광섬유 SFP 모듈은 데이터를 효율적으로 처리합니다.

 

 

아무도 이야기하지 않는 전환 과정

 

작은 금속 하우징 내부에서 실제로 일어나는 일은 다음과 같습니다. 레이저 다이오드 또는 VCSEL은 일반적으로 850nm에서 1550nm 사이의 파장에서 광자를 광섬유로 발사합니다. 수신 측의 광검출기는 이러한 광자를 포착하여 다시 전자로 바꿉니다. 종이에 충분히 간단합니다.

그러나 효율성 향상은 발생하지 않는 일에서 비롯됩니다. 전자기 간섭으로 인해 거리에 따라 신호 무결성이 저하되는 구리 전송과 달리 유리 섬유를 통해 이동하는 빛은 최소한의 저항을 받습니다. 1000BASE{3}}LX 모듈은 리피터 없이 단일{5}}모드 광섬유를 통해 10km까지 데이터를 푸시합니다. Cat6 케이블로 시도해 보세요.

다중 모드 모듈의 VCSEL 송신기는 작동 중에 약 150-300mW를 소비합니다. DFB 레이저를 사용하는 단일{3}}모드 장치는 더 많은 전력을 소비-하지만 때로는 500mW 이상을 소비하지만 구리는 전혀 선택 사항이 아닌 캠퍼스 네트워크와 지하철 링크를 통해 신호를 전달합니다.

 

 

파장 선택은 공급업체가 인정하는 것보다 더 중요합니다.

 

대부분의 네트워크 관리자는 무엇이든 파악합니다.SFP대리점에 재고가 있습니다. 그렇지 않을 때까지 작동합니다.

랙-대-연결을 위한 다중 모드 광섬유와 850nm 모듈 쌍입니다. 파장 선택은 임의적이지 않습니다.{4}}더 짧은 파장은 다중 모드의 더 큰 50 또는 62.5미크론 코어에서 모드 분산으로 인해 어려움을 겪지만, 850nm는 LED 및 VCSEL 소스가 비용 효율적으로 유지되는 최적의 지점에 도달합니다.- SX라는 라벨이 붙은 것을 볼 수 있습니다.

1310nm는 단일 모드 광섬유의 낮은-분산 범위에 속합니다.- 이 파장을 사용하는 LX 모듈은 누구도 링크 예산에 애쓰지 않고 10km에 도달합니다. 일부 확장된-도달 범위 변형-EX 및 ZX 명칭-은 1550nm에서 40km 또는 80km를 밀어냅니다. 여기서 광케이블 감쇠는 킬로미터당 약 0.2dB로 떨어집니다.

BiDi 모듈은 여기서 언급할 가치가 있습니다. 단일-광섬유 양방향 SFP는 한 파장(예: 1310nm)에서 전송하고 다른 파장(1490nm)에서 수신합니다. 지점-대-링크의 광섬유 수를 절반으로 줄입니다. 비용 절감은 분명하지만, 양쪽 끝 사이에 모듈을 교체할 수 없으면 문제 해결이 이상해집니다.

 

 

핫{0}}스왑 기능과 이것이 실제로 유용한 이유

 

나는 기술자들이 움츠러들지 않고 라이브 스위치에서 SFP를 빼내는 것을 보았습니다. 핫{1}}플러그 방식 설계는 정확히 -전원을 끌 필요가 없음-을 의미합니다. 모듈의 EEPROM은 삽입 후 밀리초 내에 호스트 장치를 식별합니다.

EEPROM에는 식별 데이터 이상의 내용이 포함되어 있습니다. DOM- 가능 모듈(디지털 광학 모니터링, DDM이라고도 함)은 실시간-송신 전력, 수신 전력, 온도, 레이저 바이어스 전류 및 공급 전압을 보고합니다. 새벽 3시에 링크가 펄럭이기 시작하면 이러한 지표를 통해 문제가 죽어가는 레이저인지, 더러운 커넥터인지 또는 누군가가 랙 뒤에서 패치 케이블을 너무 세게 구부린 것인지 여부를 알 수 있습니다.

일반적인 TX 전력 범위는 기가비트 모듈의 경우 -9.5dBm ~ -3dBm입니다. 수신기 감도는 -20dBm ~ -24dBm 정도입니다. 임계값보다 약한 것은 광검출기가 신호와 잡음을 확실하게 구별할 수 없습니다.

 

SFP+는 10기가비트로 점프합니다.

 

SFP+ 모듈은 이전 기가비트 모듈과 동일한 물리적 공간을 차지하지만 10Gbps 회선 속도를 처리합니다. 기계적 호환성은 의도적으로-동일한 케이지, 동일한 가이드 레일-이었지만 전기 인터페이스는 더 높은 주파수를 수용하기 위해 재작업이 필요했습니다.

여기서 효율성 이야기가 흥미로워집니다. 10G-SR 모듈은 0.8W를 소모하는 1G{5}}SX 모듈의 데이터를 10배 이동하면서 약 1W를 소비합니다. 이는 선형 대역폭 증가에 대한 선형 전력 증가가 아닙니다. 실리콘 제조 개선 및 인코딩 변경(8b/10b는 더 나은 라인 효율성을 위해 64b/66b로 대체됨)은 여러 세대에 걸쳐 복합적으로 이루어졌습니다.

한 가지 특이한 점은 많은 SFP+ 포트가 감소된 속도에서 레거시 SFP 모듈을 수용한다는 것입니다. 스위치는 그에 따라 느린 모듈과 속도-제한을 인식합니다. 마이그레이션 시나리오에 편리하며, 누군가 실수로 잘못된 광학 장치를 설치하고 10G 링크가 1G에서 협상된 이유를 궁금해할 때 혼란스럽습니다.

 

 

공급업체 잠금-은 여전히 ​​불쾌함

 

Cisco, Juniper, HP 및 기타 업체에서는 SFP의 공급업체 ID 바이트를 확인하도록 스위치를 프로그래밍합니다. 인식되지 않은 모듈은 관리 콘솔에 불이 들어오지 않거나 지속적인 경고가 표시될 수 있습니다.

타사 제조업체는 OEM 사양과 일치하도록 EEPROM을 코딩하여 이 문제를 해결합니다. 평판이 좋은 공급업체의 MSA- 준수 SFP는 저렴한 가격으로 브랜드 장치와 동일하게 작동합니다. 네트워크는 광자가 $500 OEM 모듈에서 나온 것인지, 아니면 $80짜리 제3자-동등한-파장, 전력 수준, 커넥터에서 나온 것인지 알거나 신경 쓰지 않습니다.

일부 기업에서는 지원 계약상의 이유로 OEM 광학 장치를 요구합니다. 이는 기술적인 결정이 아니라 조달 결정입니다.

 

섬유 유형 불일치로 인해 두통 발생

 

단일{0}}모드 SFP를 다중 모드 광섬유로 변환하시겠습니까? 기가비트 속도의 모드 조절 패치 케이블을 사용하면 기술적으로 가능합니다. 어댑터는 제한된 수의 모드를 자극하기 위해 오프셋 위치에서 빛을 발사합니다. IEEE 802.3z는 레거시 다중 모드 플랜트를 통한 1000BASE-LX에 대해 이를 지정합니다.

단일-모드 광섬유를 통한 역방향-다중 모드 광학 장치는-작동하지 않습니다. VCSEL의 발산 빔은 단일-모드의 9미크론 코어에 잘 결합되지 않습니다. 링크 플랩, CRC 오류가 발생하거나 전혀 연결되지 않습니다.

기억해 둘 점: 다중 모드 광섬유는 OM4 케이블의 10G{2}}SR에 대해 최대 약 550미터입니다. 장기 실행에는 예산에 관계없이 단일{5}}모드 인프라가 필요합니다.

 

 

온도 및 환경 요인

 

상업용-등급 SFP는 0도에서 70도까지 작동합니다. 이는 기후-가 제어되는 데이터 센터와 대부분의 실내 환경을 문제 없이 포괄합니다.

산업용 배포-변전소, 제조 현장, 실외 캐비닛-은 -40도에서 85도까지 정격의 확장된-온도 모듈을 요구합니다. 내부 레이저 및 드라이버 회로는 해당 범위에서 안정적인 출력을 유지하기 위해 강화가 필요합니다. 비용 프리미엄은 상용 제품에 비해 2~3배 더 높습니다.

습도가 SFP를 직접적으로 죽이는 경우는 거의 없지만 커넥터 페룰의 응결은 큰 피해를 입힙니다. 오염으로 인해 인터페이스에서 빛이 산란되어 삽입 손실이 급증하고 링크가 끊어질 가능성이 있습니다. 사용하지 않을 때는 커넥터를 캡으로 덮어두십시오. 짝짓기 전에 청소하십시오. 어떻게 든 사람들을 탈출하는 기본 위생.

 

CWDM 및 DWDM은 광섬유 용량을 확장합니다.

 

거친 파장 분할 다중화는 1270nm에서 1610nm까지 20nm 간격으로 8개 채널을 배치합니다. 각 SFP는 전용 파장으로 전송합니다. 수동 다중화기/역다중화기는 이들을 하나의 광섬유 쌍으로 결합합니다. 새로운 케이블을 뽑지 않고도 용량을 8배 늘릴 수 있습니다.

고밀도 WDM은 채널을 더 가깝게-0.8nm 또는 0.4nm 간격으로 압축하여-40, 80 또는 96개의 파장을 단일 광섬유에 밀어넣습니다. SFP에는 상당한 비용을 정당화할 수 있는 온도{9}}안정화 레이저(조정 또는 고정)가 필요합니다. 지하철 및 장거리 운송업체는 DWDM을 광범위하게 배포합니다. 기업 네트워크는 일반적으로 대역폭 수요가 투자를 정당화하지 않는 한 CWDM을 고수합니다.

효율성 측면: 멀티플렉싱은 여러 서비스 전반에 걸쳐 인프라 비용을 분할 상환합니다. 한 가닥에는 이전에 8개가 필요했던 것이 전달됩니다. 설치작업은 1회 발생합니다.

 

사양이 실제로 의미하는 것

 

링크 예산은 송신기 전력에서 수신기 감도를 빼고 총 손실을 뺀 것과 같습니다. -6dBm TX 및 -20dBm RX 감도를 갖는 모듈은 14dB의 예산을 제공합니다. 커넥터 손실(각각 0.3dB), 스플라이스 손실(각각 0.1dB) 및 광섬유 감쇠(1310nm 단일 모드의 경우 0.35dB/km)를 뺍니다. 남은 것은 마진입니다.

모듈을 주문하기 전에 계산을 실행해 보십시오. 20km 링크에는 20km를 지원하는 광학 장치가 필요합니다. 분명한 것 같습니다. 사람들은 아직도 그것을 엉망으로 만들고 있습니다.

분산 패널티는 10G 이상에서보다 기가비트 속도에서 덜 중요합니다. 색분산과 편광 모드 분산은 거리에 따라 누적되어 결국 복구할 수 없을 정도로 신호가 번지게 됩니다. 장거리- 도달 범위 10G 및 25G 링크에는 분산-이동 광섬유 또는 전자 보상이 필요한 경우가 있습니다.

 

성숙한 기술의 조용한 효율성

 

SFP 모듈은 더 이상 헤드라인을 장식하지 않습니다. 기술이 성숙해졌습니다. 그러나 이러한 성숙도는 예측 가능한 성능, 안정적인 가격, 2차-소스 가용성, 공급업체 간 호환성을 보장하는 대규모 설치 기반을 의미합니다. 효율성은 항상 획기적인 혁신에 관한 것이 아닙니다.{4}}때때로 효율성은 정교함, 표준화, 제대로 작동하는 구성 요소의 지루한 신뢰성에 관한 것입니다.

광트랜시버는 더 빠른 속도와 더 낮은 전력 소비를 향해 계속해서 발전할 것입니다. SFP28은 25G를 처리합니다. QSFP 변형은 4개의 레인을 결합하여 40G 및 100G를 처리합니다. 구리 지지자들이 Cat8 개발에 대해 주장하는 것이 무엇이든 상관없이 기본 물리학-거리에 따라 전자를 치는 광자-는 광섬유의 관련성을 유지하는 효율성 이점으로 남아 있습니다.

물리 계층이 눈에 보이지 않게 작업을 수행할 때 네트워크는 데이터를 효율적으로 처리합니다. SFP 모듈은 바로 이를 달성합니다.