Arco-systems.ru

Журнал Арко Системс
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Оптические розетки для многомода

Справочно о ВОЛС

  • Отличия одномодовых и многомодовых волокон
  • Виды оптических коннекторов (разъёмов)
  • Классы полировки торцов оптических коннекторов
  • Виды, цвета и маркировка оптических патчкордов

Оптическое волокно позволяет организовывать связь без регенераторов (повторителей сигнала) до 120 км у одномодовых и до 5 км у многомодовых кабелей.

В качестве сигналов в оптических кабелях используются не электрические импульсы, а моды (световые потоки). Стенки центральной жилы – диэлектрики и имеют отражающие свойства стекла, благодаря которым световые потоки распространяются внутри кабеля.

Одномодовые и многомодовые волокна

Принято разделять оптоволоконные волокна (кабеля и пачкорды) на два типа:

• одномодовые (Single Mode), сокращённо: SM;

• многомодовые (Multi Mode), сокращённо: MM.

При этом оба типа имеют свои преимущества и недостатки, а значит каждый из них может быть использован для реализации различных целей.

Одномодовые оптические волокна (SM)

8/125, 9/125, 10/125 – это маркировка одномодовых оптоволоконных пачкордов. Первая цифра в маркировке – диаметр центральной жилы, а вторая – это диаметр оболочки. Стоит отметить, что диметры ВОЛС (волоконно-оптической линии передач) измеряются в мкм (микрометрах).

В одномодовом кабеле используют сфокусированный узконаправленный лазерный луч с диапазоном световых волн 1,310-1,550 мкм (1310-1550 нм).

Благодаря тому, что диаметр центральной жилы достаточно мал, световые моды двигаются в ней практически параллельно центральной оси. Поэтому в волокне практически отсутствуют искажения сигнала, а малое затухание позволяет передавать оптический импульс на расстояния до 120 км без регенерации на скоростях до 100 Гбит/с и выше.

Различают одномодовые оптические волокна:

— с несмещённой дисперсией (стандартное, SMF);

— со смещённой дисперсией (DSF);

— и с ненулевой смещённое дисперсией (NZDSF).

Многомодовые оптические волокна (MM)

Многомодовое волокно со ступенчатым коэффициентом

Многомодовое волокно с градиентным коэффициентом

Многомодовые волокна имеют маркировку, например, 50/125 или 62,5/125. Это говорит о том, что диаметр центральной жилы может быть 50 или 62,5 мкм, а диметр оболочки такой же, как и у одномодового типа – 125 мкм.

В многомодовом кабеле используют рассеянные лучи от светодиодов или лазера с диапазоном световых волн 0,85 мкм — 1,310 мкм (850-1310 нм).

Из-за того, что диаметр центральной жилы многомодового патч-корда больше, чем у одномодового, количество путей для распространения световых модов увеличивается. Сразу несколько световых потоков двигаются по различным траекториям, отражаясь от зеркальной поверхности центральной жилы.

Однако, многомодовые волокна со ступенчатым коэффициентом преломления имеет достаточно высокую межмодовую дисперсию (постепенное расширение оптического луча в результате отражений), что ограничивает расстояние передачи сигнала до 1 км и скорость передачи до 100 — 155 Мбит/с. Рабочая длина волны, как правило, 850 нм.

Многомодовые волокна с градиентным коэффициентом преломления характеризуются меньшей межмодовой дисперсией вследствие плавного изменения показателя преломления в волокне. Это позволяет передавать оптический сигнал на расстояния до 5 км со скоростью до 155 Мбит/с. Рабочая длина волны — 850 нм и 1310 нм.

Отличия одномодовых и многомодовых оптических волокон

В одномодовом и многомодовом оптоволокне достаточно важную роль играет затухание сигналов. Этим и обусловлено малое рабочее расстояние многомодовых волокон (1-5 км). Несмотря на то, что казалось бы, по многомодовому кабелю движется больше световых потоков, пропускная способность таких кабелей и патч-кордов ниже, чем у одномодовых.

Узконаправленный (одномодовый) луч в одномодовых волокнах затухает в несколько раз меньше, чем рассеянный (многомодовый) в многомодовых волокнах, что позволяет увеличивать расстояние (до 120 км) и скорость передаваемого сигнала.

Оптические коннекторы

Оптический разъем, или коннектор (Optical Connector) – это недорогой и эффективный способ коммутации оптоволоконных кабелей. Он обеспечивает надежное соединение и целостность передаваемых пакетов.

Сегодня на рынке присутствует большое количество различных типов коннекторов для ВОЛС. Все они имеют различные параметры и назначение. Стыковку двух одинаковых либо разных коннекторов производят при помощи оптического адаптера.

Различные типы оптических коннекторов имеют разную форму и технологию соединения. Также при производстве таких разъемов могут быть использованы различные материалы, будь то металлы или полимеры.

Основные типы оптических коннекторов (разъёмов)

Коннекторы SC

SC-наиболее популярные оптические разъёмы.

Корпус разъёма SC выполнен из пластика, в поперечном сечении — прямоугольный. Подключение и отключение данного коннектора производятся линейно, в отличие от коннекторов FC и SC, в которых подключение вращательное. Благодаря этому, а также специальной «защёлке», обеспечивается достаточно жёсткая фиксация в оптической розетке. Разъёмы SC используются, в основном, на стационарных объектах. По цене несколько дороже разъёмов FC и SC.

Синим цветом маркируются одномодовые SC-разъёмы, серым цветом — многомодовые разъёмы, зелёным цветом — одномодовые разъёмы с классом полировки APC (со скошенным торцом).

Коннекторы LC

Оптический разъём LC внешне похож на разъём SC, но меньше него по размерам, благодаря чему при помощи LC-разъёмов легко реализуются кроссовые оптические соединения высокой плотности. Фиксация в оптической розетке осуществляется при помощи защелки.

Коннекторы FC

Разъёмы FC выполнены из керамической сердцевины и металлического наконечника. Фиксация в оптической розетке происходит за счёт резьбового соединения. Разъёмы FC обеспечивают низкий уровень потерь и минимум обратных отражений, а благодаря надёжной фиксации используются для организации связи на подвижных объектах, сетях связи железных дорог и других ответственных применениях.

Коннекторы ST

Разъёмы ST характеризуются простотой и надежностью в эксплуатации, легкостью установки и относительно невысокой ценой. Внешне похожи на разъёмы FC, но, в отличие от FC, в которых фиксация в розетке осуществляется при помощи резьбового соединения, разъёмы ST относятся к разряду BNC-коннекторов (соединение осуществляется при помощи разъёма байонет). ST-разъёмы чувствительны к вибрации и применяются с этими ограничениями.

Разъёмы ST используются, в основном, для подключения оптического оборудования к магистральным линиям и в локальных вычислительных сетях.

Коннекторы DIN

Разъём DIN похож на разъём FC, но имеет меньшие размеры. Керамический сердечник диаметром 2,5 мм, выступает за пределы пластикового корпуса, который, в свою очередь, имеет фиксатор, препятствующий вращению сердечника вокруг своей. Разъёмы DIN часто используются в измерительном оборудовании.

Коннекторы Е-2000

Е-2000 – один из наиболее сложных оптических разъёмов. Подключение и отключение осуществляется линейно (push-pull), а открытие — посредством специальной вставки-ключа. Поэтому, ошибочно вынуть такой коннектор практически не представляется возможным.

Разъёмы E-2000 имеют в своей конструкции специальные заглушки, которые автоматически закрывают торец разъёма при его отключении от оптической розетки, благодаря чему исключается попадание пыли внутрь.

Разъёмы Е-2000 отличает высокая надежность и плотность монтажа. Квадратное сечение разъёма обеспечивает лёгкую реализацию дуплексных соединений.

Разъемы с увеличенной плотностью монтажа

Коннекторы MT-RJ

Разъёмы MT-RJ изготавливаются в виде дуплексных пар.

Коннекторы VF-45 (SJ)

Хвостовик разъёма наклонён примерно под углом от плоскости соединения волокон. Разъём VF-45 (SJ) оборудован самозащёлкивающейся противопылевой шторкой.

Коннекторы MU

Аналог разъёма SC, меньший по размерам. Центратор – керамический, диаметром 1,25 мм, остальные части пластиковые.

Цвета оптических коннекторов (разъёмов).

• FC и ST – никелированная латунь

• SC и LC дуплексный или симплексный многомодовый – бежевый или серый

• SC и LC дуплексный или симплексный одномодовый – синий

• SC/APC симплексный (simplex) – зеленый

Классы полировки оптических коннекторов

Пожалуй, главными характеристиками оптических разъемов являются вносимое затухание и обратное отражение. Оптическое затухание оказывает более сильное влияние на качество сигнала, чем обратное отражение.

Показатель обратного затухания зависит, прежде всего, от поперечного отклонения сердцевин соединяемых оптических волокон.

Полировка оптических разъёмов обеспечивает плотность соединения оптических волокон друг с другом и уменьшает воздушный зазор, что, в свою очередь, уменьшает обратное отражение сигнала.

Существует 4 класса полировки: PC, SPC, UPC и APC.

Полировка PC, SPC, UPC:


РС (Physically Contact)

К классу PC относятся коннекторы ручной полировки, а также разъёмы, изготовляемые по клеевой технологии. Скорость применения – до 1 Гбит/с.

SРС (Super Physically Contact)

Механическая полировка торцов оптических коннекторов. Обеспечивает более плотное прилегание и использование в системах со скоростями более 1,25 Гбит/с.

UPC (Ultra Physically Contact)

Автоматическая полировка. Плоскости соединяемых коннекторов прилегают ещё более плотно, чем в PC и SPC, поэтому такие коннекторы используются в системах передачи информации со скоростями 2,5 Гбит/с и выше.

Полировка APC (Angled Physically Contact):

Контактная поверхность данных разъёмов скошена на 8 – 12 градусов от перпендикуляра. Такой способ шлифовки применяется для снижения уровня энергии отраженного сигнала ( не менее 60 дБ). Коннекторы АРС используются только совместно с другими коннекторами APC и не могут применяться в соединении с другими видами коннекторов (PC, SPC, UPC). Отличаются зеленой маркировкой пластиковых наконечников.

Читать еще:  Можно заряжать ijust 2 от розетки

Виды оптических патчкордов

Симплексные (SX) и дуплексные (DX) патчкорды

Оптические патчкорды могут быть симплексными (на одно соединение) и дуплексными (на два соединения).

Патчкорд SC-SC simplex (SX)
Патчкорд SC-SC duplex (DX)

Переходные патчкорды

Для перехода с одного типа оптического коннектора на другой служат переходные оптические патчкорды. Необходимость их применения возникает достаточно часто, при коммутации оборудования различного назначения и производства. Для этого переходные патчкорды оконцовываются разными оптическими коннекторами: например, с одного конца — LC, с другого конца — FC.

Переходные патчкорды бывают симплексными и дуплексными.

Переходной патчкорд LC-FC, симплекс

Цвета патчкордов

Оболочка оптических патчкордов отличается, взависимости от типа оптического волокна, и имеет цвет:

  • жёлтый — для одномодового волокна;
  • оранжевый — для многомодового волокна с диаметром 50 мкм;
  • синий, чёрный — для многомодового волокна с диаметром 62,5 мкм.

Отличия от общепринятой цветовой маркировки могут быть при изготовлении дуплексных патчкордов.

Маркировка оптических патчкордов

Обычно, в маркировке оптических патчкордов указывается:

  • тип коннекторов: обычно SC, FC, LC, ST, MTRJ;
  • тип волокна: одномодовое (SM) или многомодовое (MM)
  • класс полировки: PC, SPC, UPC или APC;
  • количество волокон: одном (simplex, SX) или два (duplex, DX);
  • диаметр светопроводящей сердцевины и буфера: обычно 9/125 у одномодовых патчкордов и 50/125 или 62,5/125 у многомодовых патчкордов;
  • длина патчкорда.

© 2008-2021 Русская Телефонная Компания.

Производство и продажа телекоммуникационного оборудования

+7 (495) 645-34-25

Оптические розетки для многомода

Самый привычный для пользователей и операторов тип соединений это коннектор-коннектор. Соединение многоразовое и типичное. Позволяет переключать входы и выходы аппаратуры без специальных приспособлений. Во многом напоминает электрические штеккера и вилки.

В отличие от электрических соединений в соединении коннектор — коннектор понятие розетка-вилка (мама-папа) несколько изменено. Фактически соединяются два однотипных коннектора посредством специализированного гнезда.

Принцип действия достаточно прост для понимания, чего не скажешь о технологии изготовления. Задача соединения соединить два оптоволокна вплотную с отклонением от оси порядка микрона при этом ограничив усилие оператора, чтобы не допустить сколов в оптоволокне. Наконечники коннекторов выполняются из керамики и имеют прецизионную точность изготовления. Строго по центру керамического наконечника проходит оптоволокно.

С теорией и более научно тема оптического соединения коннекторов раскрыта на странице «Оптические разъемы» из книги Листвиных «Рефлектометрия оптических волокон».

Существуют несколько стандартов оптических коннекторов: ST, SC, LC, FC, FDDI и др. Принцип работы у них одинаковый, различны только способы фиксации или тип крепления к гнезду. Рисунки поясняющие различия наиболее распространённых:

ST-коннектор

ST-коннектор(от англ. Straight Tip). Соединения оптоволоконных линий
• Размеры и чертежи ОВ-разъёмов •

Самый распространенный в локальных оптических сетях. Керамический наконечник имеет цилиндрическую форму диаметром 2.5 мм со скругленным торцом. Фиксация производится за счет поворота оправы вокруг оси коннектора (байонетное соединение), при этом вращения основы коннектора отсутствуют (теоретически) за счет паза в разъеме розетки. Направляющие оправы сцепляясь с упорами ST-розетки при вращении вдавливают конструкцию в гнездо. Пружинный элемент обеспечивает необходимое прижатие.

SC-коннектор

SC-коннектор(от англ. Subscriber Connector)

Сечение корпуса имеет прямоугольную форму. Подключение/отключение коннектора осуществляется поступательным движением по направляющим и фиксируется защелками. Керамический наконечник имеет цилиндрическую форму диаметром 2.5 мм со скругленным торцом (некоторые модели имеют скос поверхности). Наконечник почти полностью покрывается корпусом и потому менее подвержен загрязнению нежели в ST-конструкции. Отсутствие вращательных движений обуславливает более осторожное прижатие наконечников.

LC-коннектор

Коннекторы типа LC для соединения или оконечивания ВОЛС

Коннекторы типа LC — это малогабаритный вариант SC-коннекторов . Он также имеет прямоугольное сечение корпуса. Конструкция исполняется на пластмассовой основе и снабжена защелкой, подобной защелке, применяющейся в модульных коннекторах медных кабельных систем. Вследствие этого и подключение коннектора производится схожим образом. Наконечник изготавливается из керамики и имеет диаметр 1.25 мм. Встречаются как многомодовые, так и одномодовые варианты коннекторов. Ниша этих изделий — многопортовые оптические системы.

Тот же тип коннектора на два соединения:

Коннекторы типа LC (двойные) для оконечивания ВОЛС

FC-коннектор


FC-коннектор для соединения оптического волокна
• Размеры и чертежи ОВ-разъёмов •

FC-коннектор. В данном случае фиксация коннектора к гнезду резьбовое. Характеризуются отличными геометрическими характеристиками и высокой защитой наконечника. Получили широкое применение в межстанционных соединениях связи. Имеет тот же диаметр керамического наконечника что и ST-коннектор.

Гнездо для FC-коннектора закреплённое в оптическом кроссе

FDDI-коннектор

FDDI-коннектор. Спаренный коннектор для соединения ОВ

Для подключения дуплексного кабеля часто применяют FDDI-коннекторы. Конструкция исполняется из пластмассы и содержит два керамических наконечника. Для исключения неправильного подключения линка коннектор имеет несимметричный профиль.

Технология FDDI предусматривает четыре типа используемых портов: A, B, S и M. Проблема идентификации соответствующих линков решается за счет снабжения коннекторов специальными вставками, которые могут различаться по цветовой гамме или содержать буквенные индексы.

В основном данный тип используется для подключения к оптическим сетям оконечного оборудования.

Промышленностью выпускаются так же розетки-адаптеры для соединения различных типов коннекторов чертежи некоторых из них доступны по ссылке: «Розетки-адаптеры«

Буквы АРС, PC или UPC в обозначении или маркировки ОВ-коннекторов

В маркировке оптоволоконных коннекторов могут также присутствовать буквы АРС, PC или UPC. Аббревиатура АРС обозначает, что угол полировки торца изделия составляет 8°. Обычно оконечные с полировкой АРС изготавливаются с корпусом или хвостовиком зелёного цвета.

Рис. А. 13. Схема образования оптического контакта в месте соединения наконечников разъемов PC и АРС.

Затухание на соединении коннекторов оптоволокна. (оптиковолоконных, волоконно-оптических) линий

Производители коннекторов обещают следующие затухание на соединении:

Тип
коннектора
Потери (Дб) при 1300 нм
МногомодовыйОдномодовый
ST0.250.3
SC0.20.25
LC0.10.1
FC0.20.6
FDDI0.30.4

На практике такие хорошие затухания получаются не всегда.

Оконечить волокно коннектором можно и при монтаже стойки (необходим соответствующий инструмент и заготовки коннекторов), но на практике так не делают. В процессе монтажа станционного оборудования или оконечивания оптического кабеля используют готовые и оконеченные оптические шнуры, закупаемые вместе со стойкой или кроссом. Шнур разрезается пополам и каждая половина соединяется посредством сварки с оптоволокном кабеля. Соединения укладываются в кассету (сплайс-пластину) и прячутся в предназначенный для этого бокс. Наружу выводятся только коннекторы, которые вставляются в гнёзда, выведенные на лицевую панель кросса. Станционные операторы могут относится к этим гнёздам как к разъёмам типа «мама». Но по сути гнездо оптоволоконного кросса это просто трубка с необходимыми для данного типа коннектора креплением.

С теорией и более научно тема оптического соединения коннекторов раскрыта на странице «Оптические разъемы» из книги Листвиных «Рефлектометрия оптических волокон».

Так же о строении и принципах построения оптоволоконных коннекноров много информации есть на страницах книги Д.Бейли, Э.Райт Волоконная оптика. Теория и практика. По теме коннекторы из неё страницы → Коннекторы • Свойства коннектора • Общее строение коннектора Распространенные типы коннекторов • Работа с коннекторами • Косички

Информация об оптоволоконных аттенюаторах ранее размещавшееся здесь рарасширена и перемещена на страницу «Оптоволоконные аттенюаторы для ВОЛС»

Далее: «Скалыватель оптоволокна. Гелевые соединители для ВОЛС»

Инструкции по монтажу муфт:

Муфта оптоволоконная укороченная МОГу

Муфта тупиковая оптоволоконная МТОК

К теме «Оконечные устройства. » на сайте есть раздел:

Структура и особенности пластикового волокна

Пластиковое оптическое волокно представляет собой многомодовое оптоволокно большого диаметра, сердцевина и оболочка которого изготовлены из полимерных материалов.

Химический состав используемых полимеров, геометрические размеры и профиль показателя преломления сильно варьировались на протяжении последнего полувека. Некоторые из разработок были стандартизированы. Так, стандарт IEC-60793-2-40 выделяет восемь типов пластикового волокна, отличающихся своей структурой и, как следствие, оптическими характеристиками. Однако наибольшее распространение получило пластиковое волокно с диаметром сердцевины и оболочки 980/1000 мкм и ступенчатым показателем преломления. Внешняя защитная оболочка обычно имеет диаметр 2,2 мм. В качестве материала сердцевины используется полиметилметакрилат (PMMA) – материал, известный также под названиями оргстекло, акрил, плексиглас и т.д. Внешняя оболочка, как правило, изготавливается из полиэтилена. Именно об этом типе POF мы и поговорим подробнее (рис. 2).

Рис. 2. Структура пластикового оптического волокна

В пластиковом оптоволокне, диаметр которого значительно превосходит диаметр кварцевого волокна (стандартное многомодовое кварцевое волокно имеет размеры 50/125 мкм), одновременно может распространяться огромное число пространственных мод оптического излучения. Это число может достигать нескольких миллионов. Числовая апертура пластикового волокна (NA) имеет величину около 0,5. Одномодовое пластиковое волокно не производится.

Читать еще:  Механизм lk60 863204 розетки

Оптические свойства полимерных материалов обуславливают значительное возрастание потерь в пластиковом волокне по сравнению с кварцевым. Типичный спектр затухания пластикового волокна изображен на рис. 3. Как видно, минимумы затухания POF находятся в видимом диапазоне (520, 560 и 650 нм) и имеют значения от 100 до 200 дБ/км. Отметим, что при использовании вместо PMMA перфторированных полимеров в качестве материала сердцевины минимум потерь смещается в ИК диапазон (около 1300 нм). Большое количество распространяемых мод способствует межмодовой дисперсии и уширению распространяемого сигнала во времени.

Рис. 3. Спектральная характеристика затухания в пластиковом оптическом волокне

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

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

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. Рассмотрим основные:

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

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

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

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

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

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

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.

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

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.

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

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

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.

Читать еще:  Какую коробку под стандартные розетки

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.

Стандарты оптики OM1, OM2, OM3, OM4

Одним из последних этапов построения ВОЛС является разводка и подключение оптоволокна непосредственно на объекте, будь то серверная, дата-центр или что-то ещё. Именно в этот момент используют так называемое пассивное оборудование, в том числе и патч-корды (их ещё называют коммутационными шнурами).

По сути это отрезок оптоволоконного кабеля, который оконцован с двух сторон оптическими коннекторами. Они обеспечивают высокий уровень пропускной способности каналов для разных устройств, стабильность связи сетевого оборудования и высокую скорость передачи данных, сохраняя при этом её качество.

Виды патч-кордов

Патч-корды различаются по многим характеристикам. Но сегодня мы рассмотрим только два их вида: одномодовые (OS) и многомодовые (OM). В первом случае волокна обладают малым диаметром сердцевины, благодаря чему передаётся одна мода электромагнитного излучения. Во втором — волокна имеют больший диаметр, благодаря чему происходит передача многих мод.

Обратите внимание, что обычно одномод используется на дальние расстояния (от двух километров и более), а многомод — на меньшие.

На сегодняшний день многомодовые патч-корды делятся на 4 типа: OM1, OM2, OM3 и OM4. Аббревиатура «OM» обозначает «оптический многомодовый». Это волокно применяется для продления расстояния линий связи, повышения уровня надежности сети и снижения расходов благодаря централизации электроники.

Особенной популярностью оно пользуется при прокладке кабельных магистралей между телекоммуникационными помещениями, а также в ЦОДах между главными сетями и коммутаторами хранения данных (SAN).

Все четыре типа отличаются друг от друга своими параметрами и характеризуются соответственно принятым стандартам качества, а именно международному стандарту ISO11801. Каждый тип имеет требование на свою минимальную модовую широкополосность (MBW).Рассмотрим отличия между ними.

Особенности ОМ1 и ОМ2

Оба кабеля OM1 и OM2 имеют оболочку оранжевого цвета (orange) и работают в основном с LED-техникой, предоставляя возможность настраивать сотни режимов света. Сердечник в первом случае имеет размер 62.5 микрометров (µm), а во втором — 50µm.

Эти кабели позволяют поддерживать 10 Gigabit Ethernet на расстоянии до 33 метров и до 82 метров соответственно. Но гораздо чаще применяются для приложений 1 Gigabit Ethernet. Стоит отметить, что OM1 в новых системах уже стараются не использовать, применяя его только для расширения и доработки ранее установленных систем.

Особенности кабелей ОМ3 и ОМ4

Патч-корды OM3 и OM4 также похожи между собой и оба используются для лазерных источников VCSEL.Как правило, они представлены в виде кабеля с оболочкой цвета морской волны (aqua), но последний в зависимости от производителя может быть представлен в пурпурном цвете (magenta). Размер сердечника у обоих также составляет 50 µm, а поддержка 10 Gb Ethernet возможна на расстояние до 300 метров и 550 метров соответственно. В случае использования 100GbEthernet максимально возможное расстояние составляет 100 метров для OM3 и 150 метров для OM4.

Также оба этих типа патч-кордов имеют поддержку 40GEthernet.Однако, OM3 всё же чаще используется для развёртывания коротковолновой оптической передачи 10 GigabitEthernet, а OM4 больше применяется в поддержке высокоскоростных сетей (например, ЦОД, финансовые центры и корпоративные кампусы).

Кроме того, все четыре типа многомодовых патч-кордов обладают разной пропускной способностью. Коэффициент широкополосности на длине волны 850 нм в режиме OFL составляет 200, 500, 1500 и 3500 Мгц-км соответственно. А при длине волны 1300 нм коэффициент составит уже во всех случаях 500 Мгц-км.

Основные разновидности оптического волокна

Ступенчатое волокно

Изготавливается по более простой технологии. За счёт грубой обработки разброса не может стабилизировать дисперсию на сверхскоростях, поэтому имеет ограниченную сферу применения.

Градиентное волокно

Отличается низким лучевым рассеиванием, показатель преломления распределяется плавно.

Интересное видео о волоконно-оптическом кабеле смотрите в видео ниже:

Совместимость трансиверов

Часто перед Пользователями встает вопрос: «А будет ли работать новый трансивер уже с имеющимся?». Чтобы утвердительно ответить на этот вопрос, необходимо соблюсти следующие условия:

  1. Одинаковая скорость передачи;
  2. Одинаковая или парная длина волны передачи;
  3. Соответствие среды передачи;
  4. Поддержка коммутатором.

Совместимость по скорости передачи

Как известно, форм-фактор трансивера не влияет на совместимость с техническим аналогом. Например, двухволоконный SFP 1.25 Гбит/с трансивер полностью совместим со своим более старым аналогом двухволоконным GBIC 1.25 Гбит/с трансивером или трансивер WDM SFP+ 10 Гбит/с 1270/1330 нм совместим с парным трансивером WDM XFP 10 Гбит/с 1330/1270 нм. Но если в первом примере изменить скорость SFP трансивера, то пара модулей не заработает (то есть двухволоконный SFP 4.25 Гбит/с FiberChannel модуль не совместим с двухволоконным GBIC 1.25 Гбит/с модулем). Это происходит из-за несогласованности скоростей передачи, протоколы передачи в данном случае являются второстепенными. Например, можно взять пару двухволоконных SFP модулей для Ethernet сетей, но скорость передачи одной будет 1,25 Гбит/с (GigabitEthernet), а второй 100 Мбит/с (FastEthernet), такая пара не заработает без дополнительных настроек коммутаторов.

Таким образом, можно резюмировать, что при выборе трансивера необходимо соблюдать одни и те же скорость передачи и протокол передачи, при этом форм-фактор трансиверов не влияет на их совместимость друг с другом.

Согласованность длин волн

Этот параметр наиболее важен при выборе WDM трансиверов, так как трансиверы работают в парах со строго обозначенными длинами волн приема и передачи, но и для двухволоконных модулей этот параметр так же лучше соблюдать. Разберем для начала длины волны WDM трансиверов. Ниже приведена таблица с длинами волн, скоростью передачи и дальностью передачи. Видно, что для некоторых трансиверов для одной и той же скорости и дальности передачи существуют две разные пары модулей по длине волны, которые несовместимы друг с другом.

У двухволоконных модулей строгой парности нет, но несоблюдение единой длины волны может вызвать перекосы в оптическом бюджете канала, так как длины волн 1310 нм и 1550 нм имеют разные показатели погонного затухания в оптических волокнах.

Данный пункт в основном касается двухволоконных модулей, так как именно этот тип трансиверов может быть заточен для передачи информации по многомодовому и одномодовому волокну. Остальные виды оптических трансиверов рассчитаны на передачу только по одномодовому волокну.

По многомодовому волокну могут передаваться сигналы из первого (850 нм) и второго (1310) окон прозрачности, а по одномодовому сигналы из второго (1310 нм) и третьего (1550 нм), то есть общие длины волн для MMF и SMF это 1310 нм. Это значит, что при выборе двухволоконного модуля необходимо учитывать не только длину волны передатчика, но и волокно, под которое разработан трансивер.

Поддержка трансивера активным сетевым оборудованием

После проверки параметров трансиверов необходимо удостовериться, что имеющийся у Вас коммутатор совместим и поддерживает выбранный трансивер. Одна из самых банальных ошибок – это перепутать порт SFP с портом SFP+, т.к. они визуально не отличаются, узнать тип портов можно или по спецификации на оборудование, или при помощи диагностической команды, которая покажет все имеющиеся порты и их тип.

Но есть более сложная вещь – список поддерживаемых трансиверов. Это значит, что даже обладая, к примеру, портами SFP+ коммутатор может не поддерживать работу SFP+ ZR. Этот список можно получить, опросив коммутатор соответствующей диагностической командой.

Или изучить техническую спецификацию коммутатора, но в данном случае необходимо помнить, что в зависимости от версии операционной системы список поддерживаемых трансиверов может изменяться, таким образом, лучше еще проверить документацию на операционную систему коммутатора.

Отдельно необходимо выделить трансиверы SFP/SFP+ Copper и DAC, так как с этими модулями речь зачастую идет о hardware совместимости. И информацию о поддержке этих трансиверов можно получить только из технической документации на сетевое устройство, так как важна поддержка определенного интерфейса, на базе которого построен трансивер.

Это не касается оптических трансиверов в связи с тем, что они в большей своей части строятся на одном интерфейсе, и проблемы с поддержкой и совместимостью в их случае можно отнести к software ограничениям, которые при необходимости можно решить сменой прошивки трансивер, подробнее про этот процесс по ссылке.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector