BiDi 트랜시버 애플리케이션: 최신 네트워크를 위한 단일 광섬유 솔루션

BiDi(양방향) 트랜시버는 두 개의 서로 다른 파장과 WDM 기술을 사용하여 단일 광섬유 가닥을 통해 동시에 데이터를 전송 및 수신하여 링크당 광섬유 수를 효과적으로 절반으로 줄입니다.이는 캠퍼스 백본 연결, FTTH 액세스 네트워크, 5G 프런트홀/백홀 링크, 메트로 링 아키텍처 및 CCTV 감시 시스템에 널리 배포됩니다. 이 문서에서는 BiDi 단일 광섬유 기술이 실제로 작동하는 방식, 적용 가능한 위치, 배포를 시작하기 전에 확인해야 할 사항에 대해 설명합니다.

 

 

BiDi 단일 광섬유 전송이 실제로 작동하는 방식

표준 이중 송수신기에는 두 개의 광섬유가 필요합니다.-하나는 전송용이고 다른 하나는 수신용입니다. BiDi 트랜시버는 이를 단일 가닥으로 축소합니다. 핵심 구성 요소는 WDM 커플러라고도 불리는 다이플렉서입니다. 이 다이플렉서는 모듈 내부에 위치하며 한 번에 두 가지 작업을 수행합니다. 이는 로컬로 생성된 전송 파장을 광섬유에 연결하는 동시에 들어오는 수신 파장을 분할하여 광검출기로 전달합니다.

그만큼IEEE 802.3ah사양은 원래 단일{2}}모드 광섬유를 통해 1310nm/1490nm 파장 쌍을 사용하는 EFM(Gigabit Ethernet in the First Mile)에 대한 이 접근 방식을 정의했습니다. 그 이후로 이 개념은 더 높은 데이터 속도로 확장되었습니다. 오늘날의 10G BiDi SFP+ 모듈은 일반적으로 10~60km 도달 거리에 1270nm/1330nm 쌍을 사용하는 반면, 25G SFP28 BiDi 변형은 5G 모바일 전송을 위해 최대 40km의 거리를 지원합니다. 100G에서 QSFP28 BiDi는 정의된 4개의 CWDM 파장을 활용합니다.ITU-T G.694.2(1271, 1291, 1311, 1331nm)을 사용하여 데이터 센터 내부에서 단거리-단거리-광섬유 연결을 달성합니다.

사람들을 당황하게 만드는 한 가지 세부 사항: BiDi 모듈은 항상 일치하는 쌍으로 배포되어야 합니다. A면은 한 파장에서 전송하고 다른 파장에서 수신합니다. B 측은 그 반대를 수행합니다. 링크의 반대쪽 끝에 2개의 A면 모듈을 설치하면 이를 감지하도록 조정된 수신기 없이 양쪽 끝이 동일한 파장으로 전송됩니다.{2}}링크가 어둡게 유지됩니다. 이는 일반적인 배포 실패로, 특히 설치 프로그램이 패치 전에 A/B 라벨을 확인하는 대신 동일한 트레이에서 두 개의 동일한 모듈을 가져올 때 발생합니다. 창고 단계에서 A면과 B면을 색상으로 구분하거나 라벨을 지정하면 이러한 문제가 대부분 해결됩니다. 이면의 메커니즘 이해광링크 모듈 동작이런 종류의 실수를 방지하는 데 도움이 됩니다.

 

캠퍼스 및 엔터프라이즈 백본 네트워크

BiDi 트랜시버에 대한 경제적 주장은 캠퍼스 환경에서 가장 쉽게 확인할 수 있습니다. 수백 에이커에 걸쳐 분산된 수십 개의 건물에 광섬유 연결을 제공하는 중간 규모의 대학을 생각해 보세요. 표준 이중 송수신기를 사용하는 각 건물-간-링크에는 두 개의 광섬유 가닥이 필요합니다. BiDi로 전환하면 모든 링크가 한 가닥으로 떨어집니다.

패치 코드, 접속 작업, 광케이블 활용 측면에서 절감 효과가 더해집니다.-특히 도관 공간이 좁은 장거리 캠퍼스에서는 더욱 그렇습니다. 손익분기점은-링크 길이, 모듈 가격, 로컬 설치 비용에 따라 다르므로 프로젝트마다 다릅니다. 섬유가 풍부한 짧은 거리에서는 이중 광학이 여전히 더 간단할 수 있습니다. 그러나 가닥 수가 제한되거나 노후된 도관에 더 많은 케이블을 사용할 수 없는 경우 BiDi는 경제성을 바꿉니다.

자재 비용 외에도 스트랜드 수가 적다는 것은 도관 혼잡이 적고 삽입 손실이 발생하는 스플라이스 수가 적으며 문제 해결이 더 간단하다는 것을 의미합니다. 캠퍼스 기획자의 주요 결정 요인은 가닥 가용성, 링크 길이 및 광학 예산입니다. 우리의 가이드다양한 속도의 SFP 트랜시버 유형속도-별-비교가 필요한 경우 모듈 옵션을 다룹니다.

 

 

FTTH 및 광대역 액세스 네트워크

광섬유-를-가정에-배포하는 것은 틀림없이 BiDi 기술의 광섬유에 가장 민감한-애플리케이션입니다. 지점-대-FTTH 아키텍처에서 모든 가입자 연결에는 OLT(광선 단말기)에서 구내까지 전용 광섬유가 필요합니다. BiDi를 사용하여 이를 단일 가닥으로 줄이는 것은 인프라 비용에 직접적인 영향을 미칩니다.{8}}정확한 절감 효과는 현지 광섬유 가격, 도관 가용성 및 설치 인건비에 따라 달라집니다.

여러 대규모-국가 광대역 프로그램에서는 액세스 계층 연결을 위해 BiDi를 채택했습니다.-일반적으로 1G 속도에서 1310nm/1490nm 또는 1310nm/1550nm 파장 쌍을 사용합니다.. 10대역폭 수요가 증가함에 따라 G 변형이 점점 보편화되고 있습니다. 하지만 광섬유가 이미 저렴하고 풍부한 경우 또는 액세스 토폴로지가 지점간 아키텍처 대신 PON(수동 광 네트워크)을 사용하는 경우에는 비용 이점이 약해집니다. PON 시스템에는 자체 파장 관리 기능이 있으며 동일한 방식으로 BiDi 모듈의 이점을 얻지 못합니다.

 

 

5G 프론트홀 및 백홀 전송

밀도가 높은 5G 구축에서 BiDi는 두 가지 실용적인 방법으로 도움을 줍니다. 즉, 가닥 소비를 줄이고 혼잡한 덕트에서 케이블 부피를 줄입니다. 각 셀 사이트에는 중앙 집중식 베이스밴드 장치와 원격 라디오 헤드 사이에 여러 개의 고대역폭 링크가 필요할 수 있으며, 도시 배포에서는 광섬유 덕트 공간이 해결하기 가장 어려운 제약인 경우가 많습니다.

25G SFP28 BiDi 모듈은 DU(분산 장치)를 RU(무선 장치)에 연결하는 eCPRI 및 CPRI 프로토콜을 지원하는 5G 프런트홀을 위한 실용적인 옵션입니다. 단일{6}}모드 광섬유를 통한 1270nm/1330nm 파장 쌍은 프런트홀 세그먼트의 일반적인 10~20km 거리를 포괄합니다. 셀 사이트에서 모바일 코어까지의 백홀 집합을 위해 10G BiDi SFP+ 모듈은 비트당 더 낮은 비용으로 트래픽을 처리합니다.

BiDi가 모바일 운영자에게 유용한 이유는 새 케이블을 뽑지 않고도 기존 다크 파이버를 재사용할 수 있다는 점입니다. 원래 이중 연결을 통해 4G를 지원했던 광섬유 공장은 BiDi로 전환하여{2}}트렌칭이나 지연을 허용하지 않고 더 많은 링크를 제공할 수 있습니다. 그러나 문제가 있습니다. 다이플렉서는 삽입 손실을 추가하여 링크 마진을 좁힙니다. 광학 예산이 이미 부족한 프런트홀 부문에서는 BiDi가 이중과 동일한 거리에서 작동한다고 가정하기 전에 전력 예산을 확인하십시오.

주목할 만한 배포 패턴 중 하나는 일부 통신업체가 동일한 광섬유 번들에서 25G BiDi 프런트홀과 10G BiDi 백홀을 결합하여{2}}겹치지 않는 파장 쌍(프런트홀의 경우 1270nm/1330nm, 백홀의 경우 1490nm/1550nm)을 사용한다는 점입니다. 이러한 공존은 효과적이지만 사전에 신중한 파장 계획이 필요합니다.

 

지하철 및 WDM 링 네트워크

수도권 네트워크는 용량 증가와 광케이블 가용성 사이에서 지속적인 긴장에 직면해 있습니다. BiDi는 각 노드가 공유 광섬유 경로에서 양방향으로 트래픽을 전달하는 메트로 링 아키텍처에 자연스럽게 맞습니다.

단일 BiDi 파장 쌍 이상이 필요한 메트로 애플리케이션의 경우 이 기술은 패시브와 잘 통합됩니다.CWDM 다중화기/역다중화기 플랫폼. 여러 BiDi 채널을 동일한 파이버에 오버레이하면 새로운 파이버 구성 없이 용량이 점진적으로 확장됩니다. 이러한 계층적 접근 방식-광섬유 효율성을 위한 BiDi와 파장 밀도를 위한 CWDM-은 지역 서비스 제공업체의 비용 효율성을 향상시킬 수 있지만 총 비용은 채널 수, 거리 및 증폭 필요 여부에 따라 달라집니다.

 

 

감시, 비디오 및 특수 애플리케이션

고밀도 CCTV 및 IP 감시 설치는 덜 명확하지만 실용적인 사용 사례입니다. 대규모 캠퍼스 보안 시스템은 200개 이상의 IP 카메라를 중앙 비디오 관리 서버에 다시 연결할 수 있습니다. 각 카메라 링크는 상대적으로 낮은-대역폭이지만 이중 연결을 사용하면 총 광섬유 수가 빠르게 증가합니다.

1000BASE-BX 속도의 BiDi SFP 모듈은 단일 광섬유 가닥의 이러한 링크를 처리하며 단순 LC 커넥터는 이중 대안보다 패널 공간을 덜 차지합니다. 디지털 비디오 방송, 산업용 모니터링, 고밀도 스위치--밀도 스위치-가 좁은 공간에서 상호 연결되는 경우 모두 동일한 원리의 이점을 얻습니다.

 

BiDi가 최선의 선택이 아닐 수 있는 경우

BiDi가 모든 링크에 대한 정답은 아닙니다. 표준 이중 광학 장치가 더 간단하거나 더 안정적일 수 있는 몇 가지 상황:

• 섬유질은 이미 풍부합니다.도관에 예비 가닥이 많이 있는 경우 광섬유 절감 효과가 높은 모듈 비용과 일치하는 쌍의 재고 복잡성을 상쇄하지 않습니다.-
• 팀은 양쪽 끝에서 동일한 광학 장치를 선호합니다.듀플렉스는 각 끝에서 동일한 모듈을 사용합니다. BiDi에는 A면과 B면이 필요합니다. 광학 경험이 제한된 팀의 경우 균일한 재고로 오류가 줄어듭니다.
• 광학 마진이 좁은 긴 링크.다이플렉서는 삽입 손실을 추가합니다. 모듈의 최대 도달 범위에 가까운 링크에서는 추가 손실로 인해 전력 예산을 초과할 수 있습니다.
• 기존 패치 규칙은 이중 방식을 가정합니다.BiDi로 전환한다는 것은 직원을 재교육하고 문서를 업데이트한다는 것을 의미합니다. 소규모 배포의 경우 전환 비용이 그만한 가치가 없을 수도 있습니다.
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배포 체크리스트

항목 확인	중요한 이유	확인할 사항
A/B 쌍 매칭	일치하지 않는 모듈은 가장 일반적인 BiDi 오류입니다.	한쪽 끝에서 A면을 확인하고 다른 쪽 끝에서 B면을 확인합니다. 배송 전 라벨
광전력 예산	Diplexer는 이중 모듈에 비해 삽입 손실을 추가합니다.	총 링크 감쇠를 계산합니다. 모듈 사양과 비교
파장 충돌	BiDi 파장은 동일한 광섬유의 CWDM/DWDM과 겹칠 수 있습니다.	전체 광섬유 경로에 대한 파장 계획 검토
DOM/DDM 지원	SFF-8472에 따른 실시간- 모니터링으로 성능 저하를 조기에 포착	모듈이 Tx/Rx 전력, 온도 및 바이어스 전류를 보고하는지 확인합니다.
재고 및 예비품	A{0}}면과 B{1}}면 예비품이 모두 필요합니다.	사이트 당 최소 한 쌍의 예비품을 비축하십시오. 명확하게 라벨을 붙이다

 

 

예: 10km가 넘는 10G BiDi Link 예산

링크에 BiDi를 배포하기 전에 총 경로 손실이 모듈의 광 예산 내에 유지되는지 확인하십시오. 다음은 표준을 사용하여 10km 단일{4}}모드 광섬유 실행에서 10G BiDi SFP+ 모듈에 대한 작업 예입니다.ITU-T G.652D섬유 매개변수:

매개변수	값	원천
광섬유 감쇠(1270nm, 10km)	0.35dB/km × 10=3.5dB	G.652D 사양, 1310nm 창
커넥터 손실(결합 쌍 2개)	0.3dB × 2=0.6dB	TIA-568 등급, LC/UPC
접속 손실(융착 접속 1개)	0.1dB × 1=0.1dB	일반적인 융착 접속
다이플렉서 과잉 손실(양단)	~1.0dB	모듈 내부, 공급업체별 데이터시트
총 예상 경로 손실	5.2dB
모듈 링크 예산(Tx 최소 - Rx 감도)	14.0dB	일반적인 10G BiDi SFP+ 데이터시트
남은 마진	8.8dB

8.8dB 여유가 적당합니다.{1}}광케이블 노후화, 향후 수리 접합 및 시간 경과에 따른 커넥터 오염을 고려합니다. 이 마진이 3dB 미만으로 떨어지면 더 높은-전력 모듈이나 더 짧은 도달 범위 변형을 고려하세요. 다이플렉서 손실 라인은 이중 예산과의 주요 차이점입니다. 동일한 데이터 전송률의 표준 이중 트랜시버는 해당 마진의 대략 1dB를 회수합니다.

 

 

자주 묻는 질문