Для чего используются оптические трансиверы?

Оптические трансиверы позволяют сетевому оборудованию передавать и принимать данные по оптике. Они вставляются в совместимый коммутатор, маршрутизатор, сервер, систему хранения или транспортное устройство, преобразуя электрический сигнал порта в свет для передачи и принятый свет обратно в электрический сигнал.

Эта простая функция охватывает широкий круг задач: короткие каналы внутри ЦОД, оптические линии между зданиями кампуса, подключения доступа операторов, мобильный backhaul и городские транспортные сети. Однако модуль — не универсальное решение. Он должен соответствовать установленному порту, уже проложенному на трассе волокну, планируемой схеме канала и требованиям оборудования к совместимости.

Оптические трансиверы подключают сетевое оборудование к правильному оптическому каналу

Сменный трансивер — это интерфейс между активным сетевым портом и оптической кабельной инфраструктурой. Порт определяет поддерживаемый форм-фактор и электрический интерфейс. Модуль определяет, как этот интерфейс работает в конкретном оптическом канале. Его разъём, режим волокна, подход к длинам волн, номинальная дальность и диагностические функции влияют на то, поднимется ли канал и будет ли он надёжным.

Поэтому два внешне похожих модуля не являются автоматически взаимозаменяемыми. У устройства может быть, например, отсек типа SFP, но конфигурация устройства, требуемая скорость и поддерживаемая прошивка всё равно имеют значение. Модуль, выбранный только по типу разъёма, может дать канал, который так и не установится, или канал, который недолго работает, но имеет слишком малый оптический запас для реальной трассы.

OPTONE производит оптические трансиверы распространённых семейств сменных модулей, включая SFP, SFP+, SFP28, QSFP+, QSFP28, QSFP56, QSFP-DD, OSFP, XFP, медные SFP, BiDi SFP и CWDM SFP. Ассортимент охватывает применения от 1G до 800G.

Место оптических трансиверов в сетях ЦОД, предприятий, операторов связи и доступа

Выбор определяется применением. Короткий канал в ряду оборудования и операторская оптическая трасса могут использовать сменную оптику, но сталкиваются с совершенно разными ограничениями по плотности, наличию волокна, мониторингу и расстоянию.

Высокоскоростные каналы серверов, систем хранения и коммутаторов в ЦОД

В ЦОД оптические трансиверы соединяют серверы с коммутаторами top-of-rack, коммутаторы — с уровнями агрегации или spine, системы хранения — с сетью, а иногда и отдельные здания на одной площадке. Здесь в обсуждении обычно доминируют плотность портов и существующая кабельная система. В проекте может использоваться многомодовое волокно для более коротких линий внутри здания или одномодовое там, где этого требуют трасса и архитектура.

Форм-фактор важен, потому что он задаётся портом устройства. Модули SFP обычно связаны с каналами 1G, а SFP+ рассчитан на порты 10G. Оптические трансиверы QSFP28 широко используются в сетях 100G, а семейства с большей плотностью, такие как QSFP-DD и OSFP, применяются там, где платформа и сетевой план требуют гораздо большей ёмкости интерфейсов. Модуль большей ёмкости не заставит старый порт работать на более высокой скорости.

Оптические продления в кампусах, городских, мобильных, провайдерских и промышленных сетях

За пределами машинного зала оптика часто продлевает Ethernet или транспортные каналы по проложенному волокну между зданиями, шкафами, площадками сотовой связи, узлами доступа или городскими точками. Операторы связи и интернет-провайдеры могут ставить в приоритет дальность трассы, планирование длин волн и удалённый контроль. Командам кампусов часто нужно практично использовать имеющееся число волокон. В промышленных развёртываниях больше внимания может уделяться реальным условиям эксплуатации и оборудованию на каждом конце.

Волоконно-оптический медиаконвертер тоже может продлить сеть по оптике, но у него другая роль. Это отдельное устройство, которое обычно используется для соединения медного интерфейса Ethernet с оптикой. Оптический трансивер вставляется прямо в порт совместимого сетевого устройства. Если у коммутатора уже есть подходящий слот для оптики, добавление медиаконвертера обычно означает лишнее оборудование, лишнее питание и ещё одну точку отказа, которые проекту не были нужны.

Почему сменный трансивер позволяет сетевому порту работать по оптике

Модуль содержит оптические компоненты передачи и приёма, необходимые для выбранного канала. При передаче он принимает электрические данные от устройства и отправляет модулированный оптический сигнал в подключённое волокно. При приёме он детектирует входящий свет и возвращает восстановленный сигнал в порт устройства.

Оба конца должны проектироваться как пара. Им нужны совместимые скорость и тип сигнала, подходящие разъёмы и оптические характеристики, соответствующие оптической трассе. Дуплексные каналы обычно используют отдельные волокна для передачи и приёма. Одноволоконные схемы вместо этого используют разделение по длинам волн. Перепутанная полярность передачи и приёма на дуплексном волокне, неверная пара длин волн BiDi или подключение одномодовой оптики к неподходящей трассе — обычные ошибки на объектах, а не экзотические случаи.

Многие модули также поддерживают цифровой диагностический мониторинг, часто называемый DDM или DOM. Если он доступен, показания позволяют видеть рабочие параметры: температуру модуля, напряжение питания, ток смещения лазера, оптическую мощность передачи или приёма. Диагностика помогает разобраться с грязным разъёмом, потерями на изгибе или сварке или приёмником, приближающимся к границе допустимого входного диапазона, прежде чем жалоба перерастёт в аварию.

Когда трансиверы BiDi, CWDM и высокой плотности решают конкретные ограничения канала

Модули BiDi SFP полезны, когда доступно только одно пригодное волокно. Они передают и принимают на разных длинах волн по одному и тому же волокну, поэтому их нужно устанавливать согласованной взаимодополняющей парой. Это может отсрочить новые кабельные работы, но не оправдывает плохого обследования волокна или неясной записи о длинах волн.

Трансиверы CWDM решают другую задачу: передачу нескольких оптических каналов в выделенных полосах грубого спектрального уплотнения, часто вместе с компонентами спектрального уплотнения в схеме канала. Их выбирают по задокументированному частотному плану, а не просто потому, что на этикетке модуля написано «CWDM». Неверная длина волны или модуль, выбранный без проверки схемы mux/demux, могут без нужды усложнить ввод в эксплуатацию.

Оптические трансиверы высокой плотности, включая модели QSFP-DD для решений 400G, подходят для платформ, которым нужна большая полоса на единицу площади передней панели. Это типичные кандидаты для высокоёмких соединений коммутаторов и фабрик ЦОД. Обратная сторона — более строгое планирование: до заказа проверьте поддерживаемый устройством режим, архитектуру волокна, схему разъёмов и любую breakout-схему. Плотность ценна, только если её поддерживают физический канал и конфигурация коммутатора.

Выбирайте модуль исходя из установленного порта, оптической трассы и условий эксплуатации

Правильная закупка начинается с канала, а не с фотографии товара или предполагаемого артикула.

Начните с форм-фактора устройства, требуемой скорости и совместимости с платформой

• Определите точное устройство, тип порта и требуемую скорость канала на обоих концах.
• Подтвердите форм-фактор устройства: SFP, SFP+, SFP28, QSFP+, QSFP28, QSFP56, QSFP-DD, OSFP, XFP или другой поддерживаемый интерфейс.
• Проверьте производителя оборудования и программную среду. OPTONE заявляет, что проводит проверку совместимости с платформами Cisco, Juniper, Huawei, Arista, Dell, HPE и других OEM. Тем не менее совместимость нужно подтверждать для конкретной платформы и сценария применения.
• Решите, является ли подключение прямым оптическим каналом, breakout-схемой или медным соединением. Это разные решения, даже если порты выглядят одинаково.

Подтвердите тип волокна, разъём, схему канала, диагностику и условия эксплуатации

Затем изучите детали трассы. Определите тип и число волокон, тип разъёма, фактическую длину тракта, потери на коммутационных панелях, места сварки и является ли канал дуплексным или одноволоконным. Если оборудование будет стоять в уличном шкафу, цеху или другом нестандартном месте, уточните ожидаемые условия эксплуатации.

Не относитесь к дальности как к приблизительной оценке. Трасса может быть короткой на чертеже, но содержать достаточно разъёмов, загрязнений или плохих оконцовок, чтобы создать проблемы. Если мониторинг важен, укажите требование к поддержке DDM/DOM и убедитесь, что платформа устройства может считывать и отображать эту диагностику. Линейка модулей OPTONE включает варианты с DDM/DOM; применимый набор функций нужно подтверждать для выбранного модуля.

Частые вопросы при развёртывании и данные о канале, которые нужно отправить OPTONE

Может ли оптический трансивер работать с коммутатором Cisco?

Может, если форм-фактор, скорость, прошивка и совместимость модуля с платформой соответствуют этому коммутатору и его ПО. Отправьте точную модель Cisco и данные о порте, а не полагайтесь только на марку коммутатора.

Можно ли использовать модуль SFP в порту SFP+?

Некоторые порты SFP+ поддерживают более медленные модули SFP, но это зависит от конкретного устройства. Прежде чем считать их взаимозаменяемыми, проверьте документацию устройства и планируемую скорость.

Какая информация нужна для выбора модуля BiDi?

Укажите порты устройств, требуемую скорость, данные об одноволоконной трассе, тип разъёма, тип волокна и длину волны имеющегося модуля на дальнем конце. Пары BiDi должны быть взаимодополняющими.

Что отправить для запроса цены или проверки совместимости?

Отправьте марку и модель устройства, тип порта, скорость, тип волокна, разъём, длину трассы, число волокон, условия эксплуатации и любые требования к диагностике или OEM-совместимости. С этими данными можно обсудить подходящий вариант трансивера OPTONE до того, как на объект попадёт несовместимый модуль.