이를 상호 연결합니다. 엔터프라이즈 캠퍼스 집합. 이는 빵-및-버터 10GBASE-LR 애플리케이션을 나타냅니다. 링크 거리는 일반적으로 500미터에서 5킬로미터 사이입니다.-사양 내에서는 잘 맞지만 다중 모드 범위 제한을 초과합니다.

나는 일반적인 시나리오에 대한 링크 예산 계산을 추적하는 스프레드시트를 보관합니다. 4개의 LC 패치 패널(결합된 쌍당 0.3dB)과 함께 OS2 광섬유(1310nm에서 0.4dB/km)를 사용하여 6km를 실행하면 다음이 나타납니다.

광섬유 감쇠: 6 × 0.4=2.4 dB 커넥터 손실: 4 × 0.3=1.2 dB 접속 허용량: 0.5 dB 총계: 4.1 dB

10G LR 모듈의 전력 예산 약 6.2dB(송신기 최소 -8.2dBm ~ 수신기 감도 -14.4dBm)에 대해 2dB 마진을 유지합니다. 대부분의 환경 조건에 적합하지만 광섬유가 주차 구조물과 같이 온도 변화가 심한 공간을 통과하는 경우 3dB에 더 가깝기를 원합니다.

 

다중 공급업체 네트워크의 호환성 현실-

 

SFP+ MSA는 플러그{1}}앤드플레이 상호 운용성을 보장해야 했습니다. 현실은 더 지저분한 것으로 판명됩니다.

Cisco 모듈에는 포트를 활성화하기 전에 일부 스위치 펌웨어가 검증하는 독점 식별 데이터가 포함되어 있습니다. 타사-10gbase-lr sfp+ 트랜시버가 이러한 검사를 통과하려면 특정 공급업체 코딩이 ​​필요합니다. 일반 모듈은 OEM 제한을 적용하지 않는 Juniper, Arista 또는 Ubiquiti의 플랫폼에서 잘 작동합니다.

테스트가 중요합니다. 평판이 좋은 대체 제조업체는 주요 공급업체의 장비와 호환성 실험실을 유지합니다. 증거 없이 'Cisco 호환'이라고 주장하는 것이 아니라{2}}검증한 스위치 모델과 펌웨어 개정판을 명시할 것입니다. OEM과 타사 간의 가격 차이는-80%를 초과할 수 있습니다. 운영 호환성을 먼저 확인했다고 가정하면 이러한 절감액으로 인해 많은 예비 재고가 확보됩니다.

저는 개인적으로 생산 환경에서 Cisco-브랜드 광학 장치와 함께 FS.COM 및 StarTech 모듈을 실행해 왔습니다. 기능적으로 동일합니다. DOM 보고가 작동합니다. 네트워킹 하드웨어는 정상 작동 중에는 차이점을 알 수 없습니다. 보증 내용은 장비 공급업체 정책에 따라 다릅니다.

 

 

온도 및 환경 고려 사항

 

표준 상업용-등급 SFP+ 모듈은 0~70도 작동 범위를 지정합니다. 산업용 변형은 -40도에서 +85도까지 확장됩니다. 원격 배포, 통신실 또는 실내 온도 조절 장치가 없는 설치의 경우 구별이 중요합니다.

10G 광 트랜시버 내부에서 DFB 레이저의 임계 전류는 상당한 온도 감도를 나타냅니다. 추운 환경에서는 임계값 전류가 감소하지만 모드{2}}호핑 불안정성을 유발할 수 있습니다. 뜨거운 환경에서는 임계 전류가 더 높아져 노화 메커니즘이 가속화됩니다. 자동 전력 제어 회로는 설계 한계 내에서 보상하고-해당 한계를 초과하며 광 출력은 사양을 벗어납니다.

애리조나 여름의 야외 캐비닛은 실내 온도가 일반적으로 50도에 이릅니다. 산업용-등급 모듈이 없으면 트랜시버 수명을 놓고 도박을 하는 것입니다. 모듈당 -임시 부품-아마도 $20-30의 증분 비용으로 상당한 신뢰성 향상을 얻을 수 있습니다.

 

FCoE 및 프로토콜 지원

 

사람들의 관심을 끄는 점은 다음과 같습니다. 모든 10GBASE-LR 모듈이 Fibre Channel over Ethernet을 지원하는 것은 아닙니다. Cisco SFP-10G-LR-S 데이터시트에는 FCoE 비호환성이 명시적으로 명시되어 있습니다. SAN(Storage Area Network)에 FCoE 캡슐화가 필요한 경우 구매하기 전에 프로토콜 지원을 확인하십시오.

표준 10GbE 프레이밍은 FC 기본 시퀀스와 다릅니다. 이더넷 전용으로 최적화된 모듈은 스토리지 프로토콜의 다양한 트래픽 패턴과 타이밍 요구 사항을 처리하지 못할 수 있습니다. 이는 순수 IP 네트워크에서는 그다지 중요하지 않지만 통합 데이터 센터 패브릭에서는 매우 중요합니다.

 

링크 무결성 및 비트 오류율

 

IEEE 802.3ae는 성능 바닥으로 10^-12 BER을 지정합니다. 최신 10gbase lr 트랜시버 구현은 일반적으로 유리한 조건에서 더 나은 10^-15를 달성하는 것이 드문 일이 아닙니다. 이 수준의 오류율은 실용적인 목적으로 이더넷을 효과적으로 무손실로 만듭니다.

BER 저하가 나타나는 곳: 더러운 광케이블 커넥터(삽입할 때마다 검사), 굽힘 반경 초과, 스플라이스 불량 또는 송신기 노후화. LC 페룰의 단일 지문으로 인해 0.5-1.0dB의 추가 손실이 발생할 수 있습니다. 다중 홉 경로에 걸쳐 곱하면 갑자기 링크 예산이 사라집니다.

나는 모든 툴킷에 IPA 물티슈를 보관합니다. 5초 동안 커넥터를 청소하면 문제 해결에 몇 시간이 걸리지 않습니다.

 

주문 및 사양 참조

 

10G LR 광학 모듈을 구매할 때 요구 사항 목록에 다음 매개변수가 나타나야 합니다.

IEEE 802.3ae 10GBASE-LR 규정 준수

SFF-8431 기계적/전기적 적합성

SFF-8472 DOM 지원(Rev 12.0 이상 권장)

지정된 작동 온도 범위

전송 전력: -8.2 ~ +0.5 dBm 최소 사양

수신 감도: -14.4dBm 이상

파장: 1260-1355nm(공칭 1310nm)

커넥터: 이중 LC/UPC

제조업체 간 수신기 감도의 차이는 수 dB에 이를 수 있습니다. 프리미엄 모듈은 -17dBm 감도를 제공하여 공칭 10km 사양 이상으로 실제 링크 거리를 확장할 수 있습니다. 그것이 중요한지 여부는 특정 섬유 공장에 따라 다릅니다.

 

최종 관찰

 

10GBASE-LR 트랜시버는 성숙한 기술 틈새 시장을 차지하고 있습니다. 15년간의 생산 최적화를 통해 수십 개의 검증된 소스로부터 안정적이고 저렴한 모듈을 생산했습니다. 표준 준수는 상호 운용성을 보장합니다. 디지털 광학 모니터링은 가시성을 제공합니다. 열 공학이 수명을 결정합니다.

나를 계속 놀라게 하는 것은 고객이 기존 광케이블 용량을 얼마나 자주 활용하지 않는가입니다. 현재 10G-LR을 지원하는 단일{1}}모드 플랜트는 적절한 트랜시버 업그레이드를 통해 25G-LR 또는 심지어 100G-DR 신호를 전송할 수 있습니다. 광섬유 자체는 여러 장비 세대보다 오래 지속됩니다. 고품질 설치 관행{10}}적절한 케이블 관리, 문서화된 접속 손실, 검증된 커넥터 청결도에 투자하면{11}}10년과{12}}인프라 수명주기에 걸쳐 이익을 얻을 수 있습니다.

실제 요구 사항에 맞는 트랜시버를 선택하십시오. 배포하기 전에 제3자{1}}호환성을 확인하세요. DOM 매개변수를 모니터링합니다. 커넥터를 청소하십시오. 나머지는 대부분 자체적으로 처리됩니다.