Оптичните трансивъри намаляват загубата на сигнал

 

Влошаването на сигнала винаги е било най-голямото главоболие при-преноса на данни на дълги разстояния. Работил съм с мрежови инсталации, при които медните кабели не могат да прехвърлят данни над 100 метра без значителен спад на качеството. Ето къдеоптични трансивъривлизат в действие и честно казано, разликата е нощ и ден.

 

Защо загубата на сигнал има значение

 

Ето нещо, което повечето хора не осъзнават-всеки метър кабел действа като малък резистор. С традиционната мед вие се борите със самата физика. Електрическите сигнали отслабват, докато пътуват, улавят смущения от близките кабели и докато стигнат до местоназначението си? Е, нека просто кажем, че получателят не получава това, което сте изпратили.

Но светлината не се интересува от електромагнитните смущения. Аноптичен трансивърпреобразува електрическите сигнали в оптични, изпращайки ги през влакна с почти скоростта на светлината (добре, около 200 000 km/s във влакна, но кой брои). Красотата тук е, че фотоните не губят енергия по същия начин, както електроните на разстояние.

 

 

Числата не лъжат

 

Изтеглих някои-данни от реалния свят от скорошен проект за център за данни. Стандартен кабел Cat6? Гледате приблизително 20-30 dB загуба на километър при 1 GHz. Едномодово{10}}оптично влакно с качествени трансивъри? Може би 0,3-0,5 dB/km при дължина на вълната 1550nm. Това не е просто по-добро - то е в напълно различна лига.

Един проект, който направихме миналата година, включваше кампусна мрежа, обхващаща 15 километра. С медни повторители щяхме да имаме нужда от 7-8 междинни точки на усилване. Използване на фибри и правилнотрансивъри, отидохме от точка-до-точка. Нула повторители. Първоначалната инвестиция беше по-висока, разбира се, но само разходите за поддръжка изплатиха разликата за по-малко от две години.

 

Как всъщност работят

 

 

Вътре в тези модули-и отворих повече от няколко по време на сесии за отстраняване на неизправности-имате по същество два основни компонента, които работят заедно. Страната на предавателя приема вашия електрически сигнал и използва лазерен диод (или светодиод за по-къси разстояния), за да създаде светлинни импулси. Страната на приемника прави обратното, използвайки фотодиод, за да преобразува входящата светлина обратно в електрически ток.

Умната част? Съвременните трансивъри включват нещо, наречено цифрова диагностика. Можете да наблюдавате нивата на оптичната мощност в реално-време, което означава, че знаете точно кога качеството на сигнала започва да пада, преди това да се превърне в проблем. Спасяваше нашия бекон повече пъти, отколкото мога да преброя.

 

Ефективност от разстояние, която наистина има значение

 

Модулите с малък{0}}обхват (850nm многомодов) обикновено се справят добре с 300-550 метра. Ние ги използваме постоянно за сървър-за-превключване на връзки в стелажи. Но ето къде става интересно-с-дълъг обхват 1310nm или 1550nm едномодови версии? Виждал съм сертифицирани пробези над 80 километра със сила на сигнала все още в приемливи параметри.

Има една инсталация, свързваща две сгради в малък град. Деветнадесет километра оптично влакно, 10GBASE-LR приемо-предаватели на всеки край и процентът на битови грешки остава под 10^-12. Опитайте това с мед. Сериозно, опитайте.

 

Какво всъщност избягвате

 

Температурните колебания едва докосват оптичните сигнали в сравнение с медта. Наблюдавал съм връзки, преминаващи през не-климат-контролирани пътеки, където температурата на околната среда варира от 40 градуса между деня и нощта. Електрическите връзки наблизо показват забележими промени в производителността. Оптичните връзки? Стабилен като скала.

Връзката е друг не{0}}проблем. Свържете 288 влакнести нишки заедно в един кабел-няма проблем. Опитайте да свържете толкова много медни двойки без специално екраниране и всъщност сте създали антенна група. Всяка двойка пречи на своите съседи и резервоари за качество на сигнала.

 

 

Реалността на разходите (защото бюджетът има значение)

 

Вижте, няма да се преструвам, че трансивърите са евтини. Качественият 10G SFP+ модул струва $200-500 в зависимост от марката и спецификациите. Но ето изчислението, което има значение: за 10-годишно внедряване вие ​​харчите може би $50 годишно за трансивър, като вземете предвид коефициента на замяна. Сравнете това с консумацията на енергия на медни повторители (приблизително 15-30 вата всеки), плюс разходи за охлаждане, плюс посещения за поддръжка. Решението с влакна обикновено се изравнява около 3-4 година, след което спестява пари всяка година след това.

 

Практични неща за инсталиране, за които никой не говори

 

Чистотата на конектора е от решаващо значение и често се пренебрегва. Прашинка върху края на влакното-говорим за микроскопични частици-може да причини 1-2 dB загуба или повече. Винаги държа почистващи препарати в моя комплект, защото съм виждал чисто нови кабели да идват мръсни направо от опаковката.

Освен това радиусът на огъване е по-важен, отколкото си мислят повечето монтажници. Влакното може да издържи известно огъване, но го огънете твърде рязко и въвеждате микропукнатини, които разпръскват светлината. Сигналът може да работи първоначално, но шест месеца по-късно отстранявате мистериозна загуба на пакети.

 

Където тази технология наистина блести

 

Центровете за данни, работещи с 400G и 800G връзки, абсолютно изискват оптично предаване. Просто няма медна алтернатива при тези скорости на значителни разстояния. Дори 100G Ethernet достига до може би 10 метра на специализирани twinax кабели и това го натиска.

Доставчиците на телекомуникационни услуги използват оптичнитрансивърив продължение на десетилетия, но това, което се промени, е цената. Това, което преди беше само телекомуникационна-технология, сега е стандартно в корпоративни мрежи, внедряване в кампуси, дори някои домашни-инсталации от висок клас.

 

Бъдещето изглежда още по-добро

 

Модулите от следващо-поколение надхвърлят 1 Tbps на дължина на вълната, като използват усъвършенствани модулационни схеми. В момента компаниите работят върху 1.6T приемо-предаватели с възможност за включване. Физиката на светлинното предаване ни дава повече пространство за увеличаване на скоростта, отколкото медта някога би могла.

Освен това действителната оптична инфраструктура често може да поддържа по-бързи трансивъри без подмяна. Надградих мрежи от 1G до 10G до 40G, използвайки същите влакна, само сменяйки модулите на трансивъра. Това е гъвкавост при надграждане, която не получавате с медта.

 

Долен ред от полето

 

След като работих с двете технологии в продължение на години, мога да ви кажа, че намаляването на загубата на сигнал от оптичните приемо-предаватели не е просто подобрение на спецификацията-а разликата между мрежа, която почти не функционира, и такава, която просто работи. Факторът на надеждност сам по себе си оправдава инвестицията в повечето сценарии, при които разстоянието надвишава 100 метра или скоростите надвишават 1 Gbps.

Технологията не е перфектна. Имате нужда от по-внимателно боравене, конекторите изискват поддръжка и първоначалните разходи са по-високи. Но за целостта на сигнала на разстояние? Нищо друго не се доближава. Дори не на същото игрище.